Многоантенный измеритель коэффициента отражения листовых материалов

(51) 27 06 ОБРЕТЕНИЯ САН ЕЛЬСТ 414-Я, подсоединенные рителям мощности 5-15-Я вой материал 6, плоский мет кий экран 7. Цель достигаетс того, что приемные антенны в в виде зондов 4-14-Я, р женных в плоском металлическ не 7 так, чтобы расстояния м дами 4 т 14-.Я были. равны ( А, - средняя длина волны р диапазона, Я - кол-во зондов лический экран 7 ориентирова углом 45 к направлению пад него от излучающего элемента тромагнитной волны. Листовой ал 6 ориентируется перпендик направлению распрострайения на него электромагнитной вол м ЛЬ КОЭФФИТЕ РИАЛОВизмери-обретеерения1, вен 3 элек- материулярно падающей ны. 1 ил. Ю 5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ К АВТОРСКОМУ СВИ(54) МНОГОАНТЕННЫЙ ИЗМЕРИТЕЦИЕНТА ОТРАЖЕНИЯ ЛИСТОВЫХ МА(57) Изобретение относится ктельной технике СВЧ. Цель изния - повьппение точности измИзмеритель содержит г-р СВЧтиль 2, излучающий элемент 3,листо- алличеся за сче ыполнены асполоом экраежду зонЬср/6 Я абочего ). Метали под ающей наИзобретение относится к измерительной технике сверхвысоких частот и может использоваться для измерения комплексного коэффициента отражения тел, имеющих плоскую поверхность н расположенных в свободном пространстве.Цель изобретения - повышение точности измерения, 1 ОНа чертеже представлена структурная электрическая схема предлагаемого многоантенного измерителя коэффициента отражения листовых материалов.Измеритель содержит генератор 1 15 СВЧ, вентиль 2, излучающий элемент 3, зонды 4-1, 4-24-Ю, подсоединен ыек измерителям 5-1, 5-2 .,5-Мощности, листовой материал 6, плосий металлический экран 7. Металлиеский экран 7 ориентирован под угом 45 к направлению падающей на неоо от излучающего элемента 3 электроагнитной волны, Зонды 4-.1,4-2,-Н расположены на металлическом экане 7 так, чтобы расстояния междуондами 4-1, 4-24-И были равныР/Й 11, листовой материал 6 ориентируется перпендикулярно направлению распространения падающей на него элек 3 О ромагнитной волны.Многоантенный измеритель коэффициента отражения листовых материаловаботает следующим образом.Электромагнитная волна от генеа35ора 1 СВЧ через вентиль 2, излучаюй элемент 3 направляется к листовоматериалу 6. Плоская поверхностьстового материала б располагается Перпендикулярно направлению распространения электромагнитной волны и находится от излучающего элемента 3 на достаточном удалении, чтобы можно бЫло считать фронт волны, падающей на листовой материал б, плоским, 45Зонды 4-1, 4-24-И регистрируют амплитудное распределение СВЧ поля в фиксированных точках прост-, ранства между излучающим элементом 3 и листовым материалом 6. Это поле янляется суперпозицией падающей на листовой материал б и отраженной от нЕго электромагнитной волны, измеренные значения мощности являются исход, ньми экспериментальными данными для расчета неизвестного коэффициента отражения.Аппаратурное напряжение О на выходе -го измерителя 5 мощности,пропорциональное мощности электромагнит"ной волны в месте расположения 1-гозонда 4,в случае идеального линейногопреобразования мощности входит в модельную функцию многозондовой системы1+аК,+2 А 1 х+2 Ауф,( 2 1 н я1+Ь К +2 В х+2 В угде А щ А -1 А"а е 1"ФВВ щВ Ье 1 - комплексные,а 1 действительный параметр 1-гозонда;= -1, х+1 у=Ке фГ - комплексный коэффициент отражения исследуемой нагрузки.При проведении измерений коэффициента отражения Г отсчитываются значения Б для каждого 1-го зонда 4 изатем решается система уравнений (1)относительно величин х и у, а,следовательно, относительно Г. При этомкоэффициенты А 1, 11 и В должны бытьизвестны. Они определяются до проведения измерений коэффициента отражения с помощью листовых нагрузок сизвестным коэффициентом отражения Г.Рассмотрим порядок проведения измерений (получение экспериментальныхданных) и обработки выходнмх аппаратурных данных в наиболее общем случае применения М приемных зондов 4.Очевидно при калибровке измерителя .коэффициента отражения надлежитустановить (ЗИ+2) неизвестных коэффициентов в системе уравнений (1) .Калибровочная пластина с известным коэффициентом отражения, рассчитанным на основе электрофизнческихпараметров материала пластины и еегеометрических размеров, устанавливается на расстоянии 1 от раскрываантенны,На выходе каждого измерителя 5мощности считывается напряжение 11,11 фгде =1, И - номер зонда 4, соответственно измерителя 5 мощности.С помощью микрометрического устройства смещения калибровочной пластины относительно плоскости апертурыизлучающего элемента 3 задаются иотсчитываются расстояния 11, 1 З1 Р от раскрыва излучающего элемента 3,Для каждого 1-го расстояния отсчитываются напряжения на выходах измерителей 5 мощности.Полученные экспериментальные значения напряжений Б; вводятся в сис-тему уравнений на основе модельнойфункции (1)1406521 2 А)а Ъ1+Ь 2 К 12 А1+ЬК2 В х 1 с х1 с х0 1+Ь 1 К А 2 Вх5А1+Ъ К преобразуется к виду 5) в) з1+аК+2 Асх 1+2 А) 11+Ь К+2 В х, +2 В фУ,где 1:" 1, Реу,. - модуль, действительнаяи минимая части коэффициента отражения калибровочной пластины, отсчитываемые относительно значений этих параметров при расстоянии 1;, 1)1,т.е. все уровни мощности в дальнейшем будут иметь смысл приведенных куровню мощности генератора 1 СВЧ прикалибровке.Производится расчет коэффициентовА, 1 с) и В.Предварительно система уравнений)1 )2 )3) 1 41 1ю 1)(4) для каждого )-го зонда со своим )-м измерителем мощности.Если р5 Я систем уравнений (4) (Н - число зондов) решается независимо друг от друга с использованием метода наименьших квадратов, т.е. путем перехода к нормальной системе уравнений. Решение системы уравнений дает значения х , х , х , х 4, х , которые позволяют из (3) рассчитать А ., 1 с иВ:3 А. Х 2 . Ад, Хд (8)3 21 с2 ) 21 сА) ) 10 Измерение коэффициента отражениялистового материала. Пластина листового материала устанавливается на расстоянии 1, от раскрыва излучающей антенны. Отсчитываются значения 1)ц на 15 выходах измерительной мощности, 1 щщ 1,2 .11;,11 - число зондов.Полученные значения 1) подставляются в формулу (1), Получается система из Я уравнений. Неизвестными в ней 20 являются величины 1)о и Г(К,О), Комбинируя попарно уравнения, исключается величина Б . После этой операцииполучается система уравнения вида: 26 (Ц ) 0 ),) К+2(1)-6;., -ц), (9)где 1=1; М; 0) 1/1 с.Обозначив1д =6 а+, -Б.1 а),А 2 А, -Ь , ААЛц35 Д ) 2 (и) А ), -1,. А)ЛА =д) -13представим систему (9) в виде 40 ) ф 1 д) 1К 5+ х + у " -3; 1-1, Й(10)При количестве зондов, большемчетырехсистема уравнений (10) решается методом наименьших квадратов.Результатом решения системы (10) яв" 45 ляются измеренные величины: модулькоэффициента отражения К н его фазаВ=агс 18 (у/х) . Формула изобретенияные генеющий эле го расла приемные рителями енный измеритель коэффиажения листовых материалов, й последовательно соединенатор СВЧ, вентиль и излучаент в дальней зоне котороагается листовой материал, антенны, соединенные с изме- мощности, о т л и ч а ю -тем, что, с. целью повыше1406321 Составитель А.ЛысовТехред Корректор Г,Решетник Редактор Ю.Середа Заказ 3188/41 Тираж .772 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 ния точности измерения, приемные антенны выполнены в виде зондов, расположенных в плоском металлическом эк"ране между излучающим элементом илистовым материалом, причем нормальк поверхности листового материалаперпендикулярна к оси симметрии излучающего элемента, а поверхность плоского металлического экрана составляетс ней угол 45 , при этом каждый зондрасположен от другого на расстоянииБ -.- в , где Я - средняя длина волныопрабочего диапазона, а и .- количествозондов.