Устройство для измерения коэффициента отражения

(5)5 С 01 Й 27/06 Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам ьф 1 ФЫ.цю- т Ц "К ПАТЕНТУ(71) Центральный научно-исследовательский институт точного машиностроения(73) Центральный научно-исследовательский институт точного машиностроения(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ОТРАЖЕНИЯ(57) Использование: для измерения малых коэффициентов отражения и величин эффективной отражающей поверхности радиолокационных целей, например самолетов, Сущность изобретения: устройство для поИзобретение относится к области радиотехнических измерений и может быть использовано для измерения малых и очень малых коэффициентов отражения, а также для измерения эффективной отражающей поверхности радиолокационных целей.Известно устройство.для измерения коэффициента отражения волн, в котором использован эффект затягивания частоты автогенератора. Однако этот способ имеет недостаток, связанный с необходимостью калибровки измерителя с подключением различных нагрузок. а это не только не дает возможность учесть малые уходы частоты автогенератора за время измерения и калибровки, но и в момент переключенийпроисходит скачок импеданса нагрузки, Ю 2 2000581 С вы щения чувствительности и точности измерения, а также обеспечения радиолокационных характеристик объектов, содержит два одинаковых автогенератора с общим резонатором, один из которых является опорным, а другой измерительным. Автогенераторы имеют общий источник питания и подключены к резонатору так, что их колебания взаимно ортогональны. Направленные ответвители обоих автогенераторов через смеситель подключены к частотомеру. Между ненаправленным ответвителем и управляемым фазовращателем подключена последовательная цепь иэ двух 3- циркуля- торов, свободные плечи которых подключены к малошумящему усилителю, 2 з. п. ф-лы, 2 ил. автогенератора, вызывающий соответствующий уход частоты генератора. а следова-. тельно, снижающий точность измерения коэффициента отражения,Известно устройство для измерения малых коэффициентов отражения, содержащее автогенератор, волномер и фазовращатель, в котором непосредственно путем изменения фазы отраженной волны от испытуемой нагрузки по максимальному и минимальному уходам частоты автогенератора определяют коэффициент отражения.Недостатком этого устройства является низкая точность измерения, которая зависит от измеряемого коэффициента отражения и частоты, от внешних факторов(колебаний температуры, влажности, вибраций и др.), а также от флуктуаций напряжения источника питания,Целью изобретения является повышение чувствительности и точности измерения, а также обеспечение измерениярадиолокационных характеристик обьектов.Цель достигается тем, что устройствосодержит два идентичных автогенератора,каждый иэ которых состоит из усилителя,направленного ответвителя, установочногофазовращателя и общего резонатора, Одиниэ генераторов является опорным, а второйизмерительным. Автогенераторы имеют общий источник питания и общий резонатор,например, цилиндрический с волной Н 111, свзаимноортогональными типами колебаний, Направленные ответвители обоих автогенераторов через смеситель подключены кчастотомеру. Между ненаправленным ответвителем и управляемым фазовращателем подключена последовательная цепь издвух У-циркуляторов и усилителя, Причемсвободные плечи У-циркуляторов подключены к малошумящему усилителю.На фиг. 1 представлена блок-схема устройства: на фиг, 2 - дополнительный узел,Устройство состоит иэ двух идентичныхавтогенераторов, включающих в себя усилители 1 и 7, направленные ответвители 2 и 8,установочные фазовращатели 6 и 9 и общийрезонатор 3. К резонатору 3 через ненаправленный ответвитель 4 подключен управляемый фазоврвщатель 5, а вторичныеплечи направленных ответвителей 2 и 8 подключены через смеситель 10 к частотомеру11. К фаэовращателю 5 подключается исследуемая нагрузка, а для измерения радиолокационных характеристик объектовподключается антенна 12.Оба автогенератора подключены к общему источнику питания.На фиг. 2 изображен дополнительныйузел, состоящий из двух У-циркулятороо 13и 14, между свободными плечами которыхвключен малошумящий усилитель 15, Этотузел дополнительно включается между ненаправленным ответвителем 4 и управляемым фаэовращателем 5. Этим достигаетсяповышение чувствительности устройства.Устройство работает следующим образом.При подаче питания на оба автогенератора в них возникают автоколебания. Одиниэ автогенераторов работает как опорный.а другой - измерительный. При одинаковыхнагрузках частоты опорного и измерительного автогенераторов определяются вы бранными фазовыми соотношениями по 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 цепям обратной связи с помощью установочных фазовращателей 6 и 9, С целью ослабления взаимного влияния генераторов их частоты разнесены путем выбора условий баланса фаз для одного иэ автогенераторов слева от пика резонансной кривой резонатора. а для другого - справа. Необходимый разнос частот для исключения явления захвата частоты не превышает полуширины резонансной кривой резонатора, т. е. оба автогенератора стабилизированы одинаковой крутизной фазовой характеристики резонатора.Дополнительная развязка обеспечивается использованием ортогональных колебаний двух автогенераторов в общем резонаторе, работающем на волнах типа Н,После определения разноса частот к измерительному автогенератору подсоединяют калиброванную нагрузку с известным коэффициентом стоящей волны (КСВ), путем изменения фазы отраженной волны фаэовращателем 5 определяют максимальную и минимальную величины изменения раэностной частоты обоих автогенераторов при различных КСВ нагрузки. По этим данным непосредственно определяют коэффициент отражения исследуемого объекта или определяют параметры по известным математическим выражениям,Устройство может быть проградуировано непосредственно в единицах эффективной отражающей поверхности. В этом случае вместо нагрузки с известным КСВ подсоединяют антенну с необходимой шириной диаграммы направленности и по калиброванным отражателям на фиксированных расстояниях производят калибровку устройства, т, е. определяют максимальную и минимальную разностные частоты при изменении фазы между антенной и измерительным автогенератором,Аналогичная процедура производится и при измерении очень малых отражающих поверхностей или поверхностей на больших расстояниях при включении дополнительного узла (см, фиг. 2).Предельная чувствительность по удаленным целям зависит от ширины диаграммы направленности антенны и конечного отражающего фона, на котором расположен исследуемый объект. При значительном фоне (измерения вне эхо камеры) предельные воэможности прибора реализуются при сканировании по фазе самого измеряемого объекта (его перемещение в пределах полуволны).Устройство имеет малые габариты, может быть выполнено в переносном вариантеи позволяет производить измерение малых и сверхмалых коэффициентов отражения. Макетный образец устройства создан и опробирован в ЦНИИТИ (длина волны Асм), Напряжение питания 12 В, потребляемый ток 0,25 А,Формула изобретения 1. Устройство для измерения коэффициента отражения, содержащее последовательно соединенные первый направленный ответвитель и первый усилитель, последовательно соединенные резонатор, направленный ответвитель и управляемый фаэовращатель, выход которого предназначен для связи с исследуемым объектом, частотомер, при этом резонатор, ненаправленный ответвитель, первый направленный ответвитель и первый усилитель образуют измерительный автогенератор, о тличающеес ятем,что, с целью повышения чувствительности, в измерительный автогенератор введен первый фазовращатель, включенный между первым выходом резонатора и входом первого направленного ответвителя, а выход первого усилителя подключен к второму входу ненаправленного ответвителя, введены последовательно соединенные второй усилитель, вход которого соединен с вторым выходом резонатора, второй направленный ответвитель и второй фазовращатель, выход которогосоединен с вторым входом резонатора, при5 этом резонатор, второй усилитель. второйнаправленный ответвитель и второй фазовращатель образуют опорный автогенератор, введен смеситель, первый и второйвходы которого соединены соответственно10 с вторыми входами первого и второго направленных ответвителей, а выход смесителя соединен с входом частотомера, при этомколебания в резонаторе, создаваемые опорным и измерительным автогенераторами,взаимоортогональны,2, Устройство по и, 1, о тл и ч а ю ще ес я тем, что введены два последовательносоединенных У-циркулятора, включенныемежду выходом ненаправленного ответви 20 теля и входом управляемого фазовращателя, а между свободными плечамиУ-циркуляторов включен малошумящийусилитель.3. Устройство по пп,1 и 2, о т л и ч а ю 25 щ е е с я тем, что, с целью обеспеченияизмерения радиолокационных характеристик объекта, к выходу управляемого фазовращателя подключена антенна.2000581 Составитель В.ВещевТехред М.Моргентал орректор Е. Папп Редактор аказ 307 Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента113035, Москва. Ж, Раушская наб., 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 10