Устройство для калибровки измерителей напряженности электромагнитного поля

(51)5 ИСАНИЕ БРЕТЕНИЯ ЕТЕЛЬСТВУ ТОРСКОМ ся по ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КАЛИБРОВКИ ИЗМЕРИТЕЛЕЙ НАПРЯЖЕННОСТИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ(57) Изобретение касается метрологического обеспечения измерителей напряженности поля и может быть использовано приИзобретение касается метрологического обеспечения измерителей напряженности поля и может быть использовано при калибровке электрически малых дипольных и рамочных антенн.Цель изобретения - расширение частотного диапазона.На фиг.1 приведена структурная схема устройства для калибровки измерителей напряженности электромагнитного поля; на фиг,2 изображено поперечное сечение асимметричной экранированной полосковой линии, поясняющей расположение в ней поглотителя, диэлектрического слоя и измерительной антенны калибруемого измерителя; на фиг.3 для асимметричной экранированной линии квадратного сечения приведены результаты расчета структуры электрического поля основной (Т-волны) и Н-волн высших типов, а также их критиче.скиечастоты, изображенные стрелками. На калибровке электрически малых дипольных и рамочных антенн. Цель изобретения - расширение частотного диапазона - достигаетвведением в известное устройствоглотителей 9 электромагнитных волн по всей длине во внутренних углах экранированной полосковой линии 2, полость меньшего обьема которой заполнена диэлектрическим материалом. Устройство также содержит генератор 1 сигналов, поло- совой фильтр 3, нагрузку 4, измеритель 5 мощности, внутренний проводник 6, измерительную антенну 7 калибруемого измерителя 8, поглотитель 9 электромагнитных волн и диэлектрический материал. 1 з,п. флы,5 ил,нижнеи шкале для сравнения изображеные критические частоты в полом волноводе с размерами, соответствующими размерам экранирующей оболочки: на фиг.4 представлены структуры электрического поля волны О Н 1 о без диэлектрического слоя (а) и с диэлек- О трическим слоем (б); на фиг,5 приведен гра- (ь) фик сравнения показаний измерительной (Л антенны, помещенной в источник однород- (р ного электромагнитного поля без поглоти- О теля (кривая ) и с поглотителемпредлагаемое изобретение (кривая ).Устройство для калибровки измерителей напряженности электромагнитного по-- ф ля содержит генератор сигналов 1, экранированную полосковую линию 2, которая через полосовый фильтр 3 подключена к генератору сигналов 1 и нагружена на поглощающую нагрузку 4 и измеритель мощности 5. Экранированная полосковая линия 2 выполнена в аиде асимметричной экрани 16635865 10 15 20 30 35 40 50 рованной полосковой линии, в которой внутренний проводник 6 разделяет линию на две разлицные полости, Измерительная антенна 7 калибруемого измерителя 8 размещена в полости большего объема, В углах, образованных внешнимипроводниками и боковыми стенками линии, размещен поглотитель электромагнитных волн квадратного сечения 9, В полости линии 2 меньшего объема введен диэлектрический слой 10.Устройство работает следующим образом,ВЧ-сигнал от генератора сигналов 1 проходит через полосовой фильтр 3, экранированную полосковую линию 2 и поглощается нагрузкой 4, Величина мощности РО, проходящая через линию 2, контролируется измерителем мощности 5. В диапазоне частот от постоянного тока до первой критической частоты волноводной волны при прохождении ВЧ-сигнала в линии 2 возбукдается электромагнитное поле только основной Т-волны, В диапазоне частот выше первой критической частоты волноводной волны в экранированной полосковой линии кроме основной Т-волны возбуждаются волноводные типы волн. При этом основная Т-волна и роходит церез линию 2 п рактически без ослабления и ее энергия рассеивается поглощающей нагрузкой 4. Напряженность электрического Е и магнитного Но полей 1-волны в зоне расположения измерительной антенны 7 определяются по формуламР;.,о о 1 я Е1.АК где Ро - мощность БЧ-сигнала, проходящего через экранированную полосковую линию, Вн - сопротивление поглошающей нагрузки, е- Относительая диэлектрическая проницаемость в зоне расположения измерительной антенны, Ы 1 - расстояние между плоскостью внутреннего проводника и экранирующей оболочкой полосковой линии в полости, где размещена измерительная антенна,1=1,2- индекс определяющий соответствующую полость, в которой размещена измерительная антенна,Ъ = 120-волновой импеданс свободного пространства.Волноводные типы волн, в отличие от Т-волны не проходят на нагрузку 4, а многократно отражаясь от конусообразных переходов линии 2, активно взаимодействуют с поглотителями электромаг Итных волн 9 и поглогцаОтся ими,Анализ структуры электрического поля (напряду с анализом распределения напряженности электрического поля и распределения передаваемой мощности по поперечному сечению) основной Т-волны и волн высших типов, представленной на фиг.З, показывает, что в углах экранированной полосковой линии практически отсутствует электрическое поле (передаваемая мощность) основной Т-волны. В то же время для Н-волны высших типов имеется достаточная его концентрация для эффективного взаимодействия с поглощающим материалом, помещенным в эти углы,Введение диэлектрического слоя 10 (см. фиг. 4 б) в полость меньшего объема искажает структуру поля ряда Н-волн высших типов, способствуя увеличению концентрации электрического поля в углах экранируощей оболочки, что иллюстрирует фиг.4, где приведено сравнение структуры поля волны Н 10 и показано образование в углах линии характерных петель электрического поля. Основная Т-волна при этом практически не меняет своей структуры, Сравнение распределения критических частот Н-волн высших типов в экранированной полосковой линии и полом волноводе с соответствующими размерами иллюстрирует влияние внутреннего проводника на критическую частоту волны НО 1 (критическая частота волны Н 1 о понижается при введении центрального проводника в полый волновод, см. фиг,З).На основе анализа распределения напряженности электрического поля по поперечному сечению линии и экспериментального исследования влияния поглотителя на основную волну и волны высших типов определены поперечные размеры поглотителя, имеющего квадратичное сечение. О пти мал ьн ый размер стороны квадрата составляет - Ы 1 и - Ы 2 где Ы 1 и Ы 2 -1 17 7соответствующее расстояние от центрального провода до внешнего провода в первой и второй полостях линии, Экспериментальноопределено, что при поглотителе с указанными размерами затухание основной Т-волны увеличивается всего лишь на (5 -7) в то же время затухание Н-волн высших типов увеличивается в 10-20 раз; обеспечивая практически их полное подавление, Этот эффект иллюстрируется на фиг,5, где показаны зависимости выходного напряжения калибруемой антенны 7 измерителя напряженности поля от цастоты Формула изобретения1. Устройство для калибровки измерителей напряженности электромагнитного поля, содержащее последовательносоединенные генератор сигналов, экранированную полосковую линию, внутри которой размещены поглотители электромагнитных волн, измеритель мощности, размещенный в одной из полостей 5 полосковой линии и поглощающую нагрузку, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения частотного диапазона, поглотители электромагнитных волн квадратного сечения размещены по всей длине во внутренних углах экранированной полосковой линии.2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что одна из полостей экранированной полосковой линии заполнена диэлектрическим материалом.1663586 Об оставитель Ж, Поляковаехред М.Моргентал . Корректо актор В, Фельдм ундрик Заказ 2265 Тираж 426 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям113035,Москва,Ж, Раушская наб., 4/5 НТ СССР Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1