устройство для измерения эллиптичности электромагнитной волны

Формула изобретения

Устройство для измерения эллиптичности электромагнитной волны, содержащее измеряемый элемент, разделитель поляризации, вход которого подключен к выходу измеряемого элемента, и два канала, включающих первый вентиль и второй вентиль, причем первый выход разделителя поляризации соединен с входом первого вентиля, а второй выход разделителя поляризации соединен с входом второго вентиля, отличающееся тем, что разделитель поляризации выполнен в виде двухканального поляризационного устройства, а также устройство дополнительно снабжено первым аттенюатором, вход которого подключен к выходу первого вентиля, вторым аттенюатором, вход которого подключен к выходу второго вентиля, коммутатором, первый вход которого подключен к выходу первого аттенюатора, а второй вход подключен к выходу второго аттенюатора, а также блоком измерения, вход которого подключен к выходу коммутатора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технике СВЧ и может быть использовано для измерения эллиптичности электромагнитной волны волноводных устройств.

Известно устройство [1] для измерения кросс-поляризационной характеристики волноводного тракта. Устройство содержит СВЧ-генератор, диафрагму, измерительную линию, круглую вращающуюся волноводную секцию, закороченный перестраиваемый прямоугольный волновод, закорачивающий подвижный поршень, два зонда, согласованную нагрузку, две детекторные головки и волновод. Данное устройство обладает высокой чувствительностью, но имеет низкую скорость измерения поляризационной характеристики.

Известно также устройство [2] для измерения поляризации электромагнитных волн, которое содержит антенну, поляризационный трансформатор, состоящий из двух секций и круглого волновода, вращатель поляризации, переход с круглого волновода на прямоугольный и блок измерения. При измерении линейно поляризованных компонент секции круглого волновода устанавливаются так, что обе вставки оказываются расположенными в одной плоскости, ориентированной под углом 45° относительно широкой стенки прямоугольного волновода. Путем поворота плоскости поляризации анализируемой волны с помощью вращателя поляризации производится селекция для измерения соответствующих параметров линейно поляризованных составляющих. Устройство позволяет обеспечить высокую точность измерений, но требует больших затрат времени.

Наиболее близким по схемно-техническому решению является модуляционный турникетный радиополяриметр [3], который и выбран в качестве прототипа. Данное устройство содержит турникетное соединение, выполняющее роль разделителя поляризации, первый и второй вентили, модулятор поляризации, измерительный канал, блок калибровки поляризации, направленный ответвитель, блок калибровки интенсивности, первый и второй модуляторы интенсивности, первый и второй тройники, причем модуляторы и тройники образуют гибридное кольцо, дополнительный измерительный канал, короткозамыкатели и управляющий генератор. К недостаткам данного устройства следует отнести сложность конструкции.

Техническим результатом заявляемого изобретения является упрощение конструкции устройства для измерения эллиптичности электромагнитной волны, процесса измерения эллиптичности электромагнитной волны волноводных устройств и повышение точности измерений.

Технический результат достигается тем, что устройство для измерения эллиптичности электромагнитной волны содержит измеряемый элемент, разделитель поляризации, вход которого подключен к выходу измеряемого элемента, и два канала, включающих первый вентиль и второй вентиль, причем первый выход разделителя поляризации соединен с входом первого вентиля, а второй выход разделителя поляризации соединен с входом второго вентиля. Оно отличается тем, что разделитель поляризации выполнен в виде двухканального поляризационного устройства, а также устройство дополнительно снабжено первым аттенюатором, вход которого подключен к выходу первого вентиля, вторым аттенюатором, вход которого подключен к выходу второго вентиля, коммутатором, первый вход которого подключен к выходу первого аттенюатора, а второй вход подключен к выходу второго аттенюатора, а также блоком измерения, вход которого подключен к выходу коммутатора.

На чертеже приведена структурная схема устройства для измерения эллиптичности электромагнитной волны, где 1 - измеряемый элемент, 2 - разделитель поляризации, 3 - первый вентиль, 4 - второй вентиль, 5 - первый аттенюатор, 6 - второй аттенюатор, 7 - коммутатор, 8 - блок измерения.

Измеряемым элементом 1 является волноводное устройство, на выходе которого измеряется эллиптичность электромагнитной волны. Измеряемый элемент подключен к входу разделителя поляризации 2. В качестве разделителя поляризации используется двухканальное поляризационное устройство [4], которое позволяет разделить электромагнитную волну на две линейно поляризованные составляющие и направить в два параллельных канала. Первый канал содержит первый вентиль 3 и первый аттенюатор 5. Второй канал содержит второй вентиль 4 и второй аттенюатор 6. Вентили предназначены для поглощения отраженной волны, а с помощью аттенюаторов устройство для измерения эллиптичности электромагнитной волны калибруется перед началом измерений. Каждый канал через коммутатор 7 поочередно подключается к блоку измерения 8. Блок измерения 8 предназначен для измерения амплитуды электромагнитной волны, в качестве блока измерения может быть использован любой измеритель, имеющий цифровой выход.

Устройство для измерения эллиптичности электромагнитной волны волноводных устройств работает следующим образом. Электромагнитная волна СВЧ-диапазона линейной или круговой поляризации поступает на измеряемый элемент 1, после прохождения которого она приобретает эллиптическую поляризацию. Далее электромагнитная волна поступает на вход разделителя поляризации 2. На разделителе поляризации 2 электромагнитная волна эллиптической поляризации разделяется на две линейно поляризованные составляющие, которые направляются в два параллельных канала. Находящийся в каждом канале вентиль необходим для поглощения отраженной волны. Введение вентилей 3, 4 увеличивает развязку между каналами, что повышает точность измерений. Аттенюаторы 5, 6, которые также находятся в каждом канале, служат для калибровки устройства перед началом измерений. С помощью коммутатора 7 каждый канал поочередно подключается к блоку измерения 8, где фиксируется уровень сигнала обеих составляющих электромагнитной волны, проходящих через эти каналы. Эллиптичность электромагнитной волны определяется по формуле

где P₁, Р₂ - уровень сигнала в первом и втором каналах соответственно.

Устройство для измерения эллиптичности электромагнитной волны позволяет осуществлять управление работой коммутатора 7 и блока измерения 8 с помощью ЭВМ, а также исключить фазовые измерения и использовать измерение только амплитуды сигнала, что дает возможность упростить процесс измерения эллиптичности электромагнитной волны и конструкцию устройства в целом. Введение двухканального поляризационного устройства в качестве разделителя поляризации с введением вентилей увеличивает глубину развязки между каналами, что позволяет увеличить диапазон и повысить точность измерения эллиптичности электромагнитной волны волноводных устройств.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР №1328770. Бюл. №29 от 07.08.1987 г.

2. Авторское свидетельство СССР №1647461. Бюл. №17 от 07.05.1991 г.

3. Авторское свидетельство СССР №1518805. Бюл. №40 от 30.10.1989 г.

4. Журнал "Антенны", выпуск 1 (42), 1999 г., стр.28-30.