Способ определения коэффициента отражения радиопоглощающего материала

 

Изобретение относится к области радиоизмерений. Цель изобретения - .увеличение точности. Известно, что напряженность электромагнитного поля убывает с увеличением .расстояния от передающей антенны (А) по закону 1/г, где г - расстояние между А. С целью увеличения точности одновременно с перемещением испытуемого материала в направлении нормали к его поверхности измеряют расстояние между А по закону , определяемому по формуле ЛИ ..;.. 2uh(F -F )(F ctgoi - F ctgV),: где д R - величина изменения расстояния между А; uh - величина перемещения испытуемого материала ;.о(, , о - углы падения электромагнитной волны на испытуемый материал; F , F - соответствующие им значения диаграммы направленности приемной А по напряженности поля в направлении на передающую А. Устр-во, реализующее способ , содержит передающую А 1, приемную А 2, которую направляют в точку .зеркального отражения на поверхности испытуемого радиопоглощающего ма гериала 3 с установкой плоскости поляризации в горизонтальной плоскости 4, перпендикулярной плоскости 5 падения волны на испытуемый материал, направленньй ответвитель 6, г-р 7, ваттметры 8, 9, поворотное vcTp-во., 10, 1 ил. 13

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) А2 ш 4 С 01 К 27/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 1219984 (21) 4002852 24-09 (22) 03.01.86 (46) 15.09.88. Бюл. N - 34 (72) Ю.A.Äàâüùoâ и Е.В.Карзинин (53) 621.317.341 (088.8) (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЗФФИЦИЕНТА

ОТРАЖЕНИЯ РАДИОПОГЛОЩАЮЩЕГО МАТЕРИА.ЛА (57) Изобретение относится к области радиоизмерений. Цель изобретения—

:увеличение точности. Известно, что напряженность электромагнитного поля убывает с увеличением расстояния от передающей антенны (А) по закону 1/г,,,где r — - расстояние между А. С целью увеличения точности одновременно с перемещением испытуемого материала в направлении нормали к его поверхности измеряют расстояние между А по закону, определяемому ло формуле Ь Н =., =26h(F -F )(F ctg о(— F ctg Ы.),: где а К вЂ” величина изменения расстояния между А; dh — величина перемещеФ Ф ния испытуемого материала;,оС, оС углы падения электромагнитной волны

g И на испытуемый материал; F, F — соответствующие им значения диаграммы направленности приемной А по напряженности поля в направлении на передающую А. Устр-во, реализующее способ, содержит передающую А 1, приемную А 2, которую направляют в точку ,зеркального отражения на поверхности испытуемого радиопоглощающего материала 3 с установкой плоскости поляризации в горизонтальной плоскости 4, Я перпендикулярной плоскости 5 падения волны на испытуемый материал, направленный ответвитель 6, r-p 7, ваттметры 8, 9, поворотное чстр-во,10. 1 ил.

1423966

41)= 2Ф 2п

1 1

К

sinai sinaL2 )

ii) (2) 1 (---—

9 хпК

1 2 Р2) (5) Изобретение относится к области радиоизмерекий, может быть использовано для определения коэффициента отражения радиопоглощающих материалов (jPIIM) в диапазоне СВЧ и является усовершенствованием изобретения по авт. св. СССР Р 1219984.

Цель изобретения — увеличение точности, ° 10

На чертеже приведена структурная ектрическая схема устройства, реаэующего способ определения коэффиекта отражения радиопоглощающего атериала. 15

Способ определения коэффициента тражения радиопоглощающего материаа реализуется следующим Образом.

По основному авт. св. СССР

1219984 описан способ определения 20

i оэффициента отражения (к,о.) РПМ, аключающийся в облучении. РПМ и примной антенны электромагнитной волой посредством передающей антенны, еремешекии РПМ в направлении норма-, 25 и к его поверхности и измерении аксималького и минимального значеий сигнала на выходе приемной антенны„

При этом измерения осуществляют 30 ри направлении максимума диаграммы

) аправленности (ДН) приемкой антенны точку зеркального отражения на поерхности РПМ и ориентации максимума

Н передающей антенны в направлении

1 риемной антенны и дополнительно изь1еряют углы падения электромагнитной

21олны на PIIN соответствующие максиМальному и минимальному значениям с, игнала на выходе приемной антенны, а модуль и фазу к.о. определяют по формулам:

1 — +

K1= 20 Ig -.1 — --,« ч — " -т — — 1)

-1 Р.„- 4Р„

sinst. Р + sing Р где Р и P - максимальное и ми-.

fYIQQ in нимальное значения сигнала на выходе приемной антенны;

oL, и Ж2 — соответствующие им углы падения электромагнитной волны на РПМ;

n — целое положительное число.

Недостатком способа является большая погрешность измерения к.о. на нижних частотах диапазона СВЧ. Это связано с тем, что ДН передающей антенны в направлении на точку зеркального отражения на поверхности испытуемого РПМ и приемной антенны в на-. правлении на передающую антенну при перемещении РПМ будет меняться и при разных углах ь), и г падения волны ка испытуемый РПМ будет различной и, соответственно, составлять F< и

F< . Для случая, когда K, < с 2 сигнал Р„„ на выходе приемной антенны

1ъц )i Ъ г будет занижен в (— - ) раз, а при

РК, с,: ь 2 - завышен во столько же раэ.

Возникает погрешность в определении к.о. по формуле (1). Даже при изменении ДН на 47 погрешность измерения к.о, возрастает до 607..

Пусть ДН приемной антенны по напряженности поля в направлении на передающую антенну, а передающей антенны в направлении ка точку зеркального отражения ка поверхности испытуемого PIIN при углах oL и М падения волны ка испытуемый РПМ составляет и F2 а ПО мОщнОсти Р„ и F2 соот2 2 ветственно. Пусть также мощность сигнала, наведенного в приемной антенне от прямого сигнала передающей антенны, изменяется и при углах, и о 2 падения волны составляет Р, и Р2 соответственно. Тогда максимум и минимум мощности сигнала определяется иэ следующих соотношений".

ГР P F + P F, 1К sink (3) P ; — - ГР, F2 -,1Р Г 1К1 sinC2 ) (4) где (K(— модуль к. о. испытуемого

РПМ.

Поставим условие, что тогда,,разделив левые и правые части (21) на (22) получим (м

П, (K(sine<

1423966

R 2h tate!

R" 2h" tgo!"

FI

F и и h

II (1

R = "R — г- °

F (12) И

tp o!

h = h --"- —,— тtg o! F (13) (15) Учитывая, что

h

2tg о! (17) получим

ДК = 2Lh о

Г

tg eL (8) В.

) и

2h"

tg< (9) у И где R, R

h h определим отношение:

R F — !

R" F (10) Сделав преобразования, получим формулу (1) для вычисления модуля к.о. испытуемого РПМ.

Таким образом, получили, что формула (1) будет верна только при выполнении условия (5), т.е. при условии, если мощность сигнала, наведенного в приемной антенне от прямого сигнала передающей антенны, является 10 постоянной, т,е. должно выполняться соотношение:

F (7)

Fz 15

Известно, что .напряженность электромагнитного поля убывает с увеличением расстояния от передающей антенны

1 20 по закону — —, где r — расстояние

r между антеннами. Изменяя расстояние между антеннами прямо пропорционально изменению ДН приемной антенны по напряженности поля в направлении на пе- 25 редающую антенну, тем самым получаем изменение мощности сигнала, наведенного в приемной. антенне от прямого сигнала передающей антенны, обратно пропорционально изменению ДН приемной 30 антенны по мощности в направлении на передающую антенну, т.е. таким путем можно поддерживать постоянным мощность сигнала, наведенного в приемной антенне от прямого сигнала передающей З5 антенны.

Определим соотношение между изменением расстояния между антеннами 4,R и перемещением РПМ дЬ.

Вычислим сначала тангенсы углов 40 .падения oL и Ы по формулам (см.чертеж): — расстояния между антенI II нами при углах < и Ы 80 соответственно; — высоты расположения антенн над PIIN при углах <С и о " соответственно.

I И

Б5

По известным значениям F u F

I ll где F F — соответствующие углам

oL, о значения ДН приемной антенны в направлении на передающую антенну.

Решив совместно уравнения (8),(9) и (10), получим

П

Из (11) определим R

Из (12) и (13) определим величины изменения расстояния между .антеннами дК и перемещения РПИ д Ь по формулам: п да= R — R = R (— --1) (14) р(П 1

Г t Ы.

Lh=h — h =Ь(1- — —, — —.) F tg o!

Из (14) и (15) получим дК R (F — F ) ц ь ." дЬ h (F tg<" F" tgot. ) II (18)

F ctgoL — F" "ctgd.

Устройство, реализующее способ определения коэффициента отражения радиопоглощающего материала, содержит (см. чертеж) передающую антенну 1, которую направляют на приемную антенну

2, а приемную антенну 2 — в точку зеркального отражения на поверхности испытуемого РПИ 3 (в состав устрой- ства не входит) с установкой плоскости поляризации в горизонтальной плоскости 4, перпендикулярной плоскости

5 падения волны на испытуемый РПИ.

На вход передающей антенны 1 через направленный ответвитель 6 подключают генератор 7 соответствующего диа1423966

6 нами изменяют по закону (18). При этом мощность на входе передающей .антенны 1 поддерживают постоянной, контролируя ее по ваттметру 9, а по ваттметру 8 измеряют значения максимума - Р „и минимума — Р;„сигна- ла и по формуле (1) вычисляют к.о. испытуемого РПИ, пазона частот, à на выход приемной ,антенны 2 — ваттметр 8. В боковое плечо направленного ответвителя 6 подключают другой ваттметр 9. Прием . ную антенну 2 устанавливают в поворотном устройстве 10, которое позво ляет производить наклон антенны в направлении на точку зеркального от ражения на поверхности испытуемого 1п !

РПМ 3, а также перемещать ее в горизонтальной плоскости в направлении на передающую антенну 1„ например в направляющих пазах в боковых стенках безэховой камеры, если измерения ,к.о. PHN производятся в ней.

Вычисляют углы М, и Ы падения волны на испытуемый РПИ при заданных R, К и Ь, h :

К

0L B1c.tg

2h

2hll

К = arctg

26

По ДН антенн для логопериодических антенн определяют значения ДН при yrI В I tl

,ëàõ Ы. и g F u F соответственно, определяют ЬК по формуле (18).

Формула изобретения

Способ определения коэффициента отражения радиопоглощающего материала по авт. св. Ф 1219984, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью увеличения точности одновременно с перемещением испытуемого материала в направлении нормали к его поверхности изменяют расстояние между антен нами по закону, определяемому по формуле

F — F

ЬК = 2bh — -„— — --,t"

F" ctgeL — F ctgK "" где 5R величина изменения расстояния между антеннами; величина перемещения испытуемого материала; углы падения электромагнитной волны на испытуемый материал; соответствующие им значе-: ния диаграммы направленности приемной антенны по напряженности поля в направлении на передающую антенну.

30 с к с4, При включенном генераторе 7 изменяют сигнал на выходе приемной антенны 2 до максимума — Р „ и минимумаР„„;„ путем перемещения PHN 3 вдоль нормали к. его поверхности с изменением высоты расположения антенн над РПМ с h до h (см. чертеж) и изменение расстояния между антеннами с.К до

:Rg. При этом расстояние между антенСоставитель П.Савельев

Редактор К.Крупкина Техред И,яндык Корректор Н, Король

Заказ 4685/49 Тираж 772 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4