Устройство для измерения параметров листовых диэлектриков

 

Использование: для измерения электрических параметров листовых диэлектриков. Сущность изобретения: включает СВЧ-генератор 1 шума разветвитель 2, измеритель 3, антенны 4 и 5, модулятор 6, короткозамыкатели 7 и 9, фазовращатель 8, интегратор НЧ. диэлектрик 11. Особенностью изобретения является то, что в качестве источника сигнала используется СВЧ-генератор шума, в опорном и измерительном трактах длина пути сигнала устанавливается одинаковой и в качестве индикатора используется широкополосный модуляционный радиометр, что позволяет повысить точность измерения. 1 ил.XI ОО ОоJi^СП

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5! }5 G 01 R 27/26

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4838791/21 (22) 12,06.90 (46) 07.12.92, Бюл. N. 45 (71) Центральный научно-исследова;ельский институт "Электроприбор" (72) А.cD. Балашов и В.Н,Зайчиков (56) Турянский В.П. Установка дл ния вариации фазы коэффициента::-па:— дения плоской электромагнитно волны через лист диэлектрика. BHVINcDTT!A. Исследования в области радиоиэмерс -: . . Тр,ды, вып,б, М„1972.

Авторское свидетельство СССР

N 1656475, кл, G 01 R 27/26, 1988.

„„. Ы„„1780045 Al (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЛИСТОВЫХ ДИЭЛЕКТРИКОВ (57) Использование: для измерения электрических параметров листовых диэлектриков.

Сущность изобретения; включает СВЧ-генератор 1 шума разветвитель 2, измеритель 3, антенны 4 и 5, модулятор 6, короткозамыкатели 7 и 9, фазовращатель 8, интегратор НЧ. диэлектрик 11. Особенностью изобретения является то, что в качестве источника сигнала используется СВЧ-генератор шума, в опорном и измерительном трактах длина пути сигнала устанавливается одинаковой и в качестве индикатора используется широкополосный модуляционный радиометр, что позволяет повысить точность измерения. 1 ил.

1780045

35

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения параметров листовых диэлектриков, Известна установка для измерения вариации фазы коэффициента прохождения плоской электромагнитной волны через лист диэлектрика, содержащая СВЧ-генератор гармонического сигнала, устройства разветвления и сложения сигналов опорного и измерительного трактов, детектор, усилитель, индикатор разности фаз опорного и измерительного сигналов, В тракт опорного сигнала входит, фазовращатель. В измерительном тракте последовательно включены модулятор, передающая и приемная антенны. Между антеннами размещается исследуемый диэлектрик.

Недостатком установки является существенное влияние на точность измерений нестабильности частоты СВЧ-генератора и переотраженных сигналов между антеннами и диэлектриком. Кроме того, наличие волноводного опорного тракта, огибающего диэлектрик, не всегда бывает приемлемым.

Известно устройство, содержащее

СВЧ-генератор гармонического сигнала, соединенный с первым плечом четырехплечего 3-х дБ разветвителя. Второе пле:,о разветвителя соединено с индикатором. К третьему плечу, образующему. измерительный тракт, последовательно присоединены первая антенна, вторая антенна, модулятор, первый короткозамыкатель. При этом исследуемый диэлектрик размещаегс» между антеннами. К четвертому плечу, obразующему тракт опорного сигнала, последовательно подключены фазовращатель и второй короткозамыкатель, Применение антенн с круговой поляризацией поля позволяет уменьшить влияние переотражений и обойтись без огибающего диэлектрик волнового тракта.

Однако и в этом устройстве существует негативное влияние нестабильности частоты СВЧ-генератора и переотраженных сигналов между антеннами и диэлектриком на точность измерений.

Цель изобретения — повышение точност, измерений, Указанная цель достигается тем, что в устройстве для измерения параметров диэлектриков, содержащем СВЧ-генератор, 3-х дБ разветвитель, фазовращатель, короткоэамыкатели, первую и вторую антенну, модулятор, измеритель сдвига фаз, генератор

НЧ, вместо СВЧ-генератора гармонических колебаний применяется СВЧ-генератор шума, а вместо измерителя сдвига фаз — и,. .:.ритель корреляционной функции, При этом длина опорного и измерительного трактов устанавливается такой, чтобы длина пути прохождения сигналов по этим тракта была одинаковой.

Сопоставительный анализ с протol";пом показывает, что заявляемое устройство соответствует критерию новизны, На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства, Устройство состоит из СВЧ-генератора

1 шума. четырехплечего 3-х дБ ра=aeтвителя

2, измерителя 3 корреляционной функции -, первой и второй антенн 4 и 5, моду„ятора 6. первого короткоэамыкателя ", фа. ВВращателя 8, второго короткоэамыкат 1я 9, генератора НЧ 10, исследуемого диэлектрика 11, Устройство для измерения парам. тров листовых диэлект,1иков paGGTBBT следуя щим оьразс"., Из .учаемый СВЧ-генератором шума немодулированный сиГHBJ1 поступает B плечо 1 разветвителя 2, в ко ором де ";т .;;, между плечами tlt и IV, и иэ плеча I i/ пос у1ai в трак- опорного сигнала, а "э пле la Itl ь тракт измерительного сигнала на первую антенну 4, пр Jxодит через исследуе - .ый ди электрик 1 l, -1риниг ается в111 JQM анте, Ho

5 и поступаег чере модуля гор б на первь,и короткозамыкатель 7. Отраженный от короткозамыкателя 7 шумовой СВЧ-сигнал. промодулированный по низкой частоте, переизлучателя второй антенной 5, вновь проходит через диэлектрик 11, принимаетс.первой антенной 4 ":::loñòóïàåò в Г1лечо И разветвителя 2, B;:c--ором де;ится между плечами 1и It. В плечоi t t I1ocTyl1ae r и немоду лированный .опог.ный LLI f40BGA сигHBi В3 плеча lV, Результирующий сигнал из плеча ! t поступает на измеритель корреляционной функции 3. Выход генератора НЧ 10 присоединен к модулятору б и измерителю корреляционной функции 3. Соотношение длин трактов опорного и измерительного сигналов подбираются по максимальному амплитуды показаний индикатора, получаемым при одинаковой длине пути прохождения сигналов по этим трактам. Фазовращателем

8 рабочий участок характеристики измерителя 3 перемещается к близким к нулю показаниям индикатора.

Измеритель корреляционной функции состоит из широкополосного модуляционного радиометрического приемника и индикатора амплитуды низкой частоты.

Показания индикатора определяются следующим выражением: г(д) =А Р(д 1. cos - ), 14 Чд

1780045

Формула изобретения

Устройство для измерения параметров листовых диэлектриков, содержащее СВЧСоставитель А, Балашов

Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор С. Лисина

Редактор С, Кулакова

Заказ 4435 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 где г(д) — показания индикатора;

А — масштабный коэффициент;

R(д ) — автокорреляционная функция огибающей шумового сигнала; д — разница длины пути опорного и измерительного сигналов;

Яр — среднее значение длины волны шумового сигнала.

Эти показания отличаются от показаний индикаторов рассмотренных известных устройств множителем Й(д), у которых

R(д)=1, В предлагаемом устройстве происходит усреднение результатов измерений в диапазоне частот радиоприемного устройства, В то же время переотраженные сигналы имеют большую длину пути по сравнению с длиной пути опорного сигнала и их влияние ослабляется множителем

К(д) < 1. B результате при использовании широкополосного корреляционного приема, влияние на точность измерений нестабильности частоты и переотраженного сигнала существенно уменьшается. генератор, выход которого соединен последовательно с первым входом трехдецибельного разветвителя, второй вход которого соединен с первым входом индикатора, пер5 вой и второй антеннами, между раскрывами которых располагают исследуемый листовой диэлектрик, модулятор, модулирующий вход которого соединен с первым выходом источника модулирующего сигна10 ла, и первый короткозамыкатель, причем второй выход трехдецибельного разветвителя соединен через фазовращатель с вторым короткоэамыкателем, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения

15 точности, СВЧ-генератор выполнен в виде

СВЧ-генератора шума, индикатор выполнен в виде измерителя корреляционной функции двух сигналов, второй вход которого соединен с вторым выходом источни20 ка модулирующего сигнала модулятора, . причем электрическая длина тракта первого сигнала, который включает первую и вторую антенны, модулятор и первый короткозамыкатель, и электрическая длина второго трак25 та, который включает фаэовращатель и второй короткозамыкатель, выполнена одинаковой.