Радиоинтроскоп

 

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для визуального контроля внутренней структуры диэлектрических материалов. Сущность изобретения состоит в том, что в радиоинтроскопе, содержащем СВЧ-генератор, соединенный через первый коммутатор с многоэлементной передающей, многоэлементную антенну, соединенную через второй коммутатор с блоком обработки информации, согласно данному изобретению, многоэлементные приемная и передающая антенны выполнены в виде микрополосковых антенн, которые соединены с первым и вторым коммутаторами, соответственно, через дополнительно введенные четвертьволновые отрезки линии передачи, включенные между точкой запитки микрополосковых антенн и входом коммутаторов. Технический результат от использования данного изобретения заключается в повышении достоверности и глубины обнаружения дефектов в диэлектрических материалах. 2 ил.

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для визуального контроля внутренней структуры диэлектрических материалов.

Известен радиоинтроскоп, содержащий СВЧ-генератор, соединенный через первый коммутатор с многоэлементной передающей антенной, многоэлементную приемную антенну, соединенную через второй коммутатор с блоком обработки информации [1].

Недостатком этого интроскопа является неравномерная чувствительность в дальней зоне, из-за влияния пассивных (неработающих в данный момент времени) антенн на диаграммы направленности активной (работающей в данный момент времени) антенны. Так как при последовательном переключении антенн в многоэлементных антенных решетках изменяются условия окружения активной антенны пассивными, то каждая активная антенна имеет свою, только ей свойственную диаграмму направленности, что приводит к уменьшению возможной глубины и снижению достоверности обнаружения дефектов в диэлектрических материалах.

Цель изобретения - повышение достоверности и глубины обнаружения дефектов в диэлектрических материалах. Для достижения этой цели в известном радиоинтроскопе многоэлементные приемная и передающая антенны выполнены в виде микрополосковых антенн, которые соединены с коммутаторами через четвертьволновые отрезки линии передачи, включенные между каждой точкой запитки микрополосковых антенн и последними коммутирующими диодами в выходных каналах коммутаторов. Коммутаторы объединены с микрополосковыми антеннами экранными сторонами и подключены к точкам запитки через металлические штыри, изолированные от экранных сторон.

На фиг.1 изображена блок-схема радиоинтроскопа. Радиоинтроскоп состоит из СВЧ-генератора 1, подключенного к первому коммутатору 2. Каждый из последних коммутирующих диодов 3 соединен через четвертьволновый отрезок линии передачи 4 с точкой запитки 5 одиночной микрополосковой антенны 6, входящей в передающую многоэлементную антенну 7. Каждая одиночная приемная микрополосковая антенна 8, входящая в состав многоэлементной приемной антенны 9, также соединена в точке запитки 10, через четвертьволновый отрезок линии передачи 11 с последним коммутирующим диодом 12, второго коммутатора 13, выход которого соединен с блоком обработки информации 14. Первый и второй коммутаторы аналогичны друг другу и выполнены в виде параллельно разветвляющихся выходных каналов (например, по авт.св. СССР №1840040 МПК Н 01 Р 1/10, 2006) [2].

На фиг.2 изображена конструкция соединения микрополосковых антенн с коммутатором.

Микрополосковая антенна 1 расположена на диэлектрической подложке 2, с обратной стороны которой нанесен металлический экран 3. Полосковый коммутатор, выполненный на несимметричной микрополосковой линии, состоит из диэлектрической подложки 4, с одной стороны которой нанесен металлический экран 5, а с другой - полосковые линии передачи 6, на которых установлены переключающие диоды 7. Точка запитки 8 микрополосковой антенны 1 соединена с выходом коммутатора 9 через металлический штырь 10, изолированный от экранных сторон 3 и 5. Электрическая длина линии передачи от точки запитки 8 до последнего переключающего диода 7, равна нечетному числу четвертей длины волны излучения.

Радиоинтроскоп работает следующим образом. Электромагнитная энергия от СВЧ-генератора 1 поступает на вход передающего коммутатора 2, где последовательно переключается на один из выходов путем включения коммутирующих диодов 3 в одном из выходных каналов коммутатора 1. В это время остальные коммутирующие диоды в коммутаторе выключены и линия передачи 4 имеет на конце, подключенном к диоду, режим "холостого хода". На другом конце линии передачи 4, подключенном к точке запитки 5 микрополосковой антенны 6, создается режим "короткого замыкания" на частоте излучения. Микрополосковая антенна 6 представляет собой металлическую пластину, размеры которой выбраны таким образом, что при согласовании ее в точке запитки с линией передачи, пластина может как излучать, так и принимать электромагнитную энергию на резонансной частоте. При создании в точке запитки режима "короткого замыкания" такая антенна практически не излучает и не принимает электромагнитную энергию и может рассматриваться как металлический экран. Режим "короткого замыкания" создается во всех микрополосковых антеннах в многоэлементной антенне, кроме той, которая в данный момент времени подключена коммутатором к СВЧ-генератору, то есть пассивные антенны не оказывают влияния на диаграмму направленности активной антенны. Такой же режим работы свойственен и приемному тракту, который аналогичен передающему. Непосредственное соединение точки запитки микрополосковой антенны с коммутатором, через металлический штырь исключает влияние изгиба кабеля на электрическую длину, что позволяет точно рассчитать и изготовить отрезок линии передачи с требуемой электрической длиной.

Авторам неизвестны технические решения, имеющие свойства, совпадающие со свойствами заявляемого технического решения, а также признаки, сходные с признаками, отличающими заявляемое решение от прототипа. Поэтому они считают, что заявляемое техническое решение обладает существенными отличиями, позволяющими увеличить достоверность и глубину обнаружения дефектов предлагаемым радиоинтроскопом.

Экспериментальная проверка предложенного технического решения показала, что влияние соседних пассивных антенн на активную удалось уменьшить более, чем на 10 dB, что привело к увеличению достоверности обнаружения. Глубина обнаружения увеличилась в 1,5 раза. Непосредственное соединение через металлический штырь антенн и коммутаторов позволило уменьшить габаритные размеры интроскопа и увеличить технологичность его изготовления.

Формула изобретения

Радиоинтроскоп, содержащий СВЧ-генератор, соединенный через первый коммутатор с многоэлементной передающей антенной, многоэлементную приемную антенну, соединенную через второй коммутатор с блоком обработки информации, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности и глубины обнаружения, многоэлементные приемная и передающая антенны выполнены в виде микрополосковых антенн, которые соединены с первым и вторым коммутаторами соответственно через введенные четвертьволновые отрезки линии передачи, включенные между точкой запитки микрополосковых антенн и выходом коммутаторов.

РИСУНКИ



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технике радиоизмерений

Изобретение относится к технике радиоизмерений

Изобретение относится к области радиоизмерений

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для одностороннего контроля внутренней структуры диэлектрических материалов

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для визуального контроля внутренней структуры диэлектрических материалов

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля дефектов в железобетонных строительных конструкциях

Изобретение относится к области СВЧ дефектоскопии и предназначено для обнаружения и определения местоположения пустот и металлической сетки в железобетонных конструкциях, используемых в промышленном и жилищном строительстве

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения толщины диэлектрических сред и изделий с использованием разноволновых методов

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для неразрушающего контроля состояния поверхности конструкционных материалов и изделий и может быть использовано в различных отраслях машиностроения и приборостроения
Изобретение относится к измерительной технике, в частности к контролю поверхности металлических сооружений и объектов и может быть использовано для обнаружения и контроля развития дефектов на поверхностях металлических сооружений и объектов, установленных в коррозионных средах различной степени агрессивности в условиях подземного, атмосферного, морского или речного воздействия, в частности для обнаружения и контроля развития трещин на покрытых изоляций поверхностях нефте- или газопроводов

Изобретение относится к методам и технике неразрушающего контроля, например с помощью сверхвысоких частот, и предназначен для обнаружения дефектов в стенах и перекрытиях строительных сооружений при одностороннем доступе и может найти применение для обнаружения инородных металлических или диэлектрических предметов искусственного или естественного происхождения, в том числе расположенных за металлической арматурой, или закрепленных непосредственно на арматуре, или расположенных между прутками арматуры, со стороны противоположной направлению облучения электромагнитным сигналом, и в частности, в стенах строительных сооружений, выполненных по технологии цельнозаливных железобетонных конструкций

Изобретение относится к методам и технике неразрушающего контроля, например с помощью сверхвысоких частот, и предназначено для контроля дефектов в стенах и перекрытиях строительных сооружений, в частности армированных, при одностороннем доступе и может найти применение для обнаружения инородных металлических или диэлектрических предметов искусственного или естественного происхождения, расположенных за металлической арматурой, или закрепленных непосредственно на арматуре, или расположенных между прутками арматуры, со стороны противоположной направлению облучения электромагнитным сигналом, и в частности, в стенах строительных сооружений, выполненных по технологии цельнозаливных железобетонных конструкций

Изобретение относится к методам и технике неразрушающего контроля, например с помощью сверхвысоких частот, при одностороннем доступе к контролируемому объекту, и может найти применение для обнаружения в стенах и перекрытиях строительных сооружений инородных металлических или диэлектрических предметов искусственного и естественного происхождения, в том числе расположенных за металлической арматурой или закрепленных непосредственно на арматуре, или расположенных между прутками арматуры со стороны, противоположной направлению облучения электромагнитным сигналом, и, в частности, в стенах строительных сооружений, выполненных по технологии цельнозаливных железобетонных конструкций, а также скрытых дефектов в виде пустот и трещин, металлической арматуры, санитарно-технических коммуникаций, кабельных магистралей, электрических и телефонных проводок

Изобретение относится к области подповерхностной радиолокации

Изобретение относится к устройствам неразрушающего контроля и может использоваться для обнаружения неоднородностей в строительных конструкциях

Изобретение относится к области обнаружения локальных дефектов в проводниках с использованием акустической эмиссии и может найти применение для выявления скрытых локальных дефектов в различных металлических конструктивных элементах, находящихся в статическом состоянии или в процессе движения

Изобретение относится к дефектоскопии с помощью СВЧ-волн и может найти применение для обнаружения неоднородностей в различных твердых средах, определения их расположения и геометрических форм
Наверх