Способ измерения сопротивления связи внешнего проводника излучающего коаксиального кабеля

 

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - обеспечение неразрушающих измерений и повышение точности измерений. Данный способ измерения состоит в возбуждении кабеля от г-ра видеоимпульсов и измерении во временной области напряженности электрического поля поверхностной электромагнитной волны, распространяющейся вдоль кабеля в окружающем его пространстве. Затем осуществляется переход из временной в частотную область применением дискретного преобразования Фурье к результатам измерения, и по результатам измерения производится расчет сопротивления связи. Цель достигается тем, что данный способ предусматривает измерение на реальной длине рабочего кабеля без разрушения его на отрезки.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (I%SU(ii) (51)5 G 01 R 27 06

О А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

tl0 изОБРетениям и ОТКРытиям

ПРИ ГКНТ СССР

К А BTOICHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4372020/24-09 (22) 26. 01. 88 (46) 07.04.90, Бюл. h» 13 (72) В.А. Абаньшин (53) 621 317.343(088.8) (56) Ре1оВпе P.P., Safak N. Electromagnetic theory of leaky coaxial саЬle. — Ihe Radio and Electronic Engineer. Иау, 1975, v. 45, No 5, р.233-240.

IEEE Int. Symp. Electromagn. Compat. San. Diego, Calif. 1979. New

Dork, 1979, 19-26. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ

СВЯЗИ BHEIIIHEIO ПРОВОДНИКА ИЗЛУЧАЮЩЕГО

КОАКСИАЛЬНОГО КАБЕЛЯ (57) Изобретения относится к радиотехнике. Цель изобретения вЂ, обеспечеИзобретение относится к технике радиочастотных линий передачи, в частности к способам измерения сопротивления связи внешнего проводника излу-. чающего коаксиального кабеля, и применяют в качестве протяженной антен-. ны в специальных устройствах радиосвязи.

Целью изобретения является обеспечение неразрушающих измерений и повышение точности.

Способ измерения сопротивления связи внешнего проводника излучающего коаксиального кабеля заключается в возбуждении кабеля от генератора видеоимпульсов, измерении во временной области напряженности электрического поля поверхностной электромагнитной волны, распространяющейся вдоль ка2 ние неразрушающих измерений и повышение точности измерений. Данный способ измерения состоит в возбуждении кабеля от r-pa видеоимпульсов и измерении во временной области напряженности электрического поля поверхностной электромагнитной волны, распространяющейся вдоль кабеля в окружающем его пространстве. Затем осуществляется переход из временной в частотную область применением дискретного преобразования Фурье и результатам .измерения, и по результатам измерения производится расчет conpoTHBJIeHHH связи. Цель достигается тем; что данный способ предусматривает измерение на реальной длине рабочего кабеля без разрушения его на отрезки, беля в окружающем его пространстве, переход из временной в частотную область применением дискретного преобразования Фурье к результатам измерения и расчет по результатам измерения сопротивления связи.

Прямолинейную исследуемую часть от общей длины реального коаксиального

Кабеля для обеспечения Формирования поверхностной электромагнитной волны помещают в свободное от окружаннцих предметов пространство и в плоскости, перпендикулярной оси кабеля, измеряют значение продольной компоненты Е напряженности электрического поля в двух точках, находящихся на различном расстоянии от оси кабеля р и Р (, Ф.

Фp<), и по результатам отношения зна3555680 чений поля в этих точках рассчитывают значение Z. . Так как для расчета Z требуется только отношение значений поля в б, и О, измерение Е проводят в относительных единицах.

Известно, что решение уравнения

Максвелла в цилиндрической системе координат (p,q,z) для комплексных амплитуд напряженности электрического 0 поля Е и магнитного поля Н|)) электро2 магнитной волны, распространяющейся вдоль излучающего коаксиального кабеля без потерь, .расположенного в свободном пространстве, имеет вид: 15 г |.

E>((,2)=А(Н (g p)|

2 и Н2(< ())) е °

Н (с |а) -,| 32 Н() °" 1 эФ

П (О, Z) =A- |и, (g,, p)| 1

Но("|а) 1 -i d+

Л и,Нг(я) .е

Н (с а) < Г о

25

Для окружающего кабель пространства

| 2.

Е2(Z)=ВН2(Р I),ее

Н (з, Z) = — -Н (р, р) e . (2)

Предполагается, что защитная оболочка у кабеля отсутствует. В формулах (i) и (2) обозначены Н,),Н,H,Н ОУ 0У функции Ганкеля I u II рода нулевого и первого поРядков соответственно; 35

k -é g =-j P -k — поперечные волновые числа; )с =Я ) С, р

= ч)Д | — волновые числа диэлектрика о 40 кабеля и окружающего кабель пространства; с,, f - диэлектрическая проницаемость диэлектрика кабеля и внеш. ней среды;. p, — магнитная проницаемость свободного пространства; (Д— циклическая частота электромагнитных

45 колебаний; — постоянная распространения электромагнитной волны вдоль оси 2 (действительное число, удовлетворяющее неравенству k, r))p к ); арадиус внутреннего проводника коаксиального кабеля; А,В - постоянные, определяемые при решении уравнения

I 4аксвеа из граничных условий для электромагнитного поля на внутреннем и внешнем проводниках излучающего кабеля.

После измерений поля в, и р и перехода в частотную область получа. ют два массива исходных данных (Еэз(|),,G3, .))),- и 1Кза(Рз,я,)), используемых для расчета Z 0>, Я; — точки отсчета Е на оси частот. Значения

Я; определяются частотой дискретизации и количеством отсчетов Е при изЯ мерении поля во временной области.

Для каждого Д; на основании (2) записывают отношение

E> (g) 6.);) Н0(Д Р, )

P., (p„u;) Й((р„р,) . которое является уравнением для определения Е,.((Д;).

По значению g (Я;) вычисляют ()р;)= "))).з- аз+p . далее, используя выражение для 2 - и учитывая, что компонента Е> предполагается непрерывной при переходе через внешний проводник кабеля, т,е. Е (Ь,Я;) =Е (b,ß;), искомое значение 2 (И;) вычисляют из выражения — -Н (g b)

1(g fg

1 Н Нр

- - Н (o Ь)- -д — — Н(g a))

1я|Ег |) Н (a)

"1 Н (да) | 1

Н (b) «о )- —,Н (q b) (Н, (<а)

О сэ |.з2 (,р а) 0 з е зв

Эффективность способа измерения сопротивления связи внешнего проводника излучающего коаксиального кабеля заключается в том, что этот способ предусматривает проведение измерения на реальной длине рабочего кабеля не разрушая его на отрезки. Способ может быть применен для текущего контроля за значением Z в процессе изготовления кабеля.

Формула изобретения

Способ измерения сопротивления связи внешнего проводника излучающего коаксиального кабеля, заключающийся в возбуждении исследуемого кабеля видеоимпульсами, изменении напряженности электрического поля поверхностной волны, распространяющейся вдоль оси 2 кабеля в окружающем пространстве и расчете сопротивления связи, отличающийся тем, что, с целью обеспечения неразрушающи* измерений и повышения точности, исследуемый кабель располагают в свободном пространстве, а измерение напряжен5 1555680 ности электрического поля поверхностной волны проводят в плоскости, перпендикулярной оси исследуемого кабегя в двух точках от его оси на расстоянии

1 и (соответственно

E> (P у ) Я2 (() е ) а сопротивление связи Z рассчитываср ют по формуле 2

1 2 2

> — — (Н (д b)

Яг„»

Zсв И (g Ъ)

Н(.а)

Н (р Ъ)- "- — kP(g Ъ) ь Нг (В,а)

2 2 где Н,Н е,Н,,Н „ — функции Ганкеля первого и второго рода нулевого и первого порядков соответственно;

Е,,G„ P — диэлектрические и магнитная проницаемости диэлектрика исследуемого ка беля внешней среды и.свободного пространства соответственно; а, Ь - — радиусы внутреннего и внешнего проводников исследуемого кабеля соответст-: венно;

g (g ) 1- -k +g °

i 1 а =и;-Е :

,=e E, „ где g определяют путем решения уравнения

К2(д; Qt) Н2(л,)

E4(p,u;) Vt (g„p1) где Е (р,Qj) ° E (p Я;) - быстрое ! преобразование Фурье Е (и,, t, ), 25 E z(Pg,t, ) соответственно.

Составитель Е.Адамова

Редактор Н;Бобкова Техред И.Дидык Корректор М.Кучерявая Заказ 554 Тираж 549 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 103