Способ определения длины микроволновой линии

 

Использование: изобретение относится к технике измерения параметров микроволновых линий, в частности, к технике измерения длины волноводов и резонаторов. Сущность изобретения: повышение точности достигается за счет определения пространственного положения в линии трех возбуждаемых резонансных колебаний, соответствующих соседним резонансным частотам одного типа волн, уточнения частотной зависимости критической частоты и линейного положения нулей.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (g>)g G 01 R 27/26

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

L= n с/(2

n))< „

n =lNT Р n+1 — Fs n+1 + F и — 1 — Fk n — 1}} (Fг(п+1} — Fln2(n+1}} — (С2(n — 1} — О 2(n — 1}} (21) 4826293/09 (22) 17.04.90 (46) 15,05.93. Бюл. № 18 (71) Обнинское научно-производственное объединение "Технология" (72) В.П.Крылов, А,И.Маков и В.Н.Скрыпников (56) Патент США ¹ 3388327, НКИ 324-58, 1965.

Патент США ¹3403334,,НКИ 324-58, 1968.

Шалыт Г.М. Определение мест повреждения в электрических сетях. — M,: Знергоиздат, 2982, с,23.

Изобретение относится к технике измерения параметров микроволновых линий, в частности, к технике измерения длины волноводов и резонаторов.

Целью изобретения является повышение точности измерения длины микроволновой линии за счет уточнения критической частоты, соответствующей измеряемой резонансной частоте.

Поставленная цель достигается тем, что в линии дополнительно возбуждают резонансное колебание, соответствующее третьей соседней резонансной частоте того в которой INT — операция округления результата до ближайшего целого

„„БЫ„„1815614 А1 (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЛИНЫ

МИКРОВОЛНОВОЙ ЛИНИИ (57) Использование: изобретение относится к технике измврения параметров микроволновых линий, в частности, к технике измерения длины волноводов и резонаторов.

Сущность изобретения; повышение точности достигается за счет определения пространственного положения в линии трех возбуждаемых резонансных колебаний, соответствующих соседним резонансным частотам одного типа волн, уточнения частотной зависимости критической частоты и линейного положения нулей. же типа, а длину микроволновой линии определяют по формуле: где с — скорость света.

F(n) — измеренная величина резонансной частоты, n — целое число полуволн, укладываюцихся на измеряемой длине микроволновой линии при резонансе на частоте F(n) и определяемое по трем измеренным величинам резонансных частот F(n 1), F(n), F(n+1): числа, а екР(п) вычисляется из формулы;

1815614 и

F n — F n+1 — F n 1 1 — F и+1)-F n-1 /2 F (пЯ/2 р (п) (2 — (F (n + 1) + F (n — 1))/(2 F (и)) где кРитические частоты Fkp(n — 1) и Fkp(n+1) уточняются подбором полиноминальной аппроксимации Fkp(n) в зависимости от определенного частотного спектра Fkp(n — 1), Fkp(n), Fkp(n+1), F(n — 1). F(n), F(n+1). ДлЯ ли- 5 нейной аппроксимации в виде:

Fkp (n+1) = Fkp (n) +

Fkp (n — 1) = Fkp (n) — A Fkp

Л Fkp подбирается выполнением соотношения 10

Ы:Л (и) и =2 /с (n+1) = 2 L/c

Способ базируется на известной форму- 20 ле спектра резонансных частот F(nj волноводного резонатора, из которой следует выражение для определения его длины 1:

1 =и c/(2 (п+1 -Fk n+1 п =!ИТ ф (n+1)-Fk„ (n+

+ F n — 1 -Fk п — 1

2 2

1)) (F (и 1) Fkp (и 1)) ляется по формуле:

° 1 — F 2 n + 1) — F 2 и — 1 / 2 F 2 (ng/2

Fkp (n)—

2 (F (n + 1) + F (n 1))/(2 F (n)) и в которой, при использовании условия неравенства кРитических частот, Fkp(n — 1) и F(n+1) уточняются подбором полиномиальных ап- 30 пРоксимаЦий частоты Fkp(n).

При использовании линейной аппроксимации частотной зависимости критической частоты Fkp(F) e виДе:

Анализ оценки точности способа показывает, что для волноводного резонатора в

35 сантиметровом диапазоне волн при длине

L = 342,174 мм, n = 12, соответствующей F(n), и точности измерения частоты dF = 30 кгц максимальная относительная погрешность составляет dL/L = 1.0 10, а при использо-5

40 вании априорного задания Fkp — хуже чем сП/1 =5,0 10

Высокая потенциальная точность в определении длины микроволновой линии L c где INT — операция округления результата

До ближайшего Целого числа, а Fkp(n) вычис+1) „2() + Р

Fkp (n — 1) = Fkp (n) — AFkp, где AFkp подбирается выполнением соот2 ношения: где с — скорость света, и — число полуволн стоячей волны, укладывающихся на длине L и соответствующего частоте F(n), Fkp(n) — критическая частота, Для определения L дополнительно определяют число полуволн и и критическую частотУ Fkp(n), пРи этом опРеделение тРех параметров линии L, n, Fkp(n) сводят к одинаковым операциям измерения и вычисления резонансных частот при возбуждении в линии трех соседних резонансных колебаний одного типа: (и — 1) = 2 1 /с (F 2 (n — 1) — Fkp 2 (n — 1)), При выполнении первой вычислительной операции полагается равенство критическихх частот Fkp(n — 1) = Fkp(n) = Fkp(n+1) соответствующих резонансным частотам F(n-1).

F(n), F(n+1) и и определяется по формуле:

1815614

Е и+1 — Е n+1 + и =1ИТ

F и — 1 — Fk п — 1 г г (F (п + 1) — Fpp (и + 1)) (F (и — 1) — Р р (n — 1)) в которой Fpp(n) вычисляется из формулы

Fk и — F2 и+1 — F2 и — 1 1 — F2 п+1 — F2 и — 1 /2 F п /2

p (n)

2 — (F (n + 1) + F г {и — 1))/(2 . F (и)) где критические частоты Fkp(n — 1) и Fkp(n+1) уточняются с использованием линейной аппроксимации

Fpp (n+1) = Fgp )n) + Q F

Fg (n — 1) = Fgp (n) — 6 Fpp а Л Fpp подбирается при выполнении соотношения

Составитель В.Крылов

Техред М,Моргентал Корректор М.Максимишинец

Редактор

Заказ 1635 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина. 1п1 частотнозависимыми граничными условиями и дисперсной средой заполнения гарантируется стандартными средствами измерения частоты, а предложенный алгоритм исключает неопределенность в нахождении целого числа полуволн волнового поля, соответствующих резонансным колебаниям, для всей полосы возбуждаемых частот.

Формула изобретения

Способ определения длины микроволновой линии, основанный на возбуждении в ней резонансных колебаний, соответствующих двум соседним резонансным частотам одного типа волн. отл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью повышения точности, дополнительно возбуждают резонансные колебания, соответствующие третьей соседней резонансной частоте того же типа волн. а длину микроволновой линии определяют по

5 формуле

L.= n . с/(2 . (F (и) — Fgp (F (и))), где с — скорость света;

F(n) — измеренная величина резонансной частоты; и — целое число полуволн, укладывающихся на измеряемой длине микроволновой линии при резонансе на частоте F(n), определяемое по трем измеренным величинам резонансных частот F(n-1), F(n), F(n+1)