22. ИЗМЕРЕНИЕ РАЗНОСТИ ФАЗОВЫХ ПОСТОЯННЫХ ВОЛН В МНОГОВОЛНОВОМ ВОЛНОВОДЕ

Как неоднократно отмечалось, потери мощности рабочей волны на преобразование в паразитную волну сильно зависят от разности фазовых постоянных этих волн.

Йоэтому важное значение приобретают измерения фазовых постоянных паразитной и рабочей волн. Прямые измерения фазовых постоянных волн в круглом волноводе могут проводиться методами, принятыми для одноволновых волноводов (например, измерение длины волны в волноводе или резонаторе, включающем исследуемый волновод). Однако измерения такими методами обычно не обеспечивают требуемой точности. Это связано с тем, что в многоволновых волноводах разности фазовых постоянных паразитных и рабочей волн, как правило, малы, и поэтому при измерении требуется высокая точность. В связи с этим целесообразнее измерять не величины и а непосредственно их разность Измерение величины основано на следующем. Если рабочая и волны связаны друг с другом на двух нерегулярностях, то суммарный коэффициент связи волн на этих нерегулярностях изменяется в зависимости от расстояния между последними. При этом расстояния, соответствующие максимальному и минимальному коэффициентам связи, отличаются друг от друга на половину длины волны биений Поэтому, измеряя величину можно найти разность фазовых постоянных и рабочей волн.

Опишем один из методов измерения величин в круглых волноводах [5.11]. Этот метод применим для измерения как в цельнометаллических, так и в спиральных круглых волноводах, а также в волноводах с диэлектрической пленкой.

Рассмотрим схему измерения (рис. 5.11). Генератор 1 возбуждает волну в прямоугольном волноводе, волна с помощью возбудителя 4 преобразуется в волну в круглом волноводе. Секция 5 содержит нерегулярность, на которой волна частично преобразуется в волну. Смесь волн поступает в исследуемый волновод 8 с короткозамыкающим поршнем Отраженные волны вновь распространяются через секцию 5. С изменением положения поршня 9 изменяется уровень возбуждения волны. Следовательно, изменится и уровень мощности волны поступающей на вход возбудителя 4. Таким образом, показания

индикатора на выходе ответвителя обратной волны 3 изменяются при перемещении поршня 9. Расстояние между минимальными показаниями равно Измеряя таким образом разность фазовых постоянных находим по формуле

Обычно поэтому искомая величина находится с хорошей точностью.

Рис. 5.11. Схема измерения разности фазовых постоянных волн 1 - генератор; 1 — блок литания генератора; 2 — ответ внтель обратной волны; 4 — возбудитель волны ; 5 — секция с нерегулярностью; 6 — щелевой фильтр; 7 - фильтр кольцевой; 8 — исследуемый волновод; 9 - поршень: 10 — аттенюатор.

Для получения наилучших условий наблюдения биений волн служит фильтр волны Он представляет собой волновод с продольными щелями, длина которых может плавно изменяться. Этот фильтр наиболее сильно подавляет волну поэтому с его помощью можно в зависимости от потерь волны в волноводе 8 и коэффициента связи волн в секции 5 ослаблять волну настолько, чтобы глубина биений (разница между максимальными и минимальными показаниями индикатора на выходе ответвителя 3) была достаточной для надежного и точного измерения