УСТАНОВКА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАДИОПОГЛОЩАЮЩЕГО МАТЕРИАЛА, РАБОТАЮЩЕГО В ДЛИННОВОЛНОВОМ ДИАПАЗОНЕ

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована для определения эффективности радиопоглощающего материала, предназначенного для оснащения многофункциональных безэховых камер при проведении в них испытаний радиоаппаратуры на электромагнитную совместимость и помехозащищенность.
Наиболее близкой к полезной модели является установка для определения эффективности радиопоглощающего материала, содержащая приемо-передающий узел, соединенный с измерительным трактом, включающим в себя генератор СВЧ сигналов и анализатор сигналов (SU 2155420 C1, H01Q 17/00, 2000 г.). Приемо-передающий узел выполнен в виде волновода и излучателя рупорообразной формы. Недостатком известной установки является невозможность ее использования для определения эффективности радиопоглощающих материалов, имеющих рабочий частотный диапазон в длинноволновой части спектра. Эти материалы применяются при оборудовании безэховых камер, в которых проводятся тестирования радиоаппаратуры на электромагнитную совместимость (ЭМС), при которых, согласно ГОСТ 5138.22-99, нижняя граница рабочего диапазона находится на частоте 30 МГц (λ=100 м). Проведение исследований с помощью известной установки возможно только в больших помещениях, т.к. размеры рупора антенны должны быть соизмеримыми с длиной электромагнитной волны (например, λ=100 м) рабочего частотного диапазона поглощающего материала, следствием чего является неудобство эксплуатации (практически трудно реализуемо) и высокая себестоимость проведения исследований.
Техническим результатом, которого можно достичь при использовании полезной модели, является повышение удобства эксплуатации оборудования и снижение себестоимости проведения исследований путем создания малогабаритной многофункциональной установки.
Технический результат полезной модели достигается за счет того, что в установке для определения эффективности радиопоглощающего материала, работающего в длинноволновом диапазоне, содержащей замкнутую камеру, внутренняя поверхность которой облицована исследуемым радиопоглощающим материалом, внутри камеры установлена приемо-передающая плоская спиральная антенна, соединенная с измерительным трактом, включающим в себя генератор и анализатор сигналов, при этом антенна снабжена подвижным металлическим экраном, регламентирующим полное перекрытие прохождения внутрь камеры излучаемых антенной электромагнитных волн в коротко - замкнутом режиме измерений мощности отраженного сигнала и разрешение прохождения внутрь камеры излучаемых антенной электромагнитных волн в режиме холостого хода аналогичных измерений.
На Фиг.1 представлена функциональная блок-схема установки.
На Фиг.2 изображена функциональная схема измерительного тракта.
Установка (Фиг.1) содержит замкнутую камеру 1, внутренняя поверхность которой облицована исследуемым радиопоглощающим материалом 2, радиотехнические характеристики которого обеспечивают эффективность работы в длинноволновом диапазоне. Внутри камеры 1 установлена приемо-передающая плоская спиральная антенна 3, выполненная, например, с арифметической либо логопериодической спиралью. Антенна соединена с измерительным трактом, включающим в себя генератор СВЧ сигналов 4 и анализатор сигналов 5. Антенна 3 снабжена подвижным экраном 6, регламентирующим полное перекрытие прохождения внутрь камеры 1 излучаемых антенной электромагнитных волн в коротко - замкнутом режиме измерений мощности отраженного сигнала и разрешение прохождения внутрь камеры электромагнитных волн в режиме холостого хода аналогичных измерений.
Подвижный экран 6, полностью закрывающий антенну, выполнен из токопроводящего материала с высокой проводимостью, например, меди.
Экран 6 может быть соединен с антенной, например, с помощью подвижного кронштейна, обеспечивающего возможность перемещения экрана относительно антенны. Перемещение экрана 6 может быть осуществлено внешним сигналом U упр.(с помощью узла управления либо вручную).
Выбор конструкции приемо-передающего узла в виде плоской спиральной антенны обусловлен с одной стороны минимальными габаритами, а с другой - возможностью работы в длинноволновом диапазоне.
Измерительный тракт, включающий в себя генератор 4 и анализатор сигналов 5, может быть построен по любой известной схеме, например, изображенной на Фиг.2. Данный узел содержит СВЧ генератор 4, выход которого соединен с первым плечом циркулятора 7, второе плечо которого соединено с узлом управления положения 8 подвижного экрана 6, а третье - с детектором 9. Выход детектора 9 соединен с измерительным узлом 10, представляющим собой вычислительное устройство на базе микропроцессора с постоянным и оперативным запоминающими устройствами и внешним интерфейсом ввода-вывода. Управляющие выходы узла 10 подключены к управляющим входам генератора 4 и узла 8, а информационный выход - к жидкокристаллическому индикатору 11.
Установка функционирует следующим образом.
При определении эффективности радиопоглощающего материала, которым облицована вся внутренняя поверхность камеры (замкнутого помещения), сначала измеряют мощность сигнала (Вт), поступающего в приемное устройство антенны (через первое плечо циркулятора 7) при полном закрытии экраном 6 антенны 3. Изоляция прохождения внутрь камеры 1 электромагнитных волн, излучаемых антенной 3 (коротко -замкнутый режим измерений мощности отраженного сигнала), достигается с помощью металлического экрана, практически полностью отражающего сигналы антенны. Выходной сигнал фиксируется анализатором 5 и принимается за эталонную величину, соответствующую 100% величине энергии, излучаемой антенной.
Затем проводят аналогичный замер величины отраженного сигнала при освобождении антенны от экрана (режим холостого хода измерений мощности отраженного сигнала). Мощность выходного сигнала (снимаемого со второго плеча циркулятора 7) снижена за счет действия радиопоглощающего материала 2.
Анализ снимаемых сигналов может проводиться с помощью детектора 9 и измерительного узла 10.
По относительному сравнению полученных величин сигналов выносят суждение о степени эффективности радиопоглощающего материала. Естественно, что чем больше результат сравнения, тем эффективность материала выше.
Таким образом, благодаря использованию плоской спиралевидной приемо-передающей антенны и применению экрана, полностью изолирующего электромагнитное воздействие антенны на окружающее ее пространство, появилась возможность создания новой малогабаритной установки, не требующей больших помещений и громоздкого оборудования, что снижает себестоимость исследований.
Низкая себестоимость исследований и удобство эксплуатации (при сохранении высокой достоверности результатов) делают полезную модель наиболее предпочтительной для определения эффективности свойств радиопоглощающих материалов, применяемых при проведении тестирований радиоаппаратуры на электромагнитную совместимость.