Эталоны единиц параметров цепей и трактов, страница 11

-4). Определение значения КО отражателя является центральной задачей метрологического исследования эталона.

 

При сравнении устройств, имеющих малые значения КО (0,01 и менее), с эталонным короткозамыкающим отражателем возникает необходимость измерения отношений сигналов 40 дБ и более, что сопряжено обычно с заметным ростом погрешности.

Поэтому возникла необходимость иметь эталонные отражатели с КО порядка 0,1.

 На рис. 5.15 представлены несколько конструкций отражателей на волноводах прямоугольного сечения.

 На рис. 5.15 (а) представлен пример так называемой нерегулярности апертурного типа, расчет коэффициента отражения которой ведется на основе теории Бёте по формуле:

,

где  - длина волны в волноводе и свободном пространстве соответственно.

Для уменьшения излучения из волновода через апертуру стенку волновода утолщают в месте апертуры. Образовавшаяся труба представляет собой запредельный волновод и эквивалентна эффективной развязке между волноводом и свободным пространством.

 

Остальные три конструкции на рис. 5.15 представляют собой примеры препятствий с цилиндрической симметрией, расположенных в волноводе. Расчет КО для них ведется с привлечением методов дифракции электромагнитных волн в полых системах. Сущность метрологических исследований при этом заключается в оценке влияния на результаты расчетов конечной проводимости металлов, неточности изготовления, качества запайки, неточностей геометрии и т.д. Погрешность таких промежуточных мер КО составляет около 1 %.

Отсутствие активных потерь в волноводных нерегулярностях позволяет установить однозначное соответствие между модулем коэффициента отражения и его фазой:

.

Это уравнение справедливо для так называемых плоских нерегулярностей, эквивалентная схема которых может быть представлена в виде шунтирующей реактивной проводимости. В более общем случае связь между  и остается однозначной, однако формула усложняется.

Таким образом, эталонные отражатели на основе реактивных элементов одновременно являются мерами фазового сдвига.

При наличии надежных мер КО точность передачи единицы (градуировки нагрузок) определяется погрешностью компаратора, назначение которого – измерение отношения КО поверяемой нагрузки к КО эталонной нагрузки.

В качестве компаратора в эталоне России применяется установка с трехплечим настраиваемым рефлектометром (рис. 5.16). На рисунке  - напряжения отраженных сигналов.