Анотація до роботи:

Івкін П.В. Метод вимірювання прохідної потужності в багатомодових хвилеводах гальваномагнітними перетворювачами. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за фахом 05.12.07. – Антени та пристрої мікрохвильової техніки. – Національний технічний університет України ”Київський політехнічний інститут”, Київ, 2003.

Дисертація присвячена вимірюванню прохідної потужності в прямокутних багатомодових хвилеводах. Розглянуто різні методи вимірювання прохідної потужності в багатомодових хвилеводах. Запропоновано використовувати гальваномагнітні перетворювачі електромагнітного поля для вимірювання прохідної потужності в багатомодових хвилеводах. Проаналізовано розподіл густини потоку потужності в двомодовому хвилеводі. Описано експеримент з вимірювання прохідної потужності за допомогою гальваномагнітного перетворювача в двомодовому хвилеводі. Розроблено метод вимірювання прохідної потужності в багатомодових хвилеводах, що відрізняється від традиційних методів використанням гальваномагнітних перетворювачів електромагнітного поля.

За результатами проведеної роботи можна зробити наступні висновки.

1. Існуючі в даний час методи вимірювання прохідної потужності в багатомодових хвилеводах мають ряд істотних недоліків: складність конструкції вимірювальної системи, робота переважно на узгоджене навантаження, необхідність у великій кількості зондів. Тому існує необхідність у розробці нового методу вимірювання прохідної потужності в багатомодових хвилеводах.

2. Використання гальваномагнітних перетворювачів електромагнітного поля дозволяє усунути недоліки, властиві існуючим методам вимірювання прохідної потужності в багатомодових хвилеводах. Гальваномагнітні перетворювачі характеризуються безінерційністю, простотою перестроювання в широкому частотному діапазоні, великим динамічним діапазоном і високою повторюваністю параметрів при виготовленні. Можливість роботи з неузгодженим навантаженням і висока швидкодія гальваномагнітних перетворювачів дозволять проводити оперативний контроль прохідної потужності в багатомодовому хвилеводі при змінному в часі навантаженні, що завжди має місце в технологічних операціях, наприклад, сушіння або нагрівання.

3. На підставі проведених досліджень прохідної потужності в двомодовому хвилеводі розроблено конструкцію вимірювача прохідної потужності в двомодовому хвилеводі з використанням гальваномагнітних перетворювачів. При вимірюванні в двомодовому хвилеводі як сумарної прохідної потужності, так і вибірково за типами хвиль, можна використовувати три гальваномагнітних перетворювачі з однаковим коефіцієнтом перетворення. При розміщенні гальваномагнітних перетворювачів на широкій стінці хвилеводу, в отворах з координатами центрів х=а/4, а/2, 3а/4, складова похибки, пов'язаної з неточністю розташування перетворювачів при вимірюванні прохідної потужності хвилі Н₂₀, є близькою до мінімуму. Результат вимірювання можна визначити по показанням приладу (вольтметру), послідовно з’єднаного з перетворювачами і проградуйованого в одиницях вимірювання потужності. При цьому немає необхідності використовувати ЕОМ для обробки даних. Якщо необхідно вимірювати тільки сумарну прохідну потужність, то досить двох гальваномагнітних перетворювачів.

4. Проведений експеримент по вимірюванню потужності в двомодовому хвилеводі підтвердив достовірність отриманих теоретичних результатів та показав простоту нового методу і його придатність для вимірювання потужності в багатомодовому хвилеводі. Значення прохідних потужностей, вимірюваних за допомогою гальваномагнітних перетворювачів, добре узгоджуються зі значеннями, отриманими при вимірюванні модоселективними спрямованими відгалужувачами. Різниця в результатах вимірювання двома методами не перевищує 8% і знаходиться в межах основної похибки вимірювання використовуваних ватметрів. Конструкція вимірювальної системи виготовлялася без застосування спеціальних верстатів і пристосувань, що підкреслює її простоту.

5. Як показали результати обчислень коефіцієнтів матриці розсіювання, вплив гальваномагнітних перетворювачів на структуру поля в двомодовому хвилеводі невеликий. Найбільший вплив перетворювачі створюють на поширення хвилі Н₂₀. Потужність відбитої хвилі Н₂₀ складає близько 7.1% потужності падаючої хвилі в хвилеводі розмірами 4810мм. В багатомодових хвилеводах з більшими розмірами поперечного перерізу вплив гальваномагнітних перетворювачів на структуру поля буде менше виражений. Крім того, як показали обчислення, при симетричному розташуванні трьох гальваномагнітних перетворювачів в двомодовому хвилеводі уникнуто перетворення типів хвиль.

6. На основі проведених теоретичних і експериментальних досліджень взаємодії електромагнітного поля хвилеводу з гальваномагнітними перетворювачами, розроблено метод вимірювання прохідної потужності в багатомодових хвилеводах, що відрізняється від традиційного багатозондового методу використанням гальваномагнітних перетворювачів. Даний метод характеризується такими позитивними властивостями, як: використання меншого числа зондів, менший обсяг математичних обчислень, можливість вимірювання в одному поперечному перерізі, можливість дослідження трактів з неузгодженим навантаженням, простота конструкції і настроювання вимірювальної системи.

Отже, теоретичний аналіз та експериментальні дослідження показують перспективність використання запропонованого методу вимірювання потужності в багатомодових хвилеводах. Має інтерес подальше вивчення даного методу, зокрема, детальне дослідження впливу гальваномагнітних перетворювачів один на одного, що вимагає проведення окремих теоретичних та експериментальних досліджень.

Публікації автора:

1. Гура К.Н., Ивкин П.В., Мхеян М.Ф., Репа Ф.М. Повышение чувствительности детектора на основе тонкой ферромагнитной плёнки. // Изв. вузов. Радиоэлектроника. – 2001. – №2.– с.77-80.

Здобувачем проведено аналіз теоретичних результатів.

2. Ивкин П.В. Применение гальваномагнитных датчиков для измерения потока мощности в двухмодовом волноводе. // Изв. вузов. Радиоэлектроника. – 2001. – №6. – с.64-69.

3. Вунтесмері В.С., Івкін П.В. Використання гальваномагнітних датчиків для вимірювання прохідної потужності в багатомодовому хвилеводі. // Наукові вісті Національного технічного університету України “КПІ”. – 2001. – №2(16). – с.12-16.

Здобувачем одержано формули залежності напруги гальваномагнітних перетворювачів від густини потоків потужності типів хвиль.

4. Гура К.Н., Ивкин П.В. Погрешности измерения мощности в двухмодовом волноводе при неточном расположении датчиков. // Радиоэлектроника. – 2002. – №7. – с.77-80.

Здобувачем одержано формули залежності похибки визначення величин А і В від відстані між перетворювачами.

5. Вунтесмери В.С., Ивкин П.В. Минимизация числа гальваномагнитных датчиков при измерении проходящей мощности в многомодовом волноводе. // Радиоэлектроника. – 2002. – №8. – с.32 –35.

Здобувачем знайдено кількість та координати розташування перетворювачів, та знайдено залежність суми напруг перетворювачів від кількості типів хвиль.

6. Пат. 33679. Украина. МКИ⁶ G 01R 21/06, G 01R 21/08. Пристрій для вимірювання прохідної потужності: Пат. 33679. Украина. МКИ⁶ G 01R 21/06, G 01R 21/08 / К.М. Гура, П.В. Івкін, Ф.М. Репа. - № 99031624; Заявлено 23.03.1999; Опубл. 15.02.2001; Бюл. № 1.

Здобувачем запропоновано конструкцію чутливого елементу вимірювача.

7. Ivkin P.V. The measurement of a power flow in two-mode waveguide with using galvanomagnetic transducers. // Proceedings of the 3^rd International Conference on Antenna Theory and Technigues,– Sevastopol, Ukraine, 1999.– p. 456-458.