Устройство для измерения комплексных параметров взаимных и невзаимных СВЧ четырехполюсников Советский патент 1984 года по МПК G01R27/32 

у эо X

4

Изобретение относится к технике измерений на сверхвысоких частотах.

Известно устройство для измерения потерь в четырехполюсниках, содержащее генератор сверхвысоких частот (СВЧ), подключенный к волноводному переключателю, соединенному с входом и выходом исследуемого четырехполюсника и с согласованной нагрузкой, причем входы двух детекторов подключены соответственно к зондам, стоящим в волноводных трактах на входе и выходе исследуемого четырехполюсника, а выходы детекторов подсоединены к входам измерителя отношений tl3

Недостатком устройства является значительная погрешность измерений.

Наиболее близким к изобретению является устройство для измерения комплексных параметров взаимных и невзаимных СВЧ четырехполюсников, содержащее СВЧ генератор, делитель мощности, четыре направленных ответвителя, четыре детектора и индикатор, причем вход делителя мощности соединен с выходом сверхвысокочастотного генератора, входы основных каналов первых двух направленных ответвителей подсоединены через ферритовые вентили- к выходам делителя мощности, а выходы их вторичны прямых каналов подключены к детекторам, выходы которых через переключатель подсоединяются к сигнальным входам .индикатора. .

Кроме того, к выходам основных каналов первых двух направленных ответвителей подсоединены выходы основных каналов двух других направленных ответвителей, вторичные прямые каналы которых подсоединены к детекторам, выходы которых через переключатель подсоединяются к сигналным входам индикатора, а входы их основных каналов подсоединены к входам двух волноводных переключателей, между выходами которых, в зависимости от положения волноводного переключателя, включенным оказывается либо исследуемый четырехполюсник, либо отрезок волновода С21.

Недостатками известного измерителя является .значительная погреш ность измерения, узкий частотный диапазон и сложность измерений.

Цель изобретения - расширение диапазона частот и повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается те что в устройстве для измерения комплрксных параметров взаимных и невзаимных СВЧ четырехполюсников, содержащем сверхвысокочастотный генератор, делитель мощности, два направленных ответвителя, два детектора и индикатор, причем вход делител

мощности соединен с выходом СВЧ генератора, входы основных каналов направленных ответвителей подсоединены к выходам делителя мощности, а выходы их вторичных прямых каналов подключены к детекторам, выходы которых подсоединены к сигнальным входам индикатора, к выходам основных каналов направленных ответвителей последовательно подсоединены введенные отрезки волновода с четырьмя одинаковыми неоднородностями и согласованные нагрузки, а выходы вторичных обратных каналов направленных ответвителей являются соответственно входом и выходом для подсоединения исследуемого СВЧ четырехполюсника, причем четыре неоднородности расположены в отрезке волновода на расстоянии -Х/8 одна от другой и подсоединены через введенные коммутаторы к введенному блоку управления , один из выходов которого соединен с индикатором.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит генератор 1 качающейся частоты, два направленных ответвителя 2 и 3, .согласованные нагрузки 4 и 5, отрезки волновода б к 7, в каждом из которых имеется по четыре одинаковых неоднородности, коммутатор в виде, например,диодов 8-15, блок 16 управления, делитель 17 мощности, два детектора 18 и 19 головки, индикатор 20, исследуемый четырехполюсник 21.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал от генератора 1 качающейся частоты делится делителем 17 мощности и поступает в направленные ответвители .2 и 3. Когда включена неоднородность в отрезке волновода 6, а в отрезке волновода 7 все неоднородности выключены, то сигнал, поступивший в направленный ответ- витель 2, частично пройдет в его вторичный канал в сторону детектора 18, а частично, после отражения от одной из четырех неоднородностей отрезка волновода б, пройдет во вторичный канал того же направленного ответвителя 2 в сторону исследуемого четырехполюсника и, отражаясь от него, поступит на детектор 18.

Этот сигнал несет информацию о комплекс;;ом коэффициенте отражения , (или Sy((v ) выхода измеряемого четырехполюсника. А поскольку неоднородности периодически последовательно переключаются с частотой коммутации, то фаза этого сигнала тоже будет периодически меняться, а напряжение, снимаемое с квадратичного детектора, будет выражаться формулами

и, К f4 ,,l 2|tllr,.M (f.,)p. иг--К ЧГо1Чг«|Ч2|Го|1Гьч1сй5 (§.)) .4tlir,,i2+elrolirexlco()b

Uц lc f t lГol r6/ 2 Ы UcosCЗ|з.vft..(),

К коэффициент пропордеционешьности;

ЕП напряженность поля падающего сигнала; ril модуль коэффициента отражения проходного элемента;

ч; начальная фаза коэффициента отражения проходного элемента (при Го1 1/ f 180) ; частотнозависимый кожффициент; Ifftxl « модуль и фаза коэффициента отражения входа измеряемого четырехполюсника. В четырехканальном индикаторе сигналы, поступающие в зависимости т временного сдвига коммутирующего устройства, задерживаются на время коммутации и после попарного вычитания поступают на пластины электронно-лучевой трубки Положение луча, на экране будет определяться коэффициентами, которые аналогичны известным выражениям известного метода четырех зондов

. x..KlbllW«n sia (vft%-«c,)-, -Ui-U vctyr«lsin f|- «m i (0.

одновременно на детектор 19 посту0 пает ответвленная -падающая мощность и часть мощности, прошедшей через исследуемый четырехполюсник 21, ко торая образована отражением падающей мощности от отрезка волновода б с дискретно изменяющейся фазой коэффициента отражения. Сигналы с детектора 19 головки несут информацию о комплексном коэффициенте передачи tg (или 24 ) измеряемого четырехполюсника.

Таким образом, при работе неоднородностёй в отрезке волновода 6 измеряются (или SM ) и (или%)

Если же работают неоднородности в отрезке волновода 7, то измеряет5 ся коэфф щиент (или 823. ) исследуемого четырехполюсника и коэффи циент передачи t (или $у ) измеряемого четырехполюсника в обратном направлении..

Таким образом, предлагаемое устройство отличается более высокой точностью и более широким диапазоном частот.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОМПЛЕКСНЫХ ПАРАМЕТРОВ ВЗАИМНЫХ И НЕВЗАИМНЫХ СВЧ ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКОВ, содержащее СЦЧ генератор, делитель мощности, два направленных ответвителя, два детектора и индикатор, причем вход делителя мощности соединен с выходом СВЧ генератора, входы основных каналов направленных ответвителей подсоединены к выходам делителя мощности, а выходыих вторичных прямых каналов подключены к детекторам, выходы которых подсоединены к сигнальным.входам индикатора, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона частот и повышения точности измерения, к выходам основных каналов направленных ответвителей последовательно подсоединены введенные отрезки волноводас четырьмя одинаковыми неоднородностями и согласованные нагрузки, а выходы вторичных обратных каналов направленных ответвителей являются соответственно входом и выходом для подсоединения исследуемого СВЧ четырехполюсника, причем четыре неод(Я нородности расположены в отрезке волновода на расстоянии Л./8 одна от другой и подсоединены через введенные коммутаторы к введенному блоку управления, один из выходов которого соединен с индикатором.