Устройство для измерения потерь в длинных СВЧ-трактах Советский патент 1984 года по МПК G01R27/28 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано при эксплуатации сложных радиотехнических и телевизионных комплексов (РТК) в условиях эксплуатации на объектах и при лабораторных измерениях длинньах СВЧ-трактов. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для измерения потерь в длинных СВЧ-трактах, содержащее СВЧ-генератор, последовательно соед ненные направленный ответвитель отр женной ВОЛНЫ, первый направленный ответвитель падающей волны, к втори ному каналу которого подсоединен первый управляемый отражательный фазовращатель, а также второй направленный ответвитель падающей волны, к вторичному каналу которого подсоединен второй управляемый отра жательный фазовращатель, детекторны датчик, выход которого через селективный усилитель подключен к индика тору, при этом управляющие входы первого и второго управляемых отражательных фазовращателей соединены с выходами переключателя, выход основного канала первого направленного ответвителя падающей волны и вход основного канала второго напра ленного oтвeтвJ тeля; падающей волны являютсясоответственно входами для подключения исследуемого СВЧ-тракта Однако известное устройство не обеспечивает высокую точность измер НИИ, что обусловлено использованием аналоговых фазовращателей, имеющих большие потери. Цель изобретения - повышение точ ности измерений. Для достижения поставленной цели устройства для измерения потерь в дяинньк СВЧ-трактах, содержащее СВЧ генератор, последовательно соединен ные направленный ответвитель отраже нойволны, первый направленный отве витель падающей волны, к второму каналу которого подсоединен пёрвы.й управляемый отражательный фазовращатель, а также второй направленный ответвитель падающей волны, к втори ному каналу которого подсоединен второй управляемый отражательный фазовращатель, детекторный датчик, выход которого через селективный усилитель подключен к индикатору, при этом управляющие входы первого и второго управляемых отражательных фазовращателей соединены с выходами переключателя, подключенного к исто нику управляннцего сигнала, выход основного канала второго направленного ответвителя падающей волны и вход основного канала второго .направленного ответвителя падающей волны являются соответственно входа для подключения исследуемого длинного СВЧ-тракта, введены третий направленный ответвитель падающей волны, некалиброванный плавный фазовращатель и делитель СВЧ-мощности, первый управляемый отражательный фазовращатель состоит из первого дискретноуправляемого СВЧ-модулятора и подвижного короткозамыкателя, установленного на его выходе, а второй управляемый отражательный фазовращатель состоит из второго дискретно-управляемого СВЧ-модулятора и неподвиж-ного короткозамыкателя, установленного на его выходе, при этом вход делителя СВЧ-мощности соединен с выходом СВЧ-генератора, к первому выходу делителя СВЧ-мощности подсоединен вход основного канала направленного ответвителя отраженной волны, а второй его через некалиброванный плавный фазовращатель соединен с основным каналом третьего направленного ответви.теля падающей волны, вторичный канал которого включен между вторичным каналом направленного ответвителя отраженной волны и входом детекторного датчика. На чертеже приведена структурная электрическая схема устройства для измерения потерь в длинных СВЧ-трактах . Устройство для измерения потерь в длинных СВЧ-трактах, содержит СВЧ- генератор 1, последовательно соединенные направленный ответвитель 2 отраженной волны, перв;ый направленный ответвитель 3 падающей волны, к вторичному каналу которого подсоединен первый управляем ай отражательный фазовращатель 4, а также второй направленный ответвитель 5 падающей волны, к вторичному каналу которого подсоединен второй управляемый отражательный фазовращатель 6, детекторный датчик 7, выход которого через селективный усилитель 8 подключен к индикатору 9, при этом управляющие входы первого и второго управляемых отражательных фазовращателей 4 и 6 соединены с выхорцами переключателя 10, выход основного канала первого направленного ответвителя 3 падающей волни и вход основного канала второго направленного ответвителя 5 падающей волны являются соответственно входами для подключения исследуемого СВЧ-тракта 11, третий направленный ответвитель 12 падающей волны, некалиброванный плавный фазовращатель 13 и делитель 14 СВЧ-мощности, первый управляемый отражательный фазовращатель 4 состоит из первого дискретно-управляемого СВЧ-модулятора 15 и подвижного короткозамыкателя 16, установленного на его выходе, а второй управляемый отражательный фазовращатель б состс ит из второго дискретно-управляемог СВЧ-модулятора 17 и неподвижного короткозамыкателя 18, установленног на его выходе, при этом вход делителя 14 СВЧ-мощности соединен с выходом СВЧ-генератрра 1, к первому выходу делителя 14 СВЧ-мощности подсоединен вход основного канала направленного отв.етвителя 2 отражен ной волны, а второй его выход через нека11и6рованный плавный фазовращатель 13 соединен с основным -каналом третьего направленного ответвителя 12 падающей волны, вторичный канал которого включен между вторичным каналом направленного ответвителя 2отраженной волны, и входом детектора датчика 7, а также источник 19 управляющего сигнала и рагрузку 20. Устройство для измерения потерь в длинных СВЧ-трактах работает еледующим образом. Вначале манипулирующий сигнал от СВЧ-генератора 1 через переключа тель 10 подают на дискретно управляемый СВЧ-модулятор 17. Регулируя фазу сигнала направленного ответвителя 12 с помощью ручного некалибро ванного плавного фазовращателя 13 добиваются максимальных показателей индикатора 9. Эти показания фиксиру ют oij. Затем подают манипулирующий сигнал от источника 19 управляющего сигнала через переключатель 10 на дискретно-управляемый СВЧ-модулятор 15, установленный на выходе первого направленного ответвителя 3. Положе ние ручки некалиброванного плавного фазовращателя 13 при этом остается неизменным. Плавно передвигая подви ный короткозамыкатель 16, добиваютс максимальных показаний индикатора 9 фиксируют, показания индикатора 9сС2 Отношение d-i, / ei-2 позволяет в первом .приближении (более точная формула учитывает переходное ослабление первого направленного ответвителя 3(K,j,-j) Л /коэффициенты отражения нагр ки (Гд),длинного исследуемого СВЧтракта 11 ( Гд ) и имеет вид t-KJ) l.rj определить модуль коэффициента передачи длинного исследуемого СВЧ-тракта с учетом его реальной нагрузки. При передаче манипулирующего сигнала источника 19 через переключатель 10, установленный на выходе второго направленного.ответвителя 5, отраженный во втором направлении ответвителя 5 и от иных, неоднородностей сигнал, прошедшей основной тракт направленного ответвителя 2 в сторону детекторного датчика 7, можно представить в следующем виде -j uil+S | g первый полупе отр | отр|«риод манипуляцииf и„,0...,|0.,|е-(--1|„.,е-И.) - во второй период манипуляции; сигнал, определяемый существующими в тракте отражениями и направленностью напр вленного ответвителя 2 (согласованная нагрузка на выходе первого управляемого отражательного фазовращателя 4 считывается идеальной); сигнал, прошедший через второй направленный ответвитель 5, отразившийся от неподвижного короткозамыкателя 18 на выходе первого , управляемого отражательного фазовращателя 4 и поступаю.щий в сторону детекторного датчика- 7. Используя аппарат векторных диаграмм на комплексной плоскости можно записать - где ijf -отр огрз- огр%э Узел селективного выделения производит операцию 1 oтp cтpз- Wpз 5 -% Согласно этой формулеУду будет равно ±Ч)трЗ ) вьщеленный селективным силителем 8 сигнал будет равен сигалу с второго направленного ответителя 5 в случае, если 4 О и Я .Но гол случаен и может быть определен олько в момент данногоизмерения оэффициента передачи длинного СВЧракта. Следовательно, в отсутствии игнала от третьего направленного тветвителя 12 выделить сигнал U.,-.,, ельзя. На вход детекторного датчика 7, роме сигнала от направленного ответителя 2(Ujyp )подают сигнал от ретьего направленного ответвителя 2, назовем его Орп, сигнал и -10 I используется on I «onl ля выделения сиг нала UoT.p. При воздейтвии на вход детекторного датчика игналовиоп ийдтррезультирующий сигнал на входе приемника равен по амплитуде | рез|-1| ог,Г |%Г- 1 оп||%|-« где о6 , или fv:5;,(оп Иа#1ользуя теоремусинусов легко получить формулу дляугла междуOj, Il-. . Si п А р-С05 od Таким образом, вектор U-gj описыв ется следукнцей системой Ii4..i(l.p.,pcosot . . tp-g- r p-cosot Согласно этой системе при из менениеЫ в пределах более 180° вызо вет изменение/i в пределах более 180 При измененияхрреализуются условия или 5f 55, следовательно, возможно вьвделение сигнала ) Следовательно, регулируя фазу сигнала и наблюдая за показаниями индикатора можно обеспечить условие. 0 или по максимуму выделяемого сигнала. Таким образом, определяется ot-j. При определении регулируется cL с помощью подвижного короткозамыкателя 16, чем и обеспечивается условие 1 О или ( при максимуме показаний индикатора 9. При измерении методом замещения используется переменный прецизионный аттенюатор 2. Посде определения otj сигнал манипуляции от источника 19 подают на дискретно-управляемый СВЧ-модулятор i 15, установленный на выходе первого направленного ответвителя 2, подвижным короткозамыкателем 16 добиваются максимальных показаний индикатора 9 и затем регулируют вводимое затухание переменным прецизионным аттенюатором 21 до обеспечения равенства oCj Модуль коэффициента передачи определяют по шкале переменного прецизионного аттенюатора 21. Потери К в первом приближен-ни равняются половине введенного переменным прецизионным аттенюатором 21 затухания. Предлагаемое устройство имеет более высокую точность измерений.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОТЕРЬ В ДЛИННЫХ СВЧ-ТРАКТАХ, содержащее свч-генератор, последовательно соединенные направленный ответвитель отраженной волны, первый направленный ответвитель падающей волны, к второму каналу которого подсоединен первый управляемый отражательный фазовращатель, а также второй направленный ответвитель падающей волны, к вторичному каналу которого подсоединен второй управляемый отражательный фазовращатель, детекторный датчик, выход которого через селективный усилитель подключен к индикатору, при этом управляющие входы первого и второго управляеМЬЕХ отражательных фазовращателей соединены с выходами переключателя, подключенного к источнику управляющего сигнала, выход основного канала первого направленного ответвителя падающей волны и вход основного канала второго направ- - я. ленного ответвителя падающей волны являются соответственно входами для подключения исследуемого длинного СВЧ-тракта, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, введены третий направленный ответвитель падающей волны, некалиброванный плавный фазовращатель и делитель СВЧ-мощности, первый управляемый отражательный фазовращатель состоит из первого дискретно-управляемого СВЧ-модулятора и подвижного короткозамыкателя, установленного на его выходе, а второй управляемый отражательный фазовращатель состоит из второго дискретно-управляемого СВЧ-модулятора и неподвижного корот- g козамыкателя, установленйого на его (Л выходе, при этом вход делителя СВЧ- мощности соединен с выходом СВЧ- генератора, к первому выходу делителя СВЧ-мощности подсоединен вход основного канала направленного ответвителя отраженной волны, а второй его выход через некалиброванный плавный фазовращатель соединен с основным каналом третьего направлен00 ного ответвителя падающей волны, 4; вторичный канал которого включен между вторичным каналом направленно о ю го ответвителя отраженной волны и входом детекторного датчика.