Устройство для измерения амплитуды и фазы СВЧ сигнала Советский патент 1984 года по МПК G01R27/06 

Изобретение относится к технике СВЧ и может быть использовано для измерения амплитуды и фазы СВЧ-сигнала,

Известно устройство для измерения амплитуды и фазы сигнала, содержащее 5 генератор, приемник, фазометрическую схему с опорным и измерительным приемными каналами и каналом- подавления несущей, измерительную нтенну, поворотный стенд и механизм перемеще- Ю ния m .

Однако данное устройство сложно и обладает значительной погрешностью.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения 15 амплитуды и фазы СВЧ-сигнала, содержащее делитель мощности, вход которого является входом опорного сигналаj щелевой MotT, первый вход которого является входом исследуемого сигнала, 20 а к его двум выходам подсоединены соответственно через два щелевых моста по два детектора, одноименные электроды которых соединены с противоположными выводами двух последо- 25 вательно соединенных резисторов, об-. щая точка которых подключена к другим электродам диодов, а противополож ные выводы двух последовательно соединенных резисторов являются двумя ЗО выходами устройства, причем выходы делителя мощности соединены соответственно с -другими входами двух щелевых мостов z .

Известное устройство обладает су- с щественной по:грешностьк) измерения за счет неидентичности плеч щелевого мосРта, делящего мощность исследуемой вол( ны, квадратичных детекторов . и вычитакнцих устройств, а также уменьше- д ния чувствительности устройства вслед ствие деления исследуемой и опорной волн на две исследуемые и две опорные волны.

IJtC

Цель изобретения - повышение точ- э ности измерений и чувствительности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для изхмерения амплитуды и фазы СВЧ-сигналаэ содержащее делитель мощности вход которого яв- 50 ляется входом опорного сигнала, щелевой мост, первый вход которого является входом исследуемого сигнала, а к его двум выxoдaJ подсоединены соответственно два.,детектора, одноимен-55 ные электроды которых соединены с проtивDПOЛoжными выводами двух последовательно соединенных резисторов, общая точка которых подключена к другим электродам диодов, введены сумматор мощности, первый и второй модуляторы, к управляющим входам которых подсоединены первый и второй генераторы неравных низких частот, фазвращатель на 90, два фильтра низкой частоты, два усилителя и два дополнительных детектора, при этом между певым выходом делителя мощности и первым входом сумматора мощности последовательно включены первый модулятор

И фазовращатель на 90°, между его вторым выходом и вторым входом сумматора мощности включен второй модушятор, выход сумматора мощности сое динен с вторым входом щелевого моста к противоположным выводам двух последовательно соединенных резисторов подсоединены два параллельных канала, каждый из которых состоит из посл.- довательно соединенных фильтра низкой частоты, усилителя и дополнительного детектора, выходы которьк являются выходами устройства.

На чертеже приведена структурноэлектрическая схема устройства для измерения амплитуды и фазы СВЧсигнала,

Устройство содержит делитель 1 мощности, сумматор 2 мощности, щелевой мост 3, первый и второй модуляторы 4 и 5, первый и второй генераторы 6 и 7 неравных низких частот, фазовращатель 8 на 90 , два детектора 9 и 10, два последовательно соединенных резистора 11 и 12 два фильтра 13 и 14 низкой частоты, два усилителя 15 и 16, два дополнительных детектора 17 и 18.

Устройство работает следующим образом. , ..

Опорная волна ё 8е , ампли-. туда В и фаза ( которой известны, поступает на делитель 1 мощности, с вы-хода которого волны ,

. .&

.

поступают на первый и второй модуляторы 4 н 5, где модулируются по законам соответственно, где 5, и 522 частоты соответственно первого и второго генераторов 6 и 7, Поэтому на входы сумматора 2 мощности поступают волны (с учетом изменения фазы на 90° в фазовращателе 8) . в -ш, . Q. в co5R4t,i .. 8 г- cosQjt, а- на его выходе создается волна 1 . В -i V - , tcoSQ2t-ico5S2,t), . которая поступает на второй вход ще левого моста 3, на первый вход ко торого поступает исследуемая волна ;1CptX.i| A(x,i|)e где А(х,у) и q(x,y) - амплитуда и ф за исследуем волны. Поскольку щелевой мост 3 обеспечивает деление входной волны на две водны, равные по амплитуде, но сдви нутые по фазе одна относительно дру . гой на 90°, то с учетом того, что щ : левой мост 3 имеет связь между свои плечами по узкой стенке волновода, на его вькодах соответственно образ ются волны |еЛо5 Д-... в .(), Б -ivI .ц)-iwlx.u) coQQz -- ,t + . Эти волны поступают на детекторы9 10, на выходах которых соответствен имеем сигналы c,,.,t.2:oeV,. |..4).i(,-c.(.,y)l .,,,,., о.,((Щ,,. .L.L-.-.U.,i.-.(.,ll ,,„, fcNu 1, в результате вьтчитания на двух последовательно соединенных резисто рах 11 и 12 получается напряжение ZfcU.ijie г ., U. п jt , 2AU4)& гт + - г-co6 i -Cf(x.jco3n,i, 14 из которого с помощью двух фильтров 13 и 14 низкой частоты, настроенных соответственно на частоты 52;, и Og выделяются сигналы i V t - tMncoS.i гАСх.ч)в . sin { -tflx,jnco6.n2t. ГЧ1 где, Кф и Кф - коэффициенты передачи фильтров 13 и 14 низ кой частоты соответ-ственно. С помощью двух усилителей 15 и 16 двух дополнительных детекторов 17 и 18 сигналы 3, и 2 усиливаются и детектируются. Таким образом, на выходах устройства рбра:зуются сигналы о :3, к, -AU,H 6co6 v-cjlx., : )0«in(.4) где К. и Kj - коэффициенты передачи двух параллельных канйлов соответственно. Если положить, что К Kj К, то фазовое и амплитудное распределение исследуемой волны можно опреде- . лить по следующим формулам: ()(.) C -arc-i:g t2fn, где Л. 0,1,2,..,, Таким образом, использование новвк элементов позволяет уменьшить ошибку, возникающую в процессе формирования голограмм, н увеличить чувствительность устройства в целом, . кольку формирование сигналов осуществляется с помощью одних и тех же волноводно-щелевого моста, квадратичных детекторов и вычитающего устройства, и ошиЬка, вызванная неидентичностью каналов их формирования, полностью исключается.

УСТРбЙСТВО ДЛЯ ИЗ EPEHИЯ АМПЛИТУДЫ И ФАЗЫ СВЧ-СИГНАЛА, содержащее делитель мощности, вход которого является входом опорного сигнала, щелевой мост, первый вход которого является входом исследуемого сигнала, а к .его двум выходам подсоединены соответственно два детектора, од,ноименные электроды которых соединены с противоположными выводаг-ш двух последовательно соединенных резисторов, общая точка которых подключена к друхим электродам диодов, отличающееся тем, что, с целью повьшгения точности измерений и чувствительности, в него введены сумматор мощности, первый и второй модуляторы, к управляющим входам которьк подсоединены первый и второй генераторы неравных низких частот, фазовращатель, на 90 , два фильтра низкой частоты, два усилителя и дна дополШ1тельных детектора, при этом между первым выходом делителя мощности и. первым входом сумматора мощности последовательно включены первый модулятор и фазовращатель на 90 , между его вторым выходом и вторым входом сумматора мощности включен второй модулятор, выход сумматора мощноети соединен -с вторым входом щелевого моста, к противоположным выводам двух последовательно соединениьЬс резисторов подсоеданены два параллель ных канала, каждый из которых состо- i ит из последовательно соединенных фильтра низкой частоты, усилителя . I и дополнительного детектора, выхоЕчд ды которых ЯВЛЯ10ТСЙ выходами уст- i ройства. ;