Устройство для измерения комплексного коэффициента отражения Советский патент 1985 года по МПК G01R27/06 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике на СВЧ и может быть использовано в автоматических измерительных системах и приборах встроенного контроля. Известно устройство для измерения комплексного коэффициента отражения, содержащее СВЧ генератор, отрезок первичного тракта, элементы связи, каящый из которых соединен с вторичной линией, на выходах которых установлены квадратичные детекторы lj . Недостатком данного устройства является наличие четырех (либо минимум трех)детекторов, что приводит к погрешности измерения, нестабипьности результатов измерения и зависимости их от внешних факторов (тем пературы) . Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является устройство для измерения комплексного коэффициента отражения содержащее СВЧ генератор с подсоединенным к нему отрезком волноводного тракта, выход которого является входом для подсоединения исследуемой нагрузки, четыре элемента связи, установленные на расстоянии /8 один от другого, где - длина волны, четыре коммутирующих элемента, управ ляющие входы которых соединены с соответствуницими выходами блока управления, и квадратичный детектор, выход которого соединен с информационным входом блока вычисления и индикации, управляющий вход которого соединен с соответствутощим выходом блока управления. Однако известное устройство отличается сложностью конструкции и трудоемкостью его изготовления и настройки. Конструкция предполагает установк внутри круглого волновода сложной асимметричной детали, состоящей из вертикального штыря, к которому в одной плоскости под углом 45 друг к другу присоединены -лчетьфе горизонтальных mTidpH, в разрывах которл 1Х установлены pin-диоды. Изготовление устройства требует выполнения преци зионных сборочных работ. Цель изобретения - упрощение уст- 55 ройства и его настройки путем исключения отрезка круглого волновода с асимметричной деталью. 52 Цель достигается тем, что в устройство для измерения комплексного коэ4 фициента отражения, содержащее СВЧ генератор с подсоединенным к нему отрезком волноводного тракта, выход которого является входом для подсоединения исследуемой нагрузки, четыре элемента связи, установленные на расстоянии один от другого, где J - длина волны, четыре коммутирующих элемента, управляющие входы которых соединены с соответствующими выходами блока управления, и квадратичный детектор, выход которого соединен с информационным входом блока вычисления и индика1Ц1и, управлякмций вход которого соединен с соответствующим выходом блока управления, элементы связи размещены вдоль отрезка волноводного тракта, выход каждого из которых связан с одним из четырех введенных дополнительных волноводных трактов, в каждом из которых на од|ном конце установлены последовательно соединенные введенный фазовращатель, и коммутирую1ций элемент, а на другом- введенный регулируемый аттенюатор, выход которого подключен к соответствующему входу введенного четырехплечего сумматора мощности, выход которого соединен с входом квадратичного детектора. На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства; на фиг. 2 вариант конструкции в коаксиальном исполнении. Устройство для измерения комплексного коэффициента отражения (фиг. 1) содержит СВЧ генератор 1, отрезок волноводного тракта 2, включенный между СВЧ генератором 1 и исследуемой нагрузкой 3, четыре элемента 4-7 связи, четыре дополнительных волно- водных тракта 8-11, фазовращатели 12-15, коммутирующие элементы 16-19, блок 20 управления, регулируемые аттенюаторы 21-24, четырехплечий сумматор 25 мощности, квадратичный детектор 26, блок 27 вычисления и индикации. Устройство для измерения комплексного коэффициента отражения работает следующим образом. Сигнал от СВЧ генератора 1 через отрезок волноводного тракта 2 поступает в исследуемую нагрузку 3 с некоторым комплексным коэффициентом отражения. В результате интерференции отраженной и падающей волн в отрезке волноводного тракта 2 создается некоторое распределение поля. На элементах 4-7 связи наводятся четыре высокочастотных сигнала, амплитуды которых пропорциональны напряженностям полей в соответствующих сечениях отрезка волноводного тракта 2. Эти напряжения возбуждают дополнительные волноводные тракты 8-11. .При этом в каждом из дополнительных волноводных трактов 8-11 будут распространяться две волны с одинаковыми амплитудами в различных направлениях от места соединения с элементами 4-7 связи. Волны, распространяющиеся в сторону коммутирующих элембнтов 16-19, проходят через фазовращатели 12-15, отражаются от коммутирующих элементов 16-19, опять проходят через фазовращатели 12-15 и интерферируют в месте соединения элементов 4-7 связи с волнами, распрост раняющимися в сторону четырехплечего сумматора 25 мощности. Результирующие волны через регулируемые аттенюаторы 21-24 поступают на входы четырехплечего сумматора 25 мощности. Суммарная волна с выхода четырехплечего сумматора 25 мощности детектируется квадратичным детектором 26, выходной сигнал которого поступает в блок 27 вычисления и индикации. Блок 20 управления осуществляет поочредное включение коммутирующих элементов 16-19, При этом включенному состоянию коммутирующих элементов 1619 соответствует режим короткого замыкания дополнительных волноводных трактов 8-11, а выключенному состоянию - режим холостого хода.

Расстояние от места соединения элементов 4-7 связи до места включения коммутирующих элементов 16-19, а также фазовые сдвиги, вносимые фазовращателями 12-15, выбираются таким образом, чтобы в режиме холостого хода результирукицая волна, поступающая на соответствующий вход четырехплече- го сумматора 25 мощности, имела бы нулевую амплитуду, а в режиме короткого замыкания - максимум.

Таким образом, при поочередном включении коммутирующих элементов 16-19 на выходе сумматора будем получать последовательность радиоимпульсов, амплитуды которых пропорциональны напряженности поля в соответствующем сечении отрезка волноводного тракта 2. Этот сигнал поступает на вход квадратичного детектора.

Блок 20 управления синхронно с переключением коммутирующих элементов 16-19 управляет блоком 27 вычисления и индикации, в котором по любому известному алгоритму осуществляется определение модуля и фазы отраженной волны по указанным замеренным сигналам и осуществляется индикация результатов измерения.

Таким образом, устройство для измерения комплексного коэффициента . отражения благодаря исключению отрезка круглого волновода с асимметричной деталью стало проще в настройке и в конструкции.

Фиг.1

К f/MHty уг лвяени

От сеч tHepamop

Т

УСТРОЙСТВО ДНЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОМШЕКСНОГО КОЭФФИЦИЕНТА ОТРАЖЕНИЯ, содержащее СВЧ генератор с подсоединенным к нему отрезком волноводного тракта, выход которого является входом для подсоединения исследуемой нагрузки, четыре элемента связи, установленные на расстоянии один от другого, где - длина волны, четыре коммутирующих элемента,- управляющие входы которых соединены с соответствующими выходами блока управления, и квадратичный детектор, выход которого соединен с информационным входом блока вычисления и индикации, управляющий вход которого соединен с соответствующш4 выходом блока управления, отличающееся тем, что, с цельюупрощения устройства и его настройки путем исключения отрезка круглого волновода с асимметричной деталью, элементы связи размещены вдоль отрезка волноводного тракта, выход каждого из которых связан с одним из четырех введенных дополнительных волноводных трактов, в каждом из которых на одном конце установлены последовательно соединен(Л ные введенный фазовращатель и коммутирующий элемент, а на другом - введенный регулируемый аттенюатор, выход которого подключен к соответствующему входу введенного четырехплечего сумматора мощности, выход которого соединен с входом квадратичного детектора.