Измеритель коэффициента отражения СВЧ-диапазона Советский патент 1985 года по МПК G01R27/06 

Изобретение относится к измерительной технике СВЧ диапазона и мо. жет быть использовано для измерения коэффициента отражения в волноводных трактах. Известен измеритель коэффициента отражения СВЧ диапазона, содержащий СВЧ генератор с подсоединенным рефлектометром, выход которого являетс входом для подсоединения нагрузки D Однако такой измеритель не опред ляет фазы отраженной волны. Наиболее близким техническим решением к изобретению является измеритель коэффициента отражения СВЧ диапазона, содержащий СВЧ генератор детектор, короткозамыкатель, индикатор, первый направленный ответвитель, выход основного тракта которого является входом для подсоединения исследуемой нагрузки, а к вто рому выходу его вторичного тракта присоединен короткозамыкатель, причем в основном и вторичном трактах соответственно перед исследуемой на грузкой и короткозамыкателём установлены с возможностью поочередного введения аттенюаторные пластины с у лом переключения аттегаоаторных плас тин 23. Однако известный измеритель коэф фициента отражения СВЧ диапазона ие измеряет фазы отраженной волны. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем измерения фазы коэффициента отражения. Дпя эчого в измеритель коэффициента отражения СВЧ диапазона, содер жащего СВЧ генератор, детектор, короткозамыкатель, индикатор, первый направленный ответвитель, выход основного тракта которого является входом для подсоединения исследуемо нагрузки, а к второму выходу его вт ричного тракта присоединен короткозамыкатель, причем в основном и вто ричном трактах соответственно перед исследуемой нагрузкой и короткозамы кателем установлены с возможностью поочередного введения аттенюаторные пластины с узлом переключения аттенюаторных пластин, в него введены блок управления, коммутируемый усилитель, делитель мощности, второй и третий направленные ответвители, причем одни концы их вторичных трак тов соединены с согласованными нагрузками, а третий направленный ответвитель имеет два вторичных тракта с возможностью одновременного или попеременного введения в них со стороны их других концов аттенюаторных пластин, при этом к выходу СВЧ генератора последовательно подсоединены основными трактами второй и первый направленные ответвители, другой конец вторичного тракта второго направленного ответвителя соединен с входом делителя мощности,, к выходам которого подсоединены другие кон1ц 1 вторичных трактов третьего направленного ответвителя, вход основного тракта которого соединен с первым выходом вторичного тракта первого направленного ответвителя, а к его выходу последовательно подсоединены детектор, коммутируемый усилитель, индикатор, четыре выхода блока управления соединены соответственно с управляющими входами СВЧ генератора, узлов переключения аттенюаторных пластин и коммутируемого усилителя. На чертеже представлена структурно-электрическая схема измерителя коэффициента отражения СВЧ диапазона. Измеритель содержит СВЧ генератор 1, первый и второй направленные ответвители 2 и 3, делитель А мощности, третий направленный ответвитель 5, детектор 6, коммутируемый усилитель 7, блок 8 управления, сое динительный волновод 9, согласованные нагрузки 10 - 12, аттенюаторные пластины 13 - 16, вторичные тракты 17 и . 18 соответственно первого и второго направленных ответвителей 2 и 3, вторичные тракты 19 и 20 и основной Тракт 21 третьего направленного ответвителя 5, короткозамыкатель 22, исследуемую нагрузку 23 и индикатор 24. Измеритель коэффициента отражения СВЧ диапазона работает следующим образом. В режиме 1 (аттенюаторные пластины 13) 15 и 16 введены в волноводы, 14 выведена) на детектор 6 поступают СВЧ сигналы от СВЧ генератора 1, прощедшие первый и второй направленные ответвители 2 и 3 с учетом отражения от короткозамыкателя 22. После квадратичного детектирования и усиления получим выходное напряжение Ц Ка , (О где К - коэффициент передачи при детектировании и усилений.

В режиме Г F ( аттенюаторные пластины 14, 15 и 16 введены, а 13 выведена) на детектор 6 поступает СВЧ сигнал а от СВЧ генератора I, прошедший первый и второй направленные ответвители 2 и 3, с учетом отражения от входа исследуемой нагрузки 23

32 Kal - , (2)

В режиме Ш (аттенюаторные пластины 14 и 16 введены, а 13 и 15 выведены )наряду с в сигналом в; на детектор 6 поступает сигнал а. от СВЧ генератора 1 через второй н правленный ответвитель 3, делитель 4 мощности и вторичный тракт 19.

После детектирования и усиления получим

Uj - K(a5-ba|-2a-a,.;cose...), (3)

где с-ш сдвиг фазы сигналов а,, и

а,.

Выражение (3) получено кiSK результат векторного суммирования двух векторов, повернутых один относительно другого на уголЗ.г,.

В режиме IV (аттенюаторные пластины 14 и 15 введены, а 13 и 16 выведены) наряду с сигналом а г на детектор 6 .поступает сигнал ajj, пришедший с СВЧ генератора 1 через второй направленный ответвитель 3, делитель 4 мощности и вторичный тракт 19

а K(aUa|-2aja,.cos0j.,5).

Вторичные тракты 19 и 20 расположены относительно основного тракта 21 таким образом, что обеспечивают сдвиг фазы сигнала относительно ана 180 при равенстве их амплитуд.

Следовательно 0j.,v fl - е.щ i а К(а 5+а|+2ада.со50к.,г, ). С)

В режиме V (аттенюаторные пластины 13 и 16 введены, а 14 и 15 выведены) на детектор 6 поступают сигналы aj и ад, а в режиме 1/1 (аттенюаторные пластины 13 и 15 рведены, а 14 и 16 выведены) на детектор 6 поступают сигналы aj и а|. Аналогично указанному получим

(5

и. . K(aj+aj,-2ajaflcos0j.g);

К(а +а|+2а ja cos0i-(,). (б)и

Полученные значения U, U, Uj,

и 4 , Ug и U(j позволяют однозначно решить с помощью простейшего микрокалькулятора, например введенного в индикатор 24, систему линейных уравнений (1-6 ) и найти модуль козффициента отражения f и фазу коэффициенUiта отражения 0: р- -г-;

.-6. o(rcco5

- Vi«o,

Блок 8 управления формирует нап ряжение (команды) для управления аттенюаторными пластинами 13,- 16 и коммутируемым усилителем 7, а также подает импульс (команду) переходана следующую частоту СВЧ генератору I после последовательного прохЬящения режимов 1-V1 на предыдущей частоте.

Таким образом, предлагаемый нзмеритель позволяет измерить одновременно и модуль и фазу коэффициента отражения.

ИЗМЕРИТЕЛЬ КОЭФФИЦИЕНТА ОТРАЖЕНИЯ СВЧ ДИАПАЗОНА, содержащий СВЧ генератор, детектор, короткозамыкатель, индикатор, первый направленный ответвитель, выход основного тракта которого является входом для подсоединения исследуемой нагрузки, а к второму выходу его вторичного тракта присоединен короткозамыкатель, причем в основном и вторичном трактах соответственно перед исследуемой нагрузкой и короткозамыкателем установлены с возможностью поочередного введения аттенюатора пластины с узлом переключения аттеийаторных пластин, о тличаюцийся тем, что, с целью расширения его функциональных возможностей путем измерения фазы коэффициента отражения в него введены блок управления, коммутируемый усилитель, делитель мощности, второй и третий направленные ответвители, причем одни концы их. вторичных трактов соединены с согласованными нагрузками, а третий направленный ответвитель имеет два вторичных тракта с возможностью одновременного или попеременного введения в них со второны их других концов аттенюаторных пластин, при этом к выходу СВЧ генератора последовательно подсоединены основными трактами второй и первый направленные ответвители, другой конец вторичного тракта второго направленного ответвителя соединен с входом делителя мощности, к выходам которого подсоединены другие концы вторичных трактов третьего направленного ответвитепя, вход основного тракта которого соединен с первым выходом вторичного тракта первого направленного ответвителя, а к его выходу последовательно подсоединены детектор, к «мутируемый усилитель и индикатор, четыре выхода блока управления соединены соответственно с управляющими СВЧ генератора, узлов .переключения аттенюаторных пластин и коммутируемого усилителя.