Устройство для измерения частотной погрешности входного сопротивления и относительной неравномерности амплитудно-частотной характеристики линейных антенн Советский патент 1985 года по МПК G01R27/02 G01R27/28 

Изобретение относится к измери тельной технике и может быть исполь зовано для измерения частотной погрешности входного сопротивления и относительной неравномерности амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) линейных антенн, а также . для оценки влияния параметров антенн на условия обеспечения электро магнитной совместимости радиоэлектронных средств. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройс ва путем обеспечения измерений параметров линейных антенн. На фиг.1 представлена структурна схема устройства для измерения пара метров антенн с несимметричным входом; на фиг. 2 - пример реализации структурной схемы устройства для измерения параметров антенн с симметричным входом. Устройство (фиг.1) содержит генераторы I и 2 с частотами и и соответственно, балансный смеситель 3, фильтры 4 и 5 опорной const и испытательной W| ai2 ШР+ 2U)2 .var частот со ответственно, первый коммутатор 6, согласующий каскад 7 с большим вход ным сопротивлением, выключатель 8, исследуемую антенну 9, делитель 10 напряжения, усилители-ограничители 11 и 12 сверху и СНИЗУ второй коммутатор 13, выходом соединенньй через интегратор 14 с входом нульиндикатора 15, генератор 16 коммутирующих импульсов и г ) выходом 17 соединенный с входом измерителя длительности коммутирующих импульсов с управляющими входами первого и второго коммутаторов 6 и 13 соот ветственно, и первую и вторую 18 и 1 Si входные клеммы устройства. Устройство (фиг.2) содержит генераторы 1 и 2 с частотами U) и coj, соответственно, балансный смеситель 3, фильтры 4 и 5 опорной U)(, U)- и)2 const и испытательной )+.u)j ц)-ь 2u)p var частот соот ветственно, первый коммутатор 6, согласуюощй каскад 7, выполненный с двумя.выходами, выключатель 8, исследуемую, антенну 9, делитель 10 напряжения, усилитель-ограничитель 11 и 12 сверху и снизу, второй ком мутатор 13, интегратор 14, выполненный с двумя входами, нуль-индикатор 15, входом соединенный с выходом интегратора 14, генератор 16 коммутирунщих импульсов, измеритель 17 длительности коммутируклцих импульсов, первую и вторую 18 и 19 входные клеммы устройства и элемент 20 развязки. Устройства по фиг. 1 и 2 работают аналогично. Предлагаемое устройство работает следующим образом. . Напряжения с выходов генерато-. ров 1 и 2 поступают на вход смесителя 3. На выходе смесителя образуются равные по амплитуде напряжения суммарньгк и разностных частот. Эти напряжения разделяются фильтрами 4 и 5. На выходе фильтра 4 образуется опорное напряжение разностной частоты Частота и;„ Шо U),- ш. в процессе измерений поддерживается постоянной, что достигается соответствующими изменениями частот ). На выходе фильтра 5 образуется испытательное напряжение суммарной частоты u) ш + г uJc,+ Напряжение опорной ш и испытательной частот и через первый коммутатор 6 и согласующий каскад 7 поочередно поступают на вход измерительной цепи, состоящей из делителя. 10, усилителей-ограничителей П и 12, коммутатора 13, интегратора 14 и нуль-индикатора 15, и через выключатель 8 на вход исследуемой антенны 9. Поскольку входное. сопротивление антенны 9 значительно меньше внутреннего сопротивления согласующего каскада 7 и полного сопротивления делителя 10 напряжения, то напряжение на выходе делителя 10 пропорционально модулю входного сопротивления антенны 9 Cll т.е. пропорционально напряжению на входных клеммах антенны. Напряжение с выхода делителя 10 в виде примыкающих друг .к другу импульсов с частотами заполнения tOj и U) поступают на входы усилителей-ограничителей 11 и 12 напряжения, разноименных полярностей. Амплитуды этих импульсов не равны друг другу вследствие зависимости, модуля входного сопротивления I 2дI антенны 9 и коэффициента передачи собственно измерительного тракта. На вход интегратора 14 с выхода второго коммутатора 13 поочередно поступают ограниченные снизу импульсы положительной полярности длительностью С на опорной частоте w, а на интервале коммутации t2- ограниченные сверху импульсы отрицательной полярности на испытательной частоте to . Информация о частотных свойствах исследуемой антенны 9 содержится в амплитудах гармоник этих Импуль/ сов, в том числе и на уровне их постоянных составляющих. Под действием постоянной составляющей импульсов положительной полярности накопительный элемент интегратора 14 заряжается, под действием постоянной составляющей импульсов отрицательной полярности - разряжается. Баланс количества электричества положительного и-отрицательного знаков на накопительном элементе интегратора 14 наблюдается в том случае, если время действия постоянной составляющей меньшего уровня превьшает время действия пос тоянной составляющей большего уровня, т.е. при условии, что f Баланса количества электричества добиваются установкой соответствующих длительностей импульсов, выра- батываемых низкочастотным генератором 16 коммутирующих импульсов. Для нормальной работы устройства период коммутации Т, ц + cons должен .быть значительно больще периода опорного и испытательного сиг налов, О наступлении баланса судят по нулевым показаниям нуль-индикатора 15. Соответствующие длительности t и 2 измеряют стандартным прибором и сравнивают друг с другом. Работа устройства может быть опи сана с помощью математических выра жений. Процесс измерений состоит из дву этапов. На первом этапе осуществляется калибровка измерительного трак та, при которой компенсируется частотная зависимость модуля его козф- фициента передачи. При этом выключатель 8 разомкнут и антенна 9 отсоединена от ,измерительной цепи. Ко мутаторы 6 и 13 работают в симметри ном режиме так, что выполняется ра- венство 1 . . Регулиров« кой коэ4фициентов передачи фильтров 4 и 5 добиваются баланса количества электричества на интеграторе 14. При этом модули общего коэффициента передачи измерительно -о устройства по каналам опорной щ и испытательной частоты оказыва- . ются равньп4И друг другу, т.е. .нК)| И) Процесс калибровки повторяется при каждой смене испытательной частоты. На втором этапе осуществляется измерение относительной неравномерности АЧХ антенны. На этом этапе переключатель 8 замкнут и антенна 9 подключена к измерительной цепи. При этом коэффициенты передачи измерительной цепи на опорной и испы тательной частотах становятся различными и баланс количества электричества на накопительном элементе интегратора 14 нарушается, т.е. нару- , шается равенство (1).Дпя егй восстановления коммутаторы 6 и 13 необходимо перевести в несимметричный режим работы. Установим связь между относительной неравномерностью АЧХ антенны и режимом работы коммутатора, т.е. интервалами коммута-; ции f, и 2 Известно, что комплексный коэффициент передачи измерительной цепи с симметричным входом определяется соотношением (I): v(vVH(vv) при эй. ,o-i |2з|«1.|. или Ч-1оМ 7 |к,.,Ли,)|«МЦ1. ,, rtolK I 6 сбалансированной схеме выполняется равенство rз-нK),()| - Поскольку коэффициент ,) передачи тракта (выходы 3-14)содержит коэффициент-передачи (3) как один из сомножителей, а на этапе кали&ров

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТНОЙ ПОГРЕШНОСТИ ВХОДНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ И ОТНОСИТЕЛЬНОЙ НЕРАВНОМЕРНОСТИ АМПЛИТУДНО-ЧАСТОТНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛИНЕЙНЫХ АНТЕНН, .содержащее два перестраиваемых генератора, выходы которых подключены к соответствующим входам балансного смесителя,, выходом соединенного с входами фильт-. ров разностной и суммарной частот, выход К61НДОГО из которых подключен к соответствующему входу первого кoм гyтaтopa, согласующий каскад, выключатель, второй коммутатор, генератор контактирующих импульсов, выходом соединенный с входом измерителя длительности коммутирующих импульсов и управляющими входами первого и второго коммутаторов, выход которого через интегратор соединен с входом нуль-индикатора, о тличающе ес я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения измерений параметров линейных антенн, в него введены делитель напряжения и два усилителя-ограничителя снизу и сверху, при этом выход первого коммутатора через согласующий каскад соединен с входами делителя напряжения и выключателя, выход которого подключен к первой входной клемме устройства, выход делителя напряжения через первый уси- литель-ограничитель сверху подключен к первому, а через второй усилитель-ограничитель снизу к второму входам второго коммутатора, корпус делителя напряжения соединен с-второй входной клеммой устройства и ГО его корпусом.