Устройство для измерения фазочастотной характеристики СВЧ-трактов Советский патент 1985 года по МПК G01R27/28 

Изобретение относится к технике измерений и может быть использовано для измерения фазочастотньгх характеристик (ФХЧ) волноводных и коаксиальных жестких и полужестких СВЧ-трактов в условиях их эксплуатации в составе радиотехнических комплексов с пространственно-разнесенными линиями связи.

Известно устройство для измерения ФЧХ четырехполюсников, содержащее частотномодулированный генератор, генератор развертки, преобразуюи ие звенья фазовый дискриминатор, детектор и осциллограф ij..

Недостатком этого устройства является невозможность измерения ФЧХ СВЧ-трактов,

Наиболее близким к изобретению является устройство для наблюдения ФЧХ широкополосных четырехполюсников, содержащее генератор частотномодулированных колебаний, модулятор, электронно-лучевую т.рубку, линию задержки, два усилителя, фазовый детектор, формирователь нуль-импульсов и блок формирования ступенчатого напряжения со счетчиком С2 J.

Недостатком известного устройства являются низкая точность и значительное время измерений ФЧХ волноводных и коаксиальных СВЧ-трактов в условиях их эксплуатации в составе радиотехнических комплексов, когда вход и выход исследуемого тракта разнесены в пространстве.

Целью изобретения является сокращение времени и повышение точности измерений ФЧХ волноводных и коаксиалных СВЧ-трактов в условиях их эксплуатации.

Цель достигается тем, что в устройство для измерения фазочастотной характеристики СБЧ-трактов, содержащее генератор линейно-частотно-модулированных колебаний, управляющим, входом соединенный с первым выходом модулятора, второй и третий выходы которого подключены к соответствующим входам горизонтальной развертки электронно-лучевой трубки, входы вертикальной развертки которой соединены с соответствукяцими выходами формирователя ступенчатого напряжения, входом соединенного через счетчик с выходом формирователя нульимпульса, и входом яркостной модуляции электронно-лучевой трубки, последовательно соединенные усилитель и синхронный детектор, выходом соединенньй с входом формирователя нульимпульса, а выход генератора линейночастотно-модулированных колебаний подключен к входу ответвителя сигналов, введены фазовый манипулятор, генератор сигнала манипуляции, сумматор, амплитудный детектор и ответвитель отраженного сигнала, при этом один из выходов ответвителя сигналов соединен с первым входом сумматора, второй вход которого через ответвитель отраженйого сигнала подключен к первой шине устройства, для подключения поверяемого СВЧтракта, а вход ответвителя отраженного сигнала соединен с вторым выходом ответвителя сигналов, выход фазового манипулятора подключен к второй шине устройства для подключения поверяемого СВЧ-тракта, а вход к первому выходу генератора сигнала манипуляции, второй выход которого соединен с вторым входом синхронного детектора , вход усилителя, выполненного селективным, через амплитудный детектор подключен к выходу сумматора, а выход синхронизации генератора линейно-частотно-модулированных колебаний соединен с управЛЯЮ01ИМ входом счетчика.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство содержит генератор 1 линейно-частотно-модулированных колебаний, ответвитель 2 сигналов, ответвитель 3 отраженного сигнала, .сумматор 4, исследуемый СВЧ-тракт 5, фазовый-манипулятор 6, короткозамьжатель 7, модулятор 8, амплитудный детектор 9, селективный усилител 10, генератор 11 сигнала манипуляции, синхронный детектор 12, электронно-лучевую трубку 13, формирователь 14 ступенчато-изменяющегося напряжения, входом соединенного с выходом счетчика 15, вход которого подключен к выходу формирователя 16 нуль-импульса и к входу яркостной модуляции электронно-лучевой трубки (ЭЛТ), первую 17 и вторую 18 шины устройства для подключения СВЧ-тракта.

В качестве генератора -ЛГМ колебания используется генератор из комплекта прибора Р2-53. В качестве ответвителя 2 сигналов, сумматора 4, 3 ответвителя 3 отраженного сигнала и детектора 9 используется измерительная линия сечения , фазовый манипулятор 10 выполнен в внде .переключателя на pin-диодах. Генератор 11 сигналов манипуляции выполнен перестраиваемым с частотой манипуляции F -IOO кГц. Селективный усилитель 10 вьйюлнен по схеме активного фильтра на двух № кросхемах 140 УД 7 с коэффициентом усиления -10. Синхронный детектор 12 собран по схеме ключевого мостового детектора на микросхеме К590КН2 Формирователь нуль-импульсов 16 выполнен на базе интегральных компараторов 51 2СА1, один из которых фиксирует переход выходного напряжения с положительного или отрицательного до нуля, а второй - переход от нуля до отрицательного или положительного после чего формируется результирующий нуль-импульс. Счетчик 15 импульсов построен на трех каскадированных декадных счетчиках. Обнуление счетчи ка осуществляется начальным импульсом запуска развертки генератора 1, Формирование ступенчатого напряжения 14 для управления вертикальным отклонением луча осуществляется от двенадцатиразрядного цифроаналогового преобразователя К1108ПА1. В качестве электронно-лучевой трубки 13 использовался индикаторный блок из комплекта прибора Р2-53, Устройство работает следующим образом.. Сигнал от генератора 1 ЛЧМ через ответвитель 2 поступает на вход исследуемого СВЧ-тракта. На выходе тракта установлен отражающий фазовый манипулятор 6. Под действием сигнала от генератора 11с частотой F фазовьй ма1Шпулятор изменяет фазу отраженного сигнала по законуО-П. Отраженный сигнал ифтр векторно суммируется с подаваемым от генератора сигналом и на входе измерительной линии - это сумматор 4. Cy fMapia:tfk сигнал подвергается детектированию. На выходе детектора 9, выполненного, например, по квадратичному закону, сигнал имеет следующий вид: для первого полупериода частоты F.. манипу ляции ,почти в 10 раз. ВНИШШЗаказ 4305/39 Ъ| аж 74в Подписное; лиал ППП Патент, г.Ужгород, ул.Проектная, 4 14 ;-vl VKiio,.K(T ,«Ч., для второго полупериода частоты Гц манипуляции JJ- 1 где f - длина исследуемого СВЧ-тракта;Ч - начальная фаза отраженного сигнала, f--p-г- коэффициент отражения) X - длина волны подаваемого сигнала;К - коэффициент детектиро19ания. В селективном усилителе 10 вьщеляется частота F манипуляции с амшштудой, равной u.-4;- vi,KiV(.-). где К - коэффициент усиления. На выходе синхронного детектора 12 выделяется нштряжение U с полярностью, определяемой законом фазовой манипулящш от генератора 11. Моменты перехода этого напряжения через нуль регенерируется формирователем 16, которьй за один период частоты F выдает сигналы, пропорциональшде числу полуволныв исследуемом СВЧ-тракте. Эти сигналы поступают на модулятор ЭЛТ для яркостной модуляции ее луча. Одновре.менно эти же сигналы, накапливаясь в счетчике 15, управляют формирователем 14 ступенчатого напряжения, напряжение на выходе которого с приходом очередного импульса увеличивается на одну ступеньку. Если длина исследуемого СВМ-тракта значительна (более 100 А), а яркость ЭЛТ уменьшена, то на экране ЭЛТ воспроизводится ФЧХ в виде непрерывной линии. В предлагаемом устройстве точность измерений повышается в А раза за счет увеличения отсчетных точек ФЧХ, а время измереш й сокращается

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ФАЗОЧАСТОТНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ СВЧТРАКТОВ, содержащее генератор лИнейно-частотно-модулированных колебаний, управляющим входом соединен- ный с первым выходом модулятора, второй и третий выходы которого подключены к соответств нщим входам горизонтальной развертки электронно лучевой трубки, входы вертикальной развертки которой соединены с соответствующими выходами формирователя ступенчатого напряжения, входом соединенного через счетчик с выходом формирователя нуль-импульса, и входом яркостной модуляции электронно- лучевой трубки, последовательно соединённые усилитель и синхронный детектор, выходом соединенный с . входом формирователя нуль-импульса. а выход rgHepaTipa линейно-частотномодулированных колебаний подключен к входу ответвителя сигналов, отличающееся тем, что, с целью сокращения времени и повьвпения точности измерений,в него введены фазовый манипулятор, генератор сигнала манипуляции, сумматор, амплитудный детектор и ответвитёль отраженного сигнала, этом один из выходов ответвителя сигналов соединен с первым входом сумматора, второй вход которого через отве.твитель отрешенного сигнала подключен к первой шине устройства для подключения поверяемого СВЧ-тракта,а вход ответвителя отраженного сигнала соединен с вторым выходом ответвителя сигналов, выход фазового манипулятора подключен к второй шине устройства для подключения поверяемого СВЧ-тракта, а вход - к первому выходу генератора сигнала манипуляции, второй выход которого соединен с вторым входом синхронного детектора, вход усилио теля, выполненного селективным, чё- . рез амплитудный детектор подключен к выходу сумма тора, .а выход синхронизации генератора линейно-частотномодулированных колебаний соединен с управляющим входом счетчика.