Устройство для измерения амплитуды и фазы СВЧ сигналов Советский патент 1985 года по МПК G01R29/08 

.- . .С-ТрПЯСТВО по п. 1, (1 т л Цч л ю Ц с е с я тем, что выхо/г гюрвичнсл ЛНН1ГИ направленного птвствителя соедит1еи с первой сот-лагонапноГ нагрузкой и BTopi.LM входом ичмерителя амплитудь и разности фаз черег) введонньпЧ первый управляемы CRM-nepeКЛ ЮЧ л ГСЛ I. , .) i Г )

I Н:1:-;ол г:-орич- ои

линии начрл; Л П

Ill ,П ГТ; ПТО:гЯ :Прдпнен с ; : i;if-М И lipllTf-jiH 1Г;; ();;: и } ; ОДе11амплнтудь и рап-лтг ной BTopoii 1оглас:он

по;| чл1р кой чгро: вволелныГ; ir: ( л пра--ля ОМ1 ги (;ВЧ-переклк) ь,

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ Амплитуда И ФАЗЫ СВЧ-СИГНАЛОВ, содержащее отрезок СВЧ-тракта, вход которого является входом для подачи исследуемого СВЧ-сигнала, источник когерентного сигнала и измеритель .амплитуды и разности фаз, отличающееся тем, что, с целью повьпнения точности измерений путем исключения влияния параметров СВЧ-трактов, в него введены первый и второй зонды, включенные соответственно на входе и выходе отрезкаСВЧ-тракта, блок регулировки, состоящий из направленного ответвителя, вход первичной линии которого соединен с вькодом СБЧ-тракта, а выход с первой согласованной нагрузкой, последовательно соединенных регулируемого фазовращателя, вход которого соединен с первым выходом вторичной линии направленного ответвителя, и регулируемого аттенюатора, соедис € ненного выходом с выходом источника когерентного сигнала и первым входом (Л измерителя амплитуды и разности фаз, второй вход которого соединен с вторым выходом вторичной линии направленного ответвителя, к выходам первого и второго зондов подключены соответственно последовательно соединенные детектор и индикатор. 00 о 00

1

Изобретение относится к pfvusoИи- ернтельио 1 технике, в частности к устройствам для измерения амп. и фазы (ВЧ-сигналов, и может быт1 использовано li качест К аппаpaTypiii д:1я измерения амплит Д} офазоного распределения в .гокаПгшьных системах или радиоголографических установках.

изобретения - повышение точности измерений путем исклк чения влияния параметров СВЧ-трактов,

На фиг. 1 изображена структурная электрическая схема устро11ства для i-r3MepCFn H амплитуды и фазы (ВЧ-сигна лов; па фиг. 2 - вариант устрстйства ;утя измерения амп.литуды и фазы СЯЧсигншюв .

YcTpoiicTBO лля измерения амплитуды и фазы (Р)Ч-сиг1-1алоБ содержит отрезок 1 (ВЧ-тракта, источник 2 когерент1 ого сигнала измерител. 1 амплитуды и разности фаз, перв)П и второй зонды 4 и 5, блок 6 рспулировки, состояпщй из направленного ответвителя 7, регулируемьк фазовращателя 8 и аттенюатора 9, первую сог.ласочанную нагрузку 10, детекторы И и 12, индикаторы 13 и 14, а также первый yпpaвляe ь Й СВЧ-переключатель 15, втopvю согласованную нагрузку 16 и второй управляемый СВЧ переключатель 17, источник 18 исследуемого (;ВЧ-сигнала.

Устройство работает следуюпшм образом.

Иccлeдye ый СВЧ-сигнал, амплитуду и фазу которого требуется определит1 является напряжением падающей волны, поступаюш.ей с выхода источника 18 исследуемого сигнала на вход отрезка 1 СВЧ-тракта (фиг. 1).

На BFiixcxie г трезка 1 (B -тpaк

этот исследуем - С1Я11ЛЯе

с учетом комп.; екс ного коэсЪсЬиги е; пере.дачи 11а ряжени о отрезка (;ВЧ-тракта :

I , , ,

Чу - , 1 Фаза р сслед, ;

К - КСТМПЛеКС - КОЭФЛИЦТС

редачи по аг1ряжен л: ка 1 СВЧ-тракта с уме 1 аг-рузк {. Устройство лля измере ия ам 1л; ТУДЬ и фаЗЬ С .ВЧ-СИ1);-1Л(Л ПОЗВОЛЯ(

J

определить ам1 литуду /1, / и гЬс исследуемого по 15езультатам измере ия сигналов на выходе отрезка 1 СВЧ-тракта, т.е. удалени от источника исследуемого сигнала. При этом значение коэффициента п(редачи отрезка 1 СВЧ-тракта на резул)Тат измерения не влияет.

Исследуемый сигнал с в 1гхода источника исследуемого сигнала постпает на вход отрезка 1 СВЧ-тракта, проходит по .чему и с его ioступает на n( ход блока 6 Рзгулирог ки.

В блоке fi рег лировки с рег-улируем1,гх атте юатора 9 и фазовра1чателя 8, а также ;(.аправленно О ответвителя 7 формт1руегся комлеи-ИРУЮ1ЦИЙ cигнaJi, коге1им тный - cc:ie,iveмым. Этот сигнал в виде встречной волны напряжения поступает с первог входа блока 6 регулировки на выход отрезка 1 СВЧ-тракта и распространяется по нему навстречу исследуемому сигналу. При этом результатирующая комплексная амплитуда на входе и выходе отрезка 1 СВЧ-тракта равна:

.р .. ..

.вх

.

(UK е

Ц

и

i. X

K,-|UJe

,

где и, и и

результатирующие

8ЬгХ

8х комплексные амплитды на входе и выходе отрезка V СВЧтракта соответственно;

Ч

и, /и,/е

k

напряжение компенсирующего сигнала, поступающего с выхда блока 6 регулировки на выход отрезка 1 СВЧ-тракта

/П./, ч; модуль и фаза этог сигнала,

Процесс измерения осуществляется в дна этапа.

На первом этапе регулировкой амплитуды и фазы компенсирующего сигнала устанавливается узел стоячей волны на выходе отрезка 1 СВЧтракта, при этом результатирующая амплитуда напряжения на выходе отрезка 1 СВЧ-тракта оказывается равной нулю, а компенсируюп(ий и исследуемый сигналы связаны соотношением

К/и. -/U,/eJ

/и. /e(V«

х- - -

Момент выполнения указанного сооношения определяется с помощью второго индикатора 14, минимальные показания которого соответствуют нулевому напряжению на входе второго зонда 5, подключенного к выходу отрезка 1 СВЧ-тракта, При этом производится измерение сигнала, поступaюп eгo с второго выхода блока 6 регулировки на второй вход измерителя 3 амплитуды и разности фаз. Этот сигнал связан с компенсирующим сигнлом на входе блока 6 регулировки через известный коэффициент передачи d направленного ответителя .7, что позволяет по результату его измерения определить величину компенсирующего сигнала:

J изл.

кГ° измГ |.«м,

у

де ./e известный коьтлексZньгй коэффициент передачи напряжения с входа первичной линии направленного ответителя 7 на его первый выход вторичной линии, который является выходом блока 6 регулировки;

и и}м -,

iV,

ИЭМ

/и.,„

/е

измеренное значение 1

сигнала на первом

этапеf поступающего с второго выхода блока 6 регулировки На втором этапе регулировкой амплитуды и фазы компенсирующего напряжения устанавливается узел стоячей волны нз входе отрезка 1 СВЧтракта, при этом результатирующая амплитуда напряжения на входе отрезка 1 СВЧ-тракта оказывается равной нулю, а компенсируюп1ий и измеряеьмй сигналы связаны соотношением:

iU

.)

.

J

«г

Вьшолнение данного соотношения определяется по минимальному показанию индикатора 13, соответствующему нулевому напряжению на входе первого зонда 4, подключенного к входу отрезка 1 СВЧ-тракта. При этом, также как и на первом этапе, производится измерение сигнала, поступающего с второго выхода блока 6 регулировки

Это позволяет по результату его измерения . определить величину компенсирующего сигнала с входа блока 6 регулировки: ;Lf

ИЗ w,

и.,

изм

2i

Из полученных выражений следует.

что

и.

II -II

и, -8« к8Х 8 Ki «i

Т.е. неизвестный сигнал равным .ц,

/Ug. /и

и может быть выражен чертаты измерений на первом

этапах:

|и 1г U1UI и,

ИЗЛЛ, I

8х

JJ+IJ Т

JVWSM. зм, 6/

«е

iu,

измИЗМ,