Измеритель спектров фазовых шумов маломощных СВЧ-усилителей Советский патент 1985 года по МПК G01R29/26 

мост, десятый ферритовый вентиль и девятый аттенюатор, выход которого соединен с гетеродинным входом четвертого балансного смесителя, а между вторым выходом четвертого Т-образного моста и гетеродинным входом тре1187105 тьего бгшансного смесителя последовательно включены десятый аттенюатор и одиннадцатый ферритовы вентиль, а вспомогательное плечо первого направленного ответвителя соединено с входом четвертого -аттенюатора.

ИЗМЕРИТЕЛЬ СПЕКТРОВ ФАЗОВЫХ ШУМОВ МАЛОМОЩНЫХ СВЧ-УСИЛИТЕЛЕЙ, содержащий последовательно соединенные первый задающий генератор СВЧ, первый направленный ответвитель, первый аттенюатор, первый ферритовый вентиль, первый Т-образный мост и второй направленный ответвитель, выход основного плеча которого является входом для подключения исследуемого усилителя, а вспомогательное плечо соединено с индикатором, последовательно соединенные второй ферритовый вентиль, вход которого является выходом для подключения исследуемого усилителя второй Т-образный мост, третий ферритовый вентиль, второй аттенюатор, первый балансный смеситель, первый усилитель промежуточной частоты, первый фазовый детектор, выход которого соединен с первым входом низкочастотного анализатора спектра, последовательно соединенные первый СВЧ-гетеродин, третий Т-образный мост, четвертый ферритовый вентиль и третий аттенюатор, выход которого соединен с гетеродинным входом первого балансного смесителя, а также последовательно соединенные . четвертый аттенюатор, пятый ферритовый вентиль, второй балансный смеситель, второй усилитель промежуточ-г ной частоты -и первый фазовращатель, выход которого соединен с вторым входом первого фазового детектора, при этом между вторым выходом третьего Т-образного моста и гетеродинным входом второго балансного смесителя включены последовательно пятый аттенюатор и шестой ферритовый вентиль, отличающий.ся тем, что, с целью повышения чувствительности, (О в него введены последовательно соединенные второй задающий генератор СВЧ, третий направленный ответвитель, шестой аттенюатор и седьмой с с ферритовый вентиль, выход которого соединен с вторым входом первого Тобразного моста, к второму плечу третьего направленного ответвителя . последовательно подключены седьмой ; 00 аттенюатор, восьмой ферритовый вен- I -х| тиль, третий балансный смеситель, ; третий усилитель промежуточной частоты, второй фазовращатель и второй ; фазовый детектор, выход которого соединен с вторым входом низкочастотного анализатора спектра, между вторым выходом второго Т-образного моста и вторым входом второго фазового детектора последовательно включены девятый Лерритовый вентиль, восьмой аттенюатор, четвертый балансный смеситель и четвертый усилитель промежуточной частоты, а также введены последовательно, соединенные второй СВЧ-гетеродин, четвертый Т-образньй

Изобретение относится к радиоизмерительной технике.

Целью изобретения является повьппе ние чувствительности.

На чертеже приведена структурчая электрическая схема измерителя спектров фазовых .шумов маломощных СВЧусилителей.

Измеритель спектров фазовых шумов аломощных СВЧ-усилителей содержит первый 1 и второй 2 задающие генераторы СВЧ, первый - третий направленные ответвители 3-5, первый - десятый аттенюаторы 6-15, первый - одиннадцатый ферритовые вентили 16 - 26, первый 27 и второй 28 фазовращатели, первый - четвертый, Т-образные мосты 29 - 32, первый - четвертый балансоые смесители 33 - 36, первый 37 и второй 38 СВЧ-гетеродины, первый четвертый усилители 39 - 42 промежуточной частоты, первый 43 и второй 44 фазовые детекторы, низкочастотный анализатор 45 спектра, индикатор 46, исследуемый маломощный СВЧ-усилитель 47.

Измеритель спектров фазовых шумов маломощных СВЧ-усилителей работает следующим образом.

Колебания от двух разнесенных по частоте задающих генераторов 1 и 2 СВЧ по двум каналам соответственно через первый 3 и третий 5 направленHbfe ответвители, первый 6 и шестой 11 аттенюаторы и первый 16 и седьмой 22 ферритовые вентили подводятся к входам первого Т-образного моста 29, с выхода которого суммарные колебания (суммарный сигнал) через калиброванный второй направленный ответвитель 4 подводится к входу исследуемого маомощного СВЧ-усилителя 47. Требуемый ровень мощности на его входе устаавливается регулировкой первого 6 шестого. 11 аттенюаторов по показаниям калиброванного индикатора 46. Второй ферритовый вентиль 17 обеспечивает допустимое КСВН нагрузки исследуемого маломощного СВЧ-усилите5 ля при наличии отраженных сигналов на входе второго Т-образного моста 30.

Колебания с выхода исследуемого маломощного СВЧ-усилителя 47, модулированные его низкочастотньми шумами, через второй ферритовый вентиль 17 разделяются по мощности пополам на два канала во втором Т-образном мосте 30. Колебания с каждого выхода второго Т-образного моста 30 соответственно через третий 18 и девятый 24 ферритовые вентили и.второй 7 и восьмой 13 аттенюаторы прдводятся к входам сигналов первого 33 и четвертого 36 балансных смесителей.

20 Гетеродинные сигналы на эти смесители подводятся соответственно от двух разнесенных по частоте СВЧ-гетеродинов 37 и 38 через третий 31 и четвертый 32 Т-образные мосты, четвертый

25 19 и десятый 25 ферритовые вентили и третий 8 и девятый 14 аттенюаторы,

В этой части схемы двухчастотные СВЧ-колебания, модулированные низкочастотными шумами маломощного СВЧ3Q усилителя, преобразуются на одинаковую промежуточную частоту и выделяются первым 39 и четвертым 42 усилителями промежуточной частоты, подключенными соответственно к выходам первого .33 и четвертого 36 балансных смесителей.

Фазовые составляющие низкочастотных шумов исследуемого маломощного СВЧ-усилителя (его фазовые шумы) выделяются с помощью первого 43 и второго 44 фазовых детекторов. Опорные колебания на них формируются путем преобразования на ту же промежуточную частоту сигналов, ответвленных соответственно от первого 1 и второго 2 задающих СВЧ-генераторов. Пре образование происходит на втором 34 и третьем 35 балансных.смесителях, входы сигналов которых соответственно через пятый 20 и восьмой 23 ферри товые вентили и четвертый 9 и седьмой 12 аттенюаторы подключены к вторым выходам первого 3 и третьего 5 направленных ответвителей. Гетеродинные сигналы на второй 34 и третий 35 смесители подводятся от первого 37 и второго 38 СВЧ-гетеродинов соответственно через третий 31 и четвертый 32 Т-образные мосты и через пятый 10 и десятый 15 аттенюаторы и шестой 21 и одиннадцатый 26 ферритовые вентили. В колебаниях на вькодах второго 40 и третьего 41 усилителей промежуточной частоты низкочастотные шумы исследуемого маломощного СВЧ-усилите ля 47 отсутствуют. Поэтому они используются как опорные и подводятся к входам опорных сигналов впервый 43 и второй 44 фазовые детекторы через второй 40 и третий 41 усилител промежуточной частоты и первый 27 и второй 28 фазовращатели соответственно. Колебания с выходов первого 43 и второго 44 фазовых детекторов подводятся к входам низкочастотного анализатора 45 спектра корреляционного типа. Вследствие взаимной независимости низкочастотных шумов первого 1 и вто рого 2 задающих СВЧ-генераторов,первого 37 и второго 38 СВЧ-гетеродинов первого - четвертого балансных смеси телей 33 - 36, первого - четвертого усилителей 39 - 42 промежуточной час тоты и первого 43 и второго 44 фазовых детекторов они подавляются в кор реляционном низкочастотном анализато ре 45 спектра. Величина подавления этих шумов зависит от полосы частот анализа корреляционного низкочастотного анализатора 45 спектра и от вре мени интегрирования в нем умножаемых сигналов с. обоих его входов - от постоянной времени интегратора (фильтра нижних частот) на вькоде умножителя схемы коррелятора. Практически величина подавления этих шумов на ра ных частотах шума получается разной и лежит в пределах 10 - 30 дБ. Это адекватно увеличению чувствительности измерителя. Если дрейфы частоты первого 1 и второго 2 задающих генераторов относительно частоты первого 37 и второго 38 СВЧ-гетеродинов превьшают полосу усилителя промежуточной частоты, то вводится попарная автоматическая подстройка частоты (АПЧ) по любой из известных схем частотной или фазовой автоподстроек (ЧАИ или ФАП). Постоянная времени фильтра нижних частот схемы АПЧ выбирается такой, чтобы частота среза была меньше нижней частоты измеряемых флуктуации. Настройка измерителя спектров фазовых Ш5ГМОВ маломощных СВЧ-усилитег ;. лей производится следующим образом. По показаниям индикатора 46 первым 6 и шестым 11 аттенюаторами устанавливаются значения входной мощности, допустимые по технической документации на усилитель. Третьим 8 и девятым 14 аттенюаторами устанавливаются номинальные значения мощностей, подводимых к диодам первого 33 и четвертого 36 балансных смесителей. Эти значения мощщ}ётей контролируются по токам детекторов. Аналогичным образом, пятым 10 и десятым 15 аттенюаторами устанавливаются номинальные значения мощностей, ПОДВОДИМЫХ к второму 34 и третьему 35 балансным смесителям. Вторым 7 и восьмым 13 аттенюаторами устанавливаются такие значения мощностей сигналов, подводимых к первому 33 и четвертому 36 балансным смесителям, при которых сигналы с выходов первого 39 и четвертого 42 усилителей промежуточной частоты оказываются оптимальными для работы первого 43 и второго 44 фазовых детектогров и которые не превьштают допустимых значений мощностей сигйалов, подводимых к первому 33 и четвертому 36 балансным смесителям. Аналогичным образом, четвертым 9 и седьмым 12 аттенюаторами устанавливаются уровни сигналов, подводимых к второму 34 и третьему 35 балансным смесителям. Первым 27 и вторьм 28 фазовращателями устанавливаются нулевые значения напряжений на выходах первого 43 и второго 44 фазовых детекторов. Для возможности проведения такой настройки в блоках первого 43 и второго 44 фазовых детекторов в качестве индикаторов установлены милливольтметры постояноного тока.