Автоматический фазометр Советский патент 1985 года по МПК G01R25/00 

1

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к технике измерений фазочастотных характеристик СВЧ-элементов, и может быть использовано для измерения фазочастотных характеристик ламп бегущей волны, антенных решеток, либо других любьхх СВЧ-трактов, состоящих как изактивных, так и из пассивных СВЧ-элементов.

Известно устройство для измерения фазочастотных характеристик СВЧг-элементов, содержащее свипгенератор,. направленные ответвители,, синхронньш гетеродин., разветвители, два смесителя, выходы которых через усилители промежуточной частоты соединены со входами фазового детектора ij .

Изм ерения основаны на сравнении разности фаз сигналов в опорном и информативном каналах на промежуточной частоте, на которую переносится информация о фазе посредством смесителей, установленных в каналах, и общего синхронного либо автономного гетеродина стабилизация осуществляется устройством фазовой автоподстройки частоты , что позволяет, автоматизировать процесс измерений с индикацией результатов измерений на электронно-лучевой трубке.

Недостатком известного устройсБва является низкая точность измерений, обусловленная наличием собственной неравномерности фазочастотной характеристики устройства в диапазоне частот.

Целью изобретения является повыщенйе точности измерений в щироком диапазоне частот.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее свип-генератор, выход которого через первый направленный ответвитель подключен непосредственно к входу первого разветвителя и через синхронный гетеродин к входу второго разветвителя, выходы которого соединены с гетеродинными входами двух смесителей, сигнальный вход первого из которых через второй направленный ответвитель соединен с первым выходом первого разветвителя, второй выход которого через последовательно соединенные исследуемьй

2001912

элемент и третий направленный ответвитель подключен к сигнальному входу второго смесителя, выходы смесителей через соответствующие усилители промежуточной частоты подключены к первому и второму входам фазового детектора, введены синхронный переносчик частоты, допоЛнительньй разветвитель, два дополнительных усилителя промежуточной частоты, дополнительный фазовый детектор и блок вычитания, причем один из выходов первого направленного ответвителя через синхронный переносчик

15 частоты подключен к входу дополнительного разветвителя, первый и второй выходы которого подключены к входам второго и третьего направленных, ответвителей соответственно, выходы первого и второго смесителей через первый и второй дополнительные усилители промежуточной частоты соединены с первьм и вторым входами дополнительного фазового детектора, соответственно, выход которого соединен с первым входом блока вычитания, второй вход которого соединен с выходом основного фазового

30 детектора.

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Устройство состоит из свип-ге;нератора 1, направленных ответви,, телей 2-4, синхронного переносчика 5 частоты, разветвителей 6-8, синхронного гетеродина 9, смесителей 10 и 11, исследуемого СВЧэлемента 12, усилителей 13-16 межуточной частоты, фазовых детекторов 17 и 18, блока 19 вычитания и индикатора 20.

Устройство работает следующим образом.

СВЧ-сигнал с выхода свип-генератора 1 через направленньш ответвитель 2 поступает на входы синхронного переносчика 5 частоты, синхронного гетеродина 9 и разветви50 теля 7, с одного из выходов которого поступает на исследуемьй СВЧэлемент 12, и через направленньй ответвитель 4 - на сигнальньй вход смесителя 11, а со второго - через

55 направленный ответвитель 3 на сигнальный вход смесителя 10. Синх ронньй переносчик 5 частоты и синхронный гетеродин 9 представляют

собой лампу бегущей волны, модулированную по спирали либо по трубке дрейфа периодическим линейно измеряющимся напряжением, при этом частота выходного сигнала с лампы бегущей волны смещается относительно частоты входного сигнала на величину, равную значению частоты модулирующего сигнала.

Синхронный переносчик 5 частоты отличается от синхронного гетеродина 9 значением частоты модулирующих сигналов.

Сигнал с выхода синхронного гетеродина 9 разветвляется посредством разветви -еля 6 и поступает на гетеродинные входы смесителей опорного и информативного каналов, а сигнал с выхода синхронного переносчика 5 частоты разветвляется посредством разветвителя 8 и через направленные ответвители 3 и 4 поступает на сигнальные входы смесителей 10 и П .

В результате биений сигналов с синхронного переносчика 5 и гетеродина 9 на выходе смесителей 10 и I1 опорного и информативного каналов образуются сигналы их разностной частоты (они несут информацию о фазочастотной характеристике фазометра), которые селектируются усилителями 14 и 16 промежуточной частоты и поступают на входы фазового детектора 18, на выходе которого вьщеляется информация о собственной неравномерности фазочастотной характеристики каналов фазометра.

В результате биений сигналов с выхода свип-генератора I и сигнала

00191 .

гетеродина 9 на выходах смесителей 10 и 11 также образуются сигналы Сони несут информацию о суммарной фазочастотной характеристике исследуемого элемента и фазометра) разностной частоты, которая отличается от первой промежуточной частоты на величину смещения частоты сигнала свип-генератора 1 в синхронном переносчике 5 частоты.

Сигналы разностной частоты селектируются усилителями 13 и 15 промежуточной частоты и поступают на входы фазового детектора 17, на выходе которого вьоделяется информация о суммарной фазочастотной характеристике исследуемого элемента 12 и собственной неравномерности фазометра. С выходов обоих фазовых детекторов

20 17 и 18 сигналы поступают на вход блока 19 вычитания, на выходе которого получают информацию о фазочастотной характеристике исследуемого элемента, которая поступает на

25 вход индикатора 20. Сигналы со свип-генератора 1 и с переносчика 5 частоты поступают на разнесенных частотах, и вследствие незначительной (порядка 0,001%) разницы по ча3Q стоте ошибка измерений составляет малую величину.

Использование изобретения позволяет измерять фазочастотные характеристики исследуемых СВЧ-элементов с большей точностью, снизить трудоемкость за счет измерения истинных характеристик и исключения последующей обработки результатов измерений и повысить степень автомати- .

зации измерений.

АВТОМАТИЧЕСКИЙ ФАЗОМЕТР, содержащий свип-генератор, выход которого через первый направленный ответвитель подключен непосредственно к входу первого разветвителя и через синхронньй гетеродин к входу второго разветвителя, выходы которого соединены с гетеродинными входами двух смесителей, сигнальный вход первого из которых через второй направленный ответвитель соединен с первым выходом первого разветвителя, второй выход которого через последовательно соединенные исследуемый элемент и третий направленный ответвитель подключен к сигнальному входу второго смесителя, выходы смесителей через соответствующие усилители промежуточной частоты подключены к первому и второму входам фазового детектора, от-личающийся тем, что, с целью повьшения точности измерений в широком диапазоне частот, в него введены синхронный переносчик частоты, дополнительный разветвитель, два дополнительных усилителя промежуточной частоты, дополнительный фазовый детектор и блок вычитания, причем один из выходов первого направленного ответвителя через синхронньй переносчик частоты подключен к входу дополнительного разветвителя, первый и с S второй выходы которого подключены к входам второго и третьего на(Л правленных ответвителей соответственно, выходы первого и второго смесителей через первый и второй дополнительные усилители промежуточной частоты соединены с первым и вторым входами дополнительного фаto зового детектора соответственно, выход которого соединен с первым входом блока вычитания, второй вход которого соединен с выходом основсо ного фазового детектора.