Способ определения коэффициента нелинейности антенного преобразователя Советский патент 1986 года по МПК G01R29/08 

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения нелщ1ей- ности антенных преобразователей, применяемых для измерения напряженности электрической и магнитной составляющих электромагнитного поля,Целью изобретения является повышение точности,

На чертеже приведена электрическая структурная схема устройства, реализующего способ определения коэффициента нелинейности антенного преобразователя.

Устройство содержит генератор 1 сигналов, двухпозиционный аттенюатор 2, источник 3 электромагнитного поля (ТЕМ-камеру), антенный преобразователь 4, коаксиальную нагрузку 5, измеритель 6 выходного сигнала, блок 7 управления, вычислитель 8.

По команде блока 7 генератор 1 синалов подает на вход двухпозиционно- го аттенюатора 2 высокочастотное напряжение частотой и) и амплитудой и, Двухпозиционный аттенюатор 2 устнавливается в одно из положений, при этом вносимое им затухание равно А. С выхода двухпозиционного аттенюатора 2 высокочастотное напряжение поступает на вход источника 3 электромагнитного поля (ТЕМ - камера), Источник 3 представляет собой экранированную полосковую линию. Значение напряженности электрической составляющей электромагнитного поля в центре ТЕМ - камеры определяется

V 1f

ь - - ,

(1)

где РПР - проходящая мощность внутри ТЕМ - камеры; Z - характеристическое сопротивление ТЕМ - камеры; d - расстояние между плоскостями внутреннего и внешнего проводников ТЕМ - камеры.

Плотность -потока энергии внутри ТЕМ-камеры определяется в виде

2d Zb

(2)

где Zfa- волновое сопротивление свободного пространств.

Напряженность электрической и маг- нитной составляющих электромагнитного поля внутри ТЕМ - камеры связаны известным соотношением

1218347

X - -15- ь- .н

(3)

Аттестуемый антенный преобразователь 4 помещают в источник 3 электромагнитного поля. Зависимость напряженности электрической, магнитной составляющих или плотности потока энергии (в зависимости от типа аттестуемого антенного преобразователя 4) от значения выходного сигнала х определяются выражением

у ах + F (х) ,

(4)

где у - измеряемый параметр электромагнитного поля; а - коэффициент пропорциональности; F( искомая нелинейность зависимости измеряемого параметра электромагнитного поля от выходного сигнала X .

Показание измерителя 6 равно Х , что соответствует уровню электромагнитного поля внутри ТЕМ - камеры у . Связь между у. и х согласно соотношению (4) имеет следующий вид

у F (к,) .

(5)

По команде блока 7 значение х, вводится в память вычислителя 8, Затем дйухпозиционный аттенюатор 2 переводится в другое положение. В этом положении затухание, вносимое двух- позиционным аттенюатором 2, равно Aj. При этом значение мощности, проходящей в камеру, изменяется в К раз. Согласно выражениям (1) и (3) напряженность электрической и магнитной составляющих электромагнитного поля изменяется в раз, а плотность потока энергии электромагнитного поля в К раз, при этом измеряемый параметр электромагнитного поля изменяется в К раз и равен . Показание измерителя 6 будет равно х и по команде блока 7 вводится в память вычислителя 8. Связь между и Х имеет вид

.y,i

К

qx; + F (x J

(6)

50

В уравнениях (5) и (6) значение у неизвестно. Исключив у из (5) и (6) получим

ax-j + F

(хО

ах;+ F (х;)

(7)

Блок 7 переводит двухпозиционный аттенюатор 2 в первое положение.

изменяет уровень выходного напряжения генератора 1. При этом показание измерителя 6 равно Х. Это показание заносится в память вычислителя 8. Затем двухпозиционный,аттенюатор 2 переводится в другое положение. Измеряемый параметр электромагнитного поля уменьшается в К раз, что соответствует показанию измерителя 6 Xj, которое заносится в память вычислителя 7, Результаты измерения X 4 и Х связаны между собой соотношением (7).

Аналогичные операции повторяются п раз, выбирая различные значения выходного напряжения генератора 1, которые контролируются измерителем 6, При этом в.,память, вычислителя 8 записывается .уп пар значений )с ; - Х-,. Количество пар X j -X; выбирается в зависимости от необходимой точности определения нелинейности исследуемого антенного преобразователя 4.

Исходя из п уравнений вида (7), определяются параметры нелинейности F (х) антенного преобразователя 4, в виде суммы простых линейно-независимых функций простого вида м

.. Р(Х)с, S-iCx) (8)

i-1

Подставляя (8) и (7) и учитывая все: приведенные измерения, получим систему уравнений относительно п

коэффициентов ;

и .-1

Q(KX;-xJ (X,)(X,)J i 1

о(кх;-Xj)(Xj)-K4 i(xi)

иa{KxU-x)--52ci 4 i(x)(x;,)J

-1

Редактор Н.Горват

Составитель В.Рабинович

Техред О.НецеКорректор С.Черни

Заказ 1129/54Тираж 730Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ШШ Патент, г.Ужгород, ул. Проектная, 4

218347

Решая систему (9), вычислитель 8 определяет коэффициенты С, которые используются для определения нелинейности антенного преобразователя 54.

Формула изобретения

Способ определения коэффициента

10 нелинейности антенного преобразователя путем подачи на его вход первой последовательности фиксированных уровней электромагнитного поля и последующего измерения сигналов

15 на выходе антенного преобразЬвате- ля, о тли чающийся тем, что, с целью повышения точности, на вход антенного преобразователя подают последовательность фиксиро20 ванных уровней электромагнитного поля, значения которых в К раз пре- BbmiaioT значения уровней электромагнитного поля первой последовательности, и измеряют сигналы на выхо25 де антенного преобразователя, а коэффициент нелинейности антенного преобразователя определяют путем решения системы уравнений

30

(Kxl-xJ- y gj fjCXil-KvpjCx-;)}

J -1

9)

где х j и - - соответственно первая и вторая последовательности фиксирован- 35 ных уровней электромагнитного поля ( i 1,2,...,и);

fj (х) - функции простого вида, например Vj (х) с х-bbAj 1, 2,.,.,

.

Cj - коэффициент нелинейности антенного преобразователя.

Изобретение относится к измерительной -технике. Цель изобретения - повышение точности измерения. Устройство, реализующее способ, содержит генератор 1 сигналов, двухпози- ционный аттенюатор 2, источник 3 электромагнитного поля (ТЕМ-камеру), антенный преобразователь (АЛ) 4, коаксиальную нагрузку 5, измеритель 6 выходного сигнала, блок 7 управления, вычислитель 8. На вход АП 4 подают последовательность фиксированных уровней электромагнитного поля (ЭМИ), значения которых в К раз превышают значения уровней ЭМП пер- вой последовательности. Измеряют сигналы на выходе АП 4. Коэффициент нелинейности определяют решением системы уровнений и (КХ- -Xi) (Xi)-K-f,(x i)}: j:1 где Xj( i 1, 2,...,и) - последовательности фиксированных уровней ЭПМ; f;(x) - функции простого вида (J 1,2,...,h); Cj- коэффициент нелинейности АП. 1 Ш1. i (Л С в ю 00 оо 4 -ч|