Устройство для автоматического согласования СВЧ тракта с нагрузкой Советский патент 1986 года по МПК G01R27/06 

Изобретение относится к техникь СВЧ и может быть использовано в широкополосных волноводных траКтах, импеданс нагрузки которых меняются в процессе эксплуатации.

Целью изобретения является расширение диапазона рабочих частот и повышение точности измерений за счет подавления отражений на гармониках. На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема -устройства для автоматического согласования СВЧ- тракта с нагрузкой; на фиг. 2 - конструкция датчика модуля и фазы коэффициента отражения..

Устройртво автоматического согласования СВЧ-тракта с нагрузкой содержит генератор 1, вентиль 2, датчик 3 модуля и фазы коэффициента отражения, состоящий из прямоугольного волновода 4, отрезка 5 круглого волновода, установленного торцом на одной из широких стенок прямоугольного волновода 4, в которой выполнены щели 6 связи, и трех детекторных го- ловок 7-9, размещенных в отрезке 5 круглого волновода перпендикулярно его оси, причем ось детекторной головки 8 ориентирована параллельно продольной оси прямоугольного йолно вода 4, а оси детекторных головок 7 и 9 под углом оси детекторной головки 8, блок 10 управления, согла суемую нагрузку II, щелевой мост 12, первый и второй управляемый фазовращатели 13 и 14, два отрезка 15 и 16 волновода, размер поперечного сечения которого изменяется от стандартного до запредельного, две согласованные нагрузки 1 7 и 18 и измеритель 19 коэффициента отражения.

Устройство автоматического согласования СВЧ-тракта с нагрузкой рабо- тает следующим образом.

СВЧ-энергия от генератора 1 через вентиль 2 поступает по прямоугольному волноводу 4 на согласуемую нагрузку 11. В случае рассогласования част электромагнитной энергии отражается и в прямоугольном волноводе 4 возникает режим смешанных волн, В отрезке 5 круглого волновода датчика 3 щелями 6 связи генерируются две волны круговой поляризации соответственно правого и левого вращений, пропорциональные амплитудам и отраженной волн. В результате их сложения образуется эллипс, параметры которого (коэффициент эллиптичности.

5

0

5

0

5

0

5

0

5

положение эллипса).одназначно связаны с модулем и фазой коэффициента отражения в прямоугольном волноводе 4. Сигналы с детекторных головок 7 и 9 несут информацию о фазе коэффициента отражения, а сигналы с детекторных головок 7, 8 и 9 - о модуле коэффициента отражения. Сигналы с детекторных головок 7, 8 и 9 поступают в блок ГО управления, который, например, через преобразователи 20 и 21 напряжений управляет первым и вторым управляемыми фазовращателями 13 и 14, установленными в вьпсодных плечах щелевого моста 1.2. Оба канала регулирования модуля и фа:зУ коэффициента отражения работают независимо, а выполнение первого и второго управляемых фазовращателей 13 и 14 электрически управляемыми, например, на основе сегнетаэлектриков,iделает- устройство практически безынерционным, причем второй управляемый фазовращатель 14 практически может быть выполнен из двух идентичных электрически управляемых фазовращателей, один иэ которых совместно с первым управляемым фазовращателем 13 пред- назначен для регулирования фазы коэффициента отражения, а другой - для внесения в тракт прохождения сигнала реактивности соответствующей величины и знака, Дпя регулирования фазы управления напряжения с блока 10 уп- равления будут поступать до тех пор, пока на детекторных головках 7 и 9 будет разность потенциалов. При равенстве напряжений на детекторных головках 7 и 9, что соответствует нулевому отклонению эллипса от плоскости, соответствующей нулю фазы коэффициента отражения, регулирование по каналу фазы коэффициента отражения прекращается. Управляющее напряжение на канал регулирования модуля коэффициента отражения вырабатывается блоком 10 управления до тех пор, пока не станут равными амплитуды всех трех сигналов с детекторных головок 7, 8 и 9,что свидетельствует о наличии в отрезке 5 круглого волновода одной волны круговой поляризации. Последнее возможно только в случае отсутствия отраженной волны от согласуемой нагрузки 11. Сигнал с измерителя 19 коэффициента отражения используется в качестве отри- цательной. обратной связи. При боль- ; шом.рассогласовании усиление сигналов, поступающих с детекторных головок 7, 8 и в блоке IО управления, уменьшается, а при небольшом коэффициенте отражения производится больше усиление сигналов с датчика 3. Введение ще левого моста 12, в выходные плечи которого установлены коротко- замыкающие для основного типа колебаний поршни, обеспечивает поглощение согласованными нагрузками 17 и, 18 всех нежелательных колебаний на частотах . Отсутствие отраженных сигналов на частотах повьшгает точность согласования, а также улучшает качественные показатели устройства по критерию электромагнитной совместимости.

.Формула- изобретения

Устройство для автоматического , согласования СВЧ-тракта с нагрузкой, содержащее последовательно соединенные генератор, вентиль, датчик модуля и фазы коэффициента отражения, .соединенный с .блоком управления, первый выход которого подключен к управляющему входу первого управляемого фазовращателя, о.тличаю- щ е е с я тем, что, с целью расшире ния диапазона рабочих частот и повышения точности измерений за счет подавления отражений на гармониках, датчик модуля и фазы коэффициента

JO

15

20

25

30

4

отражения состоит из прямоугольного . волновода, один конец которого является входом датчика, отрезка круглого волновода, установленного торцом на одной из широких стенок, прямоугольного волновода,в которой выполнены щели связи, и трех детекторных головок , размещенных в отрезке круглого волновода перпендикулярно его оси, при этом ось средней детекторной головки ориентирована параллельно продольной оси прямоугольного волновода, а двух других под углом 45 к оси , средней детекторной головки, введет ны щелевой мост, одно из входных плеч которого соединено с другим концом прямоугольного волновода, другое выходное плечо является входом для подключения согласуемой нагрузки, второй управляемьй фазовращатель, первый управляющий вход которого соединен с управляющим входом первого управляемого фазовращателя, а второй - с вторым выходом блока управления, два отрезка волновода, размер поперечного сечения которого изменяется от стандартного до запредельного, и две согласованные нагрузки, причем к каждому из выходных плеч щелевого моста подключены соответствующие последовательно соединенные управляемый фазовращатель , отрезок волновода и согласованная нагрузка.

Редактор А. Лежнина

Составитель Р. Кузнецова

Техред Л.Олейник Корректорам. Пожо

Заказ 3484/40 Тираж 728Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к технике СВЧ. Расширяется диапазон рабочих частот и повышается точность измерений за счет подавления отражений на гармониках. Устройство содержит генератор 1,вентиль 2, датчик 3 модуля и фазы коэф. отражения, состоящий из прямоугольного волновода (ПВ) 4, отрезка 5 круглого волновода, уста- , новленного торцом на одной из широких стенок ПВ 4, в которой выполнень щели связи, и 3-х детекторных головок (ДГ), размещенных в отрезке 5, перпендикулярно его оси, при этом ось средней ДГ ориентирована параллельно продольной оси ПВ 4, а 2-х других - под углом 4S к оси средней ДГ; блок управления 10, согласуемую нагрузку 11, щелевой мост (ЩМ) 12, управляемые фазовращатели 13, 14, два отрезка 15-, 16 волновода, размер поперечного сечения которого изменяется от стандартного до запредельного, две согласованные нагрузки i7, 18, измеритель коэф. отражения 19. Введение ЩМ 12, в выходные плечи которого, установлены короткозамыкаю- щие для основного типа колебаний поршни, обеспечивает поглощение Нагрузками 17, 18 всех нежелательных колебаний. 2 ил. i (Л с ТГ-пг- 1Ш d