Способ калибровки двенадцатиполюсного рефлектометра Советский патент 1987 года по МПК G01R27/32 

f5

20

25

Изобретение относится к радиотехническим измерениям, а именно к способам калибровки двенадцатиполюсных рефлектометров.

Цель изобретения - повышение точ- 5 ности процесса калибровки.

На чертеже приведена структурная электрическая схема устройства, реализующего способ калибровки двенадца- типолюсного рефлектометра о

Устройство, реализующее предлагае- мьй способ калибровки состоит из две- надцатиполюсного рефлектометра 1, образованного из двенадцатиполюсника 2 с подключенными к его выходам четырьмя измерителями мощностей 3-6 и блока 7 задания эталонных сигналов, состоящего из задающего генератора 8, делителя мощности 9, первого регулируемого аттенюатора 10, регулируемого фазовращателя 11, первого тройника 12 с выходом 13, второго регулируемого аттенюатора 14, тройника 15 с выходом 16, образцового прибора 17,

Устройство работает следующим образом.

Двенадцатиполюсньй рефлектометр 1 своими входами подключен к выходам 13 и 16. При включении задающего генератора 8 на его выходе устанавливают максимальный уровень сигнала, представляющего собой гармонические колебания заданной частоты. Частота сигнала задается и определяется по показанию на шкале задающего генератора 8 или внешним частотометром. Выбор конкретного значения частоты производится предварительно из заданного рабочего диапазона частот две- надцатиполюсного рефлектометра 1. Как правило, калибровка производится на нескольких фиксированных частотах из рабочего диапазона.

Процесс калибровки двенадх атипо- люсного рефлектометра 1 на одной фиксированной частоте заключается в следующем. 1

Сигнал с выхода задающего генератора 8 поступает на делитель мощности 9 и делится на его выходах на два равных сигнала. Сигнал с первого выхода делителя мощности 9 проходит через последовательно соединенные ре30

40

50

мьй аттенюатор 14 и-тройник 15 и появ ляется на выходе 16, Сигналы с выходов 13 и 16 поступают на входы две- надцатиполюсного рефлектометра 1. Одновременно параметры этих сигналов - их амплитуды и разность фаз между ними, контролируются и измеряются образцовым прибором 17, подключенным к тройникам 12 и 15. Для этого тройники 12 и 15 выбираются проходного типа, а в качестве образцового прибора 17 может быть использован стандартньй . прибор - амплифазометр (например, типы ФК2-14, ФК2-18 и др.).

Сигналы с-выходов 13 и 16 поступают на входы двенадцатиполюсного рефлектометра 1, которыми являются входы двенадцатиполюсника 2. В двенадца- типолюснике 2 они складываются в опре деленных: соотношениях, определяемых конкретной структурой и собственными параметрами двенадцатиполюсника 2,, появляются в виде суммарных сигналов на его выходах и поступают на измерители мощности 3-6.

Связь между мощностями выходных сигналов и входными сигналами для две надцатиполюсных рефлектометров 1 определяется в общем случае следующими выражениями:

Р, |А,.и Р„ I А„-и

6)i,

вх,

35

Р. А,, и

8Х,

Б, UB, + B.UsXj + B,Ue,

(1)

P. A. и

4

где P, сигнала

( UBX, + 4119x2

значение мощности выходного, измеренной на i-м выходе

двенадцатиполюсника 2 соответствующшч измерителем мощности 3-6,

и„

Ug)( - значения

ВХ| - бХо 4Jria../i входных сигналов на первом и втором выходах рефлектометра 1.

А .,В; - собственные параметры рефлектометра 1 ( i 1....4).

Собственные параметры двенадцатиполюсного рефлектометра 1 А и В являются комплексными константами, кото рые полностью характеризуют двенадца- типолюсный рефлектометр 1 как средство измерения. Задача калибровки за-.

ключается в нахождении четырех отно- гулируемыи аттенюатор 10 и фазовраща- 55 ений этих комплексньпс констант тель 11, тройник 12 и появляется на ., выходе 13. Сигнал со второго выхода г (i 1,2...,4), что затем позволяВ,

делителя мощности 9 проходит через последовательно соединенные регулируе5

0

5

0

мьй аттенюатор 14 и-тройник 15 и появляется на выходе 16, Сигналы с выходов 13 и 16 поступают на входы две- надцатиполюсного рефлектометра 1. Одновременно параметры этих сигналов - их амплитуды и разность фаз между ними, контролируются и измеряются образцовым прибором 17, подключенным к тройникам 12 и 15. Для этого тройники 12 и 15 выбираются проходного типа, а в качестве образцового прибора 17 может быть использован стандартньй . прибор - амплифазометр (например, типы ФК2-14, ФК2-18 и др.).

Сигналы с-выходов 13 и 16 поступают на входы двенадцатиполюсного рефлектометра 1, которыми являются входы двенадцатиполюсника 2. В двенадца- типолюснике 2 они складываются в определенных: соотношениях, определяемых конкретной структурой и собственными параметрами двенадцатиполюсника 2,, появляются в виде суммарных сигналов на его выходах и поступают на измерители мощности 3-6.

Связь между мощностями выходных сигналов и входными сигналами для двенадцатиполюсных рефлектометров 1 определяется в общем случае следующими выражениями:

Р, |А,.и Р„ I А„-и

6)i,

вх,

5

Р. А,, и

8Х,

Б, UB, + B.UsXj + B,Ue,

(1)

A. и

( UBX, + 4119x2

значение мощности выходного, измеренной на i-м выходе

0

0

двенадцатиполюсника 2 соответствующшч измерителем мощности 3-6,

и„

Ug)( - значения

ВХ| - бХо 4Jria../i входных сигналов на первом и втором выходах рефлектометра 1.

А .,В; - собственные параметры рефлектометра 1 ( i 1....4).

Собственные параметры двенадцатиполюсного рефлектометра 1 А и В являются комплексными константами, которые полностью характеризуют двенадца- типолюсный рефлектометр 1 как средство измерения. Задача калибровки за-.

ключается в нахождении ений этих комплексньпс ., г (i 1,2...,4), что В,

ет по значениям производить с помощью рефлектометра соответствующие измерения.

В процессе калибровки двенадцати- полюсного рефлектометра определяются четыре отношения комплексных констан

Для этого с помоAI Аг

В. В,

В,

в

4

щью регулируемых аттенюаторов 10 и 14 и фазовращателя 11 производят регулировку параметров сигналов.на выходах 13 и 16 до тех пор, пока на первом выходе двенадцатиполюсника 2 не установится нуль напряжения, что покажет первый измеритель мощности 3. В этот момент соотношения сигналов оказываются

Г Р, о (2)

г входных сигналов на входах двенадцатиполюсного рефлектометра 1 в момент, когда на его первом выходе измеритель мощности 3 показал нуль напряжения (первый набор эталонных сигналов). .

,1

Значения входных сигналов U

Повьш1ение точности в определении собственных параметров двенадцатиполюсного рефлектометра обеспечивается тем, что в процессе калибровки измери тели мощности 3-6 выполняют функцию нуль-индикаторов и при этом их точностные характеристики (нелинейность, стабильность, погрешность) не влияют на результаты определения параметров, так как точность измерений в режиме нуль-индикации принципиально вьш1е точности измерения сигналов в динамическом диапазоне.

Формула изобретения

30

Uj в этот момент измеряются с помощью образцового прибора 17 и запоминаются. В дальнейшем эти значения (2) считают первым набором эталонных

сигналов.Способ калибровки двенадцатиполюсПосле этого аналогичным образом до- рефлектометра, заключающийся в биваются установления нуля напряжения на втором выходе двенадцатиполюсника 2. Установление нуля напряжения определяется по показанию второго измерителя мощности 4. Для этого момен- о та времени соотношения оказываются

последовательной подаче на первый и второй входы двенадцатиполюсного рефлектометра четырех наборов эталонных сигналов, кайодый из которых образован

двумя гармоническими сигналами одинаковой частоты, измерении мощностей сигналов на выходах двенадцатиполюсного рефлектометра, соответствующих ) каждому набору эталонных сигналов, и последующем вычислении собственных параметров двенадцатиполюсного рефлек тометра по результатам измерений мощностей и значениям зтгшонньгх сигна- 1 лов,

О

(3)

или -- и

и Ug - значения выходных

где ujx

сигналов на вхЪде двенадцатиполюсного

рефлектометра 1 в момент, когда на его втором выходе измеритель мощности 4 показал нуль напряжений (второй набор эталонных сигналов).

50

двумя гармоническими сигналами одинаковой частоты, измерении мощностей сигналов на выходах двенадцатиполюсного рефлектометра, соответствующих ) каждому набору эталонных сигналов, и последующем вычислении собственных параметров двенадцатиполюсного рефлектометра по результатам измерений мощностей и значениям зтгшонньгх сигна- 1 лов,

,11

Значения входных сигналов U

It

и

отличающийся тем, что, с целью повьш1ения точности процесса калибровки, параметры гармонических сигналов в первом наборе устанавливают из условия равенства нулю

и во втором наборе также измеряют- „ напряжения сигнала на первом выходе ся образцовым прибором 17 и запоми- двенадцатиполюсного рефлектометра, наются.

Последующие две операции по установлению нуля напряжения на третьем

параметры гармонических сигналов во втором наборе устанавливают из условия равенства нулю напряжения сигнала

И четвертом выходах двенадцатиполюс- ного рефлектометра 1 аналогичны предыдущим. Они позволяют определить два других искомых отношения:

Aj yL.

и

В

В/

вх,

IV

, о IV

Вех,

(4)

Таким образом, после регулировки и измерения четырех наборов эталонных входных сигналов непосредственно из их отношений определяются искомые значения отношений собственных параметров двенадцатиполюсного рефлектометра 1 (выражения 3-5).

Повьш1ение точности в определении собственных параметров двенадцатиполюсного рефлектометра обеспечивается тем, что в процессе калибровки измерители мощности 3-6 выполняют функцию нуль-индикаторов и при этом их точностные характеристики (нелинейность, стабильность, погрешность) не влияют на результаты определения параметров, так как точность измерений в режиме нуль-индикации принципиально вьш1е точности измерения сигналов в динамическом диапазоне.

Формула изобретения

рефлектометра, заключающийся в

последовательной подаче на первый и второй входы двенадцатиполюсного рефлектометра четырех наборов эталонных сигналов, кайодый из которых образован

рефлектометра, заключающийся в

двумя гармоническими сигналами одинаковой частоты, измерении мощностей сигналов на выходах двенадцатиполюсного рефлектометра, соответствующих ) каждому набору эталонных сигналов, и последующем вычислении собственных параметров двенадцатиполюсного рефлектометра по результатам измерений мощностей и значениям зтгшонньгх сигна- лов,

отличающийся тем, что, с целью повьш1ения точности процесса калибровки, параметры гармонических сигналов в первом наборе устанавливают из условия равенства нулю

напряжения сигнала на первом выходе двенадцатиполюсного рефлектометра,

параметры гармонических сигналов во втором наборе устанавливают из условия равенства нулю напряжения сигнала

512902056

на втором выходе рефлектометра, в тре-а собственные параметры двенадцатипотьем наборе - из условия равенствалюсного рефлектометра определяют по

нулю напряжения на третьем выходеотношению значений входных сигналов

двенадцатиполюсного рефлектометра, ана первом и втором входах рефлектов четвертом - из условия равенства зметра, соответствующих каждому из ченулю напряжения на четвертом выходетырех наборов гармонических сиг- .

двенадцатиполюсного рефлектометра,налов.

Изобретение относится к радиоизмерениям. Цель изобретения - по- вьшение точности процесса калибровки. Устр-во, реализующее данный способ, содержит двенадцатиполюсный рефлектометр (Р) 1, образованный двенадца- типолюсником 2 и четырьмя измерителями мощностей (им) 3-6, и блок задания 7 эталонных сигналов, состоящий из задающего г-ра 8, делителя 9 мощности, двух регулируемых аттенюаторов 10 и 14, регулируемого фазовращателя 11, двух тройников 12 и 15 и образцового прибора 17. Повьшение точности в определении собственных параметров Р 1 обеспечивается тем, что в процессе калибровки ИМ 3-6 выполняют функцию нуль-индикаторов, и при этом их точностные х-ки - нелинейность, стабильность и погрешность не влияют на результаты определения параметров, так как точность измеренрш в режиме нуль-индикации принципиально выше точности измерения сигналов в динамическом диапазоне. 1 ил. с (Л f 75 16