Измеритель спектров фазовых шумов СВЧ-усилителей Советский патент 1987 года по МПК G01R23/16 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для измерения фазовых шумов СВЧ-усилителей с выходной мощностью порядка микроватта и менее.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и. повышение чувствительности.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого измерителя.

Измеритель содержит СВЧ-генератор 1 и последовательно включенные направленные ответвители 2 и 3, аттенюатор 4, направленный ответвитель 5, испытуемый СВЧ-усилитель 6, феррито- вый вентиль 7 и компенсатор 8 несущей. Между вторым выходом второго направленного ответвителя 3 и вторым входом компенсатора 8 несущей включены последовательно соединенные линия 9 задержки, аттенюатор 10 и фазовращатель 11. К выходу компенсатора 8 несущей подключен направленный ответвитель 12 и усилитель 13. Выход усилителя 13 через второй ферритовый вентиль 14 подключен к входу модулятора 15 фазы, выход которого через аттенюатор 16 и направленный ответвитель 17 подключен к входу смесителя 18, второй вход которого подключен к второму выходу первого направленного ответвителя через последовательно соединенные фазовращатель 19, аттенюатор 20 и линию 21 задержки. Второй выход направленного ответвителя 12 подключен к анализатору 22 спектра. Второй выход направленного ответвителя 17 подключен к анализатору 23 спектра. Выход смесителя 18 через усилитель промежуточной частоты (УПЧ) 24 подключен к одному входу фазового детектора 25, второй вход которого через фазовращатель 26 колебаний промежуточной частоты и аттенюатор 27 колебаний промежуточной частоты подключен к генератору 28 колебаний промежуточной частоты, второй выход которого подключен к управляющему входу модулятора 15 фазы. Выход фазового детектора 25 подключен к низкочастотному анализатору 29 спектра. Второй выход направленного ответвителя 5 подключен к анализатору 30 спектра.

Измеритель работает следующим образом.

В компенсаторе 8 несущей измерителя за счет достигаемого на практиO

5

0

5

0

5

0

ке ее подавления порядка 30-40 дБ увеличиваются уровни измеряемых фазовых шумов СВЧ-усилителя на такую же величину. Полностью несущая в этом компенсаторе практически не подавляется. СВЧ-колебания, ослабленные по мощности на 30-40 дБ в компенсаторе 8 несущей, усиливаются усилителем 13. Фазовыми шумами этого усилителя можно пренебречь, так как они на 30-40 дБ меньше фазовых шумов в подводимых к нему СВЧ-колебаниях. Фазовыми шумами СВЧ-модулятора 15 фазы также можно пренебречь, так как они на практике не менее чем на 10 дБ получаются меньшими, чем фазовые шу- мы в сигнале на выходе компенсатора . 8 несущей. Мощность СВЧ-колебания на выходе усилителя 13 меньше микроватта. Измерения с такими сигналами производятся после их преобразования на промежуточную частоту. Такое преобразование проводится без СВЧ-гете- родина. .Для этого в СВЧ-модуляторе 15 фазы осуществляется второе подавление несущей за счет модуляции фазы СВЧ-колебаний с индексом, равным 2,403. Фазовые шумы в боковых составляющих спектра колебаний на выходе модулятора 15 фазы состоят из фазовых шумов генератора 1 и испытуемого усилителя 6. Первые в смесителе 18 подавляются, а вторые выделяются фазовым детектором 25 и анализируются по спектру низкочастотным анализатором 29 спектра. Аттенюатор 16 служит для установления допустимого уровня Мощности сигнала, подводимого к смесителю. Индикатором этого уровня является анализатор 23 спектра.

5

0

Фазовыми шумами генератора 28 промежуточной частоты пренебрегаем, так как они на практике малы по сравнению с фазовыми шумами задающего генератора 1 и подавляются в фазовом детекторе 25 (преобразуются в напряжение нулевой частоты).

Линии 9 и 21 задержки применяются . только в том случае, когда испытуемые СВЧ-усилители являются узкополосными и требуется задержка сигналов со вторых выходов первого 2 и второго 3 направленных ответвителей. Ана- - логичная задержка СВЧ-сигнала осуществляется в узкополосном испытуемом СВЧ-усилителе 6.

Линии 9 и 21 задержек применяют при измерениях фазовых шумов узкополосных СВЧ-усилителей, если частоты этих шумов соизмеримы с .полосой частот испытуемого усилителя, чтобы обеспечить чувствительность измерителя, близкую к максимальной. В остальных случаях эти линии задержки не применяют.

Регулировку фазы фазовращателями 19 и 26 проводят до получения максимальных уровней измеряемых шумов, наблюдаемых на выходе анализатора 29 спектра.

Предлагаемый измеритель (по сравнению с известными) отличается поfO

подключен второй анализатор спектра, смеситель, усилитель колебаний промежуточной частоты и фазовый детектор, к второму входу которого через последовательно соединенные аттенюатор и фазовращатель колебаний промежуточной частоты подключен генератор колебаний промежуточной частоты, второй выход которого соединен с управляющим входом модулятора фазы, между вторым выходом первого направленного отватвителя и вторым входом смесителя включены последовательно соединенные первый фазовращатель, третий атвьшенной чувствительностью, что поз- тенюатор и линия задержки СВЧ-коле- вояяет применять его для измерения баний, а к выходу фазового детекто- фазовых шумов СВЧ-усилителей, имеющих ра подключен низкочастотный анализа- малые уровни этих шумов и малые выходные мощности (меньше микроватта). Кроме того, измеритель может быть 20 нальных возможностей и повышения чув-5 применен для измерениях фазовых шумов ствительности, в устройство введены pir-аттенюаторов, ограничителей СЕЧ мощности и других четьфехполюсников СВЧ непрерывных колебаний.

тор спектра, отличающийся тем, что, с целью расщирения функци оФормула изобретения Измеритель спектров фазовых шумов СВЧ-усилитепей, содержащий последовательно соединенные СВЧ-генератор,

последовательно соединенные вторая линия задержки, четвертый аттенюатор, второй фазовращатель, компенсатор несущей, пятый направленный .ответви- тель, второй выход которого соединен с третьим анализатором спектра, второй вход компенсатора несущей соединен с выходом первого ферриторого первый и второй направленные ответви- 30 вентиля, выход третьего направленно- тели, первый аттенюатор, третий нап- го ответвителя и вход первого ферри- равленный ответвитель и первый ана- тового вентиля соединены с клеммами лизатор спектра, первый ферритовый подключения испытуемого усилителя, вентиль, последовательно соединенные второй выход второго направленного СВЧ-усилитель, второй ферритовый вен-35 ответвителя соединен с входом второй тиль, модулятор фазы, второй атте- линии задержки, а второй выход пято- HipaTop, четвертый направленный ответ- го направленного ответвителя соеди- витель, к второму выходу которого нен с входом СВЧ-усилителя.

Редактор А.Ревин Заказ 1627/44

Составитель В.Новоселов

Техред А.Кравчук Корректор А.Обручар

Тираж 731Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

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

подключен второй анализатор спектра, смеситель, усилитель колебаний промежуточной частоты и фазовый детектор, к второму входу которого через последовательно соединенные аттенюатор и фазовращатель колебаний промежуточной частоты подключен генератор колебаний промежуточной частоты, второй выход которого соединен с управляющим входом модулятора фазы, между вторым выходом первого направленного отватвителя и вторым входом смесителя включены последовательно соединенные первый фазовращатель, третий аттенюатор и линия задержки СВЧ-коле- баний, а к выходу фазового детекто- ра подключен низкочастотный анализа- нальных возможностей и повышения чув-5 ствительности, в устройство введены

тор спектра, отличающийся тем, что, с целью расщирения функци о

Изобретение относится к радиоизмерительной технике. Может быть использовано для измерения фазовых шумов СВЧ-усилителей с выходной мощностью порядка микроватта и менее. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повышение чувствительности. Для достижения поставленной цели в устройство введены линии 21 задержки, аттенюатор 20, фазовращатель 19, компенсатор 8 несущей, направленный ответвитель 12. Устройство также содержит генератор 1, усилитель 13, на правленные ответ- вители 2, 3, 5, 17, аттенюаторы 4, 10, 16, фазовращатель 11, испытуемый СВЧ-усилитель 6, ферритовые вентили 7, 14, модулятор 15 фазы, смеситель 18, анализаторы 22, 23, 30 спектра, УПЧ 24, фазовый детектор 25, фазовращатель 26 колебаний промежуточной частоты, аттенюатор 27 колебаний промежуточной частоты, генератор 28 промежуточной частоты, низкочастотт а ный анализатор 29 спектра. Данный из- ® меритель может быть применен для из- /Л мерения фазовых шумов pir-аттенюато- ров, ограничителей СВЧ мощности и других четырехполюсников СВЧ непрерывных колебаний. 1 ил