Устройство для измерения модуля и фазы комплексного коэффициента отражения СВЧ-двухполюсника Советский патент 1987 года по МПК G01R27/06 

Изобретение относится к радиоизме- рителъной технике и может быть использовано в автоматических измери тельных системах и приборах встроенного контроля.

Цель изобретения - повышение точности измерения модуля комплексного коэффициента отражения.

На чертеже изображена структурная электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит СВЧ-генератор 1, линию 2 передачи, выход которой является выходом для подключения исдуемый СВЧ-двухполюсник 3, имеющий комплексный коэффициент отражения

Г |г1

J

to

где I ( I - модуль комплексного коэффициента отражения; (( - фаза комплексного коэффициента отражения.

Отраженная от входной плоскости исследуемого СВЧ-двухполюсника 3 волна Ц, интерферирует с волной U, паследуемого сВЧ-дв полюсника з7зон- 15 дающей от СВЧ-генератора 1. Анализ ды 4-7 связи, четьфехканальньй.СВЧ- распределения поля в линии 2.переда- коммутатор 8, блок 9 управления,квад- ™ осуществляется с помощью четырех ратичный детектор 10, полосовой зондов 4-7, установленных в различ- фидьтр 11 первой гармоники частоты . сечениях линии 2 передачи так, коммутации, блок 12 выборки и хране- 20 чтобы фазовые набеги между ними бьши НИН, первый линейный амплитудный де- /4 на средней линии волны, тектор 13, фазометр 14, индикатор 15 Четырехканальный СВЧ-коммутатор 8 по фазы комплексного коэффициента отра- сигналу с первого выхода блока 9 уп- жения, блок 16 деления, полосовой равления периодически с частотой П фильтр 17 четвертой гармоники часто- коммутирует каждый из выходных сиг- ты коммутации, второй линейный ам- зондов 4-7 в общий канал. Ц)и плитудньй детектор 18 и индикатор 19 . выходе четырехканального СВЧ- модуля комплексного коэффициента от- коммутатора 8 получается сигнал в ви- ражения.Де периодической последовательности

Устройство работает следующим об- радиоимпульсов. Этот сигнал детектируется квадратичным детектором 10, выходной сигнал которого является периодической функцией:

разом.

Сигнал от СВЧ-генератора 1 поступает через линию 2 передачи на исслеВ, К,.(1+|Г12 + 2|Г1 , приО t Т/4;

В2 К,К,Кз(1+1П + 2|Г1 cos) , приТ/4 t Т/2;

В, K.KjR u d+|Г| - 2|Г1 sini) , приТ/2 t ЗТ/4;

В4- K K K U CI+|Г| - 2 |Г| COS4 ) .приЗТ/4 : t Т,

К - коэффициент передачи зонда в предположении, что все зонды 4-7 идентичны; К - коэффициент передачи четырехканального СВЧ-коммута- тора 8 в состоянии Включе

квадратично Полосовой фильтр на частоту, вьщеляет ку выходного сигнала детектора 10:

и К, | Г| соз(й t - Ч + -7-), (2)

где Кф - коэффициент передачи полосового фильтра 11 на частоте §.

Напряжение U детектируется первым линейным амплитудным детектором 13, выходной сигнал которого имеет вид

и,

(3)

дуемый СВЧ-двухполюсник 3, имеющий комплексный коэффициент отражения

Г |г1

J

где I ( I - модуль комплексного коэффициента отражения; (( - фаза комплексного коэффициента отражения.

(1)

Kj - коэффициент преобразования

квадратичного детектора 10. Полосовой фильтр 11, настроенный на частоту, вьщеляет первую гармонику выходного сигнала квадратичного детектора 10:

(й t - Ч + -7-), (2)

где К, - коэффициент преобразования первого линейного амплитудного детектора 13. Сигнал с выхода квадратичного детектора 10 подается также на блок 12, к.оторый осуп1ествляет его выборку и хранение в течение времени О 1

313173694

Выходной сигнал блока 12 такжепериодом, равном периоду коммутаявляется периодической функцией, сции Т:

K K KjKgU П-t-in +2|Г1sini/),О t TO; Тр t Т/4

K K KjKjU ( +21г|COSI/;,Т /4 t Т/4 + Т;; Т/4 + Т„ t Т/2 (4j

KiKjKjK U (14- (г|2 -2 1г1sinir),Т/2 t 1/2 + Т Т/2 + Т t ЗТ/4

K,Kj,K3K, и;, (1+ |Г1cos ц-),ЗТ/4 t ЗТ/4 + Т,; ЗТ/4 + Т t Т,

где К - коэффициент передачи бло-п - - (5)

ка 12..

Полосовой фильтр 17, настроенныйгде К - коэффициент передачи полона частоту 4Й , вьщеляет четвертую 5 сового фильтра 17; гармонику выходного сигнала блокаКд - коэффициент преобразования 12, напряжение которой детектирует-второго линейного амплитуд- ся вторым линейным амплитудным де-ного детектора 18 на часто- тектором 18. Сигнал на его выходете 4п имеет вид: 20

А,- -|- К,,и„ (1 (Ч sin , (6)

амплитуда четвертой гармоники часто-т „т,о ( ,

ты коммутации. 25.„J принимает

I. //- вид.

Из (Ь) видно, что амплитуда четвертой гармоники будет максимальной,и -- К К с if if if nVi если член sin(4FTo/T) 1, что име-5 If и„ (1 + |г|г ) (8)

ет место при Т Т/8.

В этом случае30 Блок 16 делит сигнал Uj (3) на

2сигнал Uj (8).

А :jj- +|Г|2 )(7) На выходе блока 16 получаем сигнал

г 1

П к 2. К1К2. J . „. Э U6 K,K,K,,KgUJi(T +|гТ) 2 ,К|

где К - коэффициент передачи бло- Напряжения U и U, подаются соотка 16.ветственно на индикаторы 15 и 19, коТаким образом, в последнем выра-торые калибруются непосредственно в

женин отсутствуют коэффициенты К , 40значениях i и 11 | .

К} и К 3 и значения амплитуды падаю- Введение в устройство для измерещей волны (и), т.е. полностью исклю-д я модуля и фазы комплексного-коэфчена зависимость результата измере-фициента отражения СВЧ-двухполюсника

ния от коэффициентов передачи зондовполосового фильтра 17 четвертой гар4-7, СВЧ-коммутатора 8 и коэффициен- 45моники частоты коммутации, включеннота преобразования квадратичного уров-го между выходом блока 12 выборки и

ня мощности генератора 1.хранения и входом второго линейного

амплитудного детектора 18, и соединеФазометр 14 сравнивает по фаз е„ия выхода последнего со йторым вхосигнал и (2) с опорным сигналом, 50дом блока 16 деления позволяет сфорпоступающим со второго выхода блокамировать сигнал, корректирующий мульуправления.типликативную погрешность на переменВыходное напряжение фазометра 14ном токе, что полностью исключает

имеет вид:влияние дрейфа нуля усилителя на- точ55ность измерения модуля коэффициента

Т I отражения.

Формулаизобретения

I fle - коэффициент передачи фазо- , Устройство для измерения модуля и

метра 14.фазы комплексного коэффициента отражения СВЧ-двухполюсника, содержащее последовательно соединенные СВЧ-гене- ратор, линию передачи с четырьмя зондами связи, выходы которых подсоединены к соответствующим входам четы- рехканального СВЧ-коммутатора, подключенного управляющим входом к первому выходу блока управления, а выходом через последовательно соединенные квадратичный детектор, полосовой фильтр первой гармоники частоты коммутации и первый линейный амплитудный детектор - к первому входу блока деления, выход которого соединен с входом индикатора модуля комплексно- го коэффициента отражения, фазометр, соединенный первым входом с вторым выходом блока управления, вторым входом - с выходом полосового фильтра .первой гармоники частоты коммутации, а выходом - с входом индикатора фазы

Редактор А.Ревин

Составитель М.Кромин

Техред М.Ходанич Корректор И Муска

Заказ 2418/40 Тираж 730Подписное

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

комплексного коэффициента отражения, блок выборки и хранения, вход которого соединен с выходом квадратичного детектора, а управляющий вход - с третьим выходом блока управления, и второй линейный амплитудный детектор, при этом выход линии передачи с четырьмя зондами связи является выходом для подключения исследуемого СВЧ- двухполюсника, от.личающее- с я тем, что, с целью повьшения точности измерения модуля комплексного коэффициента отражения, в него введен полосовой фильтр четвертой гармоники частоты коммутации, включенный между выходом блока выборки и хранения и входом второго линейного амплитудного детектора, выход которого соединен с вторым входом блока деления.

Изобретение относится к радиоизмерительной технике. Цель изобретения - повьппение точности измерения модуля комплексного коэф. отражения i (ККО). Устр-во содержит СВЧ-г-р 1 линию 2 передачи, выход к-рой является выходом для подключения исследуемого двухполюсника 3, зонды 4-7-связи, четырехканальный СВЧ-коммутатор 8, блок 9 управления, квадратичный детектор 10, полосовой фильтр 11 1-й гармоники частоты коммутации, блок 12 выборки и хранения, линейные амплитудные детекторы 13 и 18, фазометр 14, индикатор 15 фазы ККО, блок 16 деления и индикатор 19 модуля ККО. Введение полосового фильтра 17 4-й гармоники частоты коммутации позволяет сформировать сигнал, корректиру- с ющим мультипликативную погрешность на переменном токе, что полностью исключает влияние дрейфа нуля у-ля на точность измерения. 1 ил. (Л оо 00 О5 QD