Способ калибровки рефлектометра Советский патент 1987 года по МПК G01R27/06 

Изобретение относится к измерительной технике к может быть использовано лЧлк калибровки рефлектометров, построенных па основе двенадцатинолюсникор. с иодключе - ными к ним измерителями моиа Остей, и также может быть иснользовано для кзлибро.- ки четырехзондовых измерите;1ЬП1: л установок.

Цель изобретения -- повышение то ;-- кости калибровки.

На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства, реализующего способ калибровки рефлектометра.

Устройство содержит renepa iop , .1кенад- цатиполюсник 2 с подключенными к ыеглу измерителями 3--6 мощь ости, блок / задания эталонных сигналов, включающий делитель 8 мощности, тройники 9 i 0 проходного типа, фазовран атель И, аттенюаторы 12 и 13 и образцовый прибор 4 для измерс ния 1араметров эталонных сигналов (их амплитуд и разности фаз между ними). Две- надцатиполюснкк 2 с подключенными к nerv.y измерителями 3-6 мощности образуют калибруемый рефлектометр, входами которого являются входы двенадцатиполюснико 2.

Способ калибровки рефлектометра осуществляется следующим образом.

Максимально допустимый сигнал с выхода генератора I подают на делитель 8 мощности, который распределяет сигнал по двум каналам. Рег улировкой аттенюатора 12 устанавливают в первом кана.ле максимально допустимый уровень амплитуды эталом- ного сигнала jai j U, а во втором канале регулировкой аттенюатора 13 амплитуду сигнала уменьщают до нуля I bi . Затем регулировкой аттенюатора 12 в первом канале уменыпают амплитуду эталонного сигнала до нуля I bi 1 О, а во втором канале регулировкой аттенюатора 13 выставляют максимально допустимый уровень амплитуды сигнала | Ьа | U. Далее регулировкой аттенюатора 12 в первом канале устанавливают максимально .аопу тямую н равную амплитуде во сторо.м канале ам-плм- туду сигнала | зз (Ь- --lJ, а регулировкой фазовращателя 11 устг.навлнвают фазовый сдвиг срз между эталонными сигналами в каналах, который выбирают произвольно в диапазоне О . Для формирования четвертого эталонного набора значения амплитуд в Kaisa/iax ос (авляк;-т такими же а | Ь , как и ч третьем наборе, а фазовый сдвиг скгнела- ми в каналах изменяют регулировкой фазовращателя 11 на 90°.

Таким образом, каждый набор эталон- ных сигналов, поетупаюш,их на входы рефлектометра, представляет собой Д13й гйрмон.- чееких колебания одинаковой частоты Выбор конкретного значения цас- сты прпн:;- водится предварительно з заданного рлйо- чего диапазона частот рефлектометра. правило, калибровка производится на нескольких фккеировпниых частотах яз этог(1

5

диапазона. В данном |;лучае рассматривается калибровка рефлектометра только на фиксированной частоте, так как калибров- кп на других частотах производятся аналогично.

Значения параметров эталон}1ых сигналов (их амплитуд и фазовых сдвигов), измеряют и фиксируют после выставления каждого набора эталонных сигналов образ- iiOBbiM прибором 14, Е качестве которого могут быть использованы, например, амплифа- зометры типа ФК 2-12 ФК2-14 и т. п. Одновременно эталонные сигналы поступают на входы калибруемого рефлектометра. После выставления каждого набора эталонных сиг- палов измеряют мощности сигналов на четырех выходах рефлектометра с помощью измерителей 3-6 мощности. При этом показания измерителей 3-6 мощности и значения эта..:1онных сигналов а, Ьк на входах связаны соотношениям и

5

0

.

Р, где

А;ак-|- В;Ьк

РГ

| i,...,4, к ,...,4, - порядковый номер измерителя мощности и соответствующего ему выхода рефле стометра; - поркдковый номер набора эталонных сигналов;

--гармонические сигналы на входах рефлектометра при к-м наборе эталонных сигналов;

-- показания измерителя мощности на i-M выходе рефлектометра при к-м наборе эталонных сигналов; Ai, Bi - собственные параметры рефле.ктометра.

По значениям эталонных сигналов на выходах двендцатиполюсника 2 формируются четыре независимых системы калибро- iW4Hbix уравнений

Р А,а, + В,Ь, :,

|А.а,

Б,Ь,,

Pi At а, + В, Ь Г ;

гае i --порядковый номер измерителя Moui.ности.

.4;. В. - собственные параметры хглибруе- лого устройства.

Для нахождения собственных параметров рефлектометра А,, В,- необходимо решить кяждуго из полу шнных систем уравнений.

М.одулк и pa3HOCTjj фаз собстеекных п раметроз устройства А, к В,- определяются по формулам

.,

/Т В. С,

, 1/ Ь.;

|Я,1 у -..---.-.;

При этом выражения для определения собственных параметров А,- и В, принимают вид

-

и

Выражение для определения ф, значительно упрощается, если устанавливать фазовый сдвиг между сигналами в третьем наборе равным 0; 90; 180 и 270°. Например, при фз О, ф, выражается следующим образом:

.

Ф, arctgJ--.

+РГ ±Pi +Р

Определение конкретных значений собственных параметров в соответствии с выражениями производится численно оператором.

Формула изобретения

Способ калибровки рефлектометра, зак- ключающийся в последовательной подаче на входы калибруемого рефлектометра четырех наборов эталонных сигналов, измерении соответствующих им мощностей сигналов на выходах калибруемого рефлектометра и последующем вычислении его собственных параметров, отличающийся тем, что, с целью

5

0

повышения точности калибровки, параметры эталонных сигналов в каждом наборе выбирают из следующих соотношений;

в первом наборе | а, L , Ь 0, во втором наборе j аз 0, | Ь U,

в третьем наборе аэ | | Ь-, | U, фз 04-360°,

в четвертом наборе | а Й4 Ь , ф4 фз ± 90°,

Q где Ofe, ЬА, - входные гармонические сигналы одинаковой частоты, поступающие на первый и второй входы калибруемого рефлектометра и образующие эталонный набор (k 1,...,4);

и - максимально допустимая амплитуда гармонического сигнала на входе калибруемого рефлектометра;

фз - фазовый сдвиг между сигналами в третьем наборе, выбирается произвольно в диапазоне 0-- 360°; ф4 - фазовый сдвиг между сигналами

в четвертом наборе,

а собственные параметры Л/, 5,, ф, калибру- 5 емого рефлектометра вычисляют по фор.му- лам

И I

VK

и

й,-|ф, arctg

-(±sin05 +COSpj)(±sin((p3) + COS(

(sinpj +созфз )Р - (з1пф5+созфз )Р; +cosgj pf -|-з1пфд Pi

значения

мощностей, измеренные на г-м выходе калибруемого рефлектометра при наличии на его входах сигналов соответствен- первого, второго, третьего и четвертого наборов.

Изобретение обеспечивает повышение точности калибровки. Устр-во, реализующее способ, содержит генератор 1, двенад- цатиполюсник 2, измерители мощности 3-6, блок задания эталонных сигналов (ЭС) 7, включающий делитель мощности 8, тройники 9, 10 проходного типа, фазовращатель 11, аттенюаторы 12, 13 и образцовый прибор 14 для измерения параметров ЭС (амплитуд и разности фаз между ЭС). Двенад- цатиполюсник 2 с измерителями мощности 3-6 образуют калибруемый рефлектометр (КР). Способ заключается в том, что на входы К,Р последовательно подают четыре набора ЭС, параметры которых выбирают из соотнощений: первый набор | ai | Ui, I bi второй набор | а2 | О, Ь2 I U; третий набор аз 1 , фз О...360°, четвертый набор j а4 | | bjj и, ф4 фз ± 90°. Набор ЭС представляет собой два гармонически.х колебания. С помощью измерителей 3-6 измеряют мощности на выходах КР, соотв. ЭС, и по формулам определяют собственные параметры KR 1 ил. & (Л оо оо СП ОО со оо