Устройство для измерения коэффициента отражения СВЧ элементов Советский патент 1988 года по МПК G01R27/04 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в СВЧ-трактах для измерения коэффициента отражения исследуемого СВЧ-элемента.

Цель изобретения - повьппение точности измерения.

На чертеже приведена структурная электрическая схема устройства для измерения коэффициента отражения СВЧ элементов.

Устройство для измерения коэффициента отражения СВЧ-элементов содержит СВЧ-генератор 1, измерительный тракт 2 с первым 3 и вторым 4 зондами, разнесенными на расстояние Л/4, СВЧ-элемент 5, подключенный к выходу измерительного тракта 2 иа расстоянии п А/2 от второго зонда 4, где п - нечетное целое число, первый 6 и второй 7 тройники, первый 8 и второй 9 кольцевые мосты, поглощающую нагрузку 10, первый 11, второй 12 и третий 13 детекторы, аналого-цифровой преобразователь 14, вычислитель 15 и индикатор 16,

Устройство для измерения коэффициента отражения СВЧ-элементов работает следующим образом.

При распространении СВЧ-энергии по измерительному тракту 2 с первого 3 и второго 4 (измерительных) зондов снимаются следующие напряже- НИН:

.и„е

и,

( );

nLe

Une

|0(Z W4l

I /i (z л /«

+U,e

-)(Ь()

+ Г e

ifb (2 X/)

I,

(1) 40

9 кольцевых мостов, причем электрические расстояния от первого 3 и второго 4 зондов до первого и третьего входов первого кольцевого моста 8 одинаковы, а электрическое расстояние от первого зонда 3 до первого входа больше электрического расстояния от второго зонда 4 до третьего входа второго кольцевого моста 9 rfa Д/4.

На плечах и и 5 первого кольцевого моста 8 образуются соответственно суммарное U и разностное Ug напряжения

,(Hi)+r(l-i)l ; 3) U,.U,,(l-i)+ fd + i).

s&

На

моста ния

и;

и

входы виг второго кольцевого 9 поступают следующие напряжеиЛ1 + г) ; и„(1-г).

На плечах д и е второго кольцево го моста 9 образуются соответственно суммарное Ug и разностное U напряжения, причем для исключения отражений разностное напряжение U дд поглощается поглощающей нагрузкой 10.

Uc

2U.

Ч

Так как Р rcosi/+i sini/, где f и у - соответственно модуль и фаза коэффициента отражения, то, учитывая его значение в соотношениях (3), получим

( l + i+г соз1/+1гз1пц - ircosyi- -1 Гsinif) ;

Изобретение относится к измерительной технике и повьппает точность измерения. Устр-во содержит СВЧ-геие- ратор 1, измерительный тракт 2 с зондами 3 и 4, разнесенными на расстояние Л/4, СВЧ-зл-т 5, подключенный к выходу тракта 2 на расстоянии п- Д/2 от зонда 4, где п - нечетное целое число, тройники 6 и 7, кольцевые мосты 8 и 9, поглощающую нагрузку 10, детекторы П-13, АЦП 14, вычислитель 15, индикатор 16. Вычисленные значения модуля и фазы коэф. отражения индицируются индикатором 16. 1 ил. (Л со о О) о о

е U - амплитуда падающей волны;

амплитуда отраженной волны;

постоянная распространения;

расстояние от исследуемого

СВЧ-элемента 5 до второго

зонда 4;

длина волны в измерительном

тракте 2;

коэффициент отражения. С учетом того, что z п /2, где - нечетное число, соотношения (1) еобразуются в следующем виде:

Uo f z

А -

г

и,(1 + г);

1иЛ1-г).

(2)

Напряжения U и 1) через тройники 6 и 7 поступают во взаимно развязанные плечи я и первого 8 и второго

и

Ъй

Un (l-i+ cosLf-t-i sini/+irco8i;+

sini/).

После некоторых преобразований

получим

Г(1 + г sini) + + i( 1+Гз1п(/-Гсо8 i/)J ;

UM-U tCl + rcosi rsini) + + i(rcosi/+rsini/-l) .

После детектирования напряжений Ug, , Ug, и55 первым 11, вторым 12 и третьим 13 детекторами с коэффициентом передачи К, работающими в квадратичном режиме, получим

и, l|(Hrcosi;+rsini/) +(1 + Г81пд)-Гсо8(/) ;

U, -- jo+rcosLf-rsinM ) +rcost/-i-rsini/-l)

-V 2U,/K,.

После некоторых преобразований имеем

и. - - f2 2r44rsint/ ; }

у , f- V2 ч- 2c/ -4rsinw ; KI)

и

13

2U

к;Напряжения U,,, U , и Ц, поступают на соответствующие входы аналого- цифрового преобразователя 14, в котором их значения преобразуются в цифровой код, поступающий по соответствующим выходам в вычислитель 15. Вычислитель I5 производит расчет модуля и фазы коэффициента отражения по следующим соотношениям:

f(u:,)+ (u;) - 1;

(yiiliiybl.

arcsin

2

получены в результате суммирования и вычитания напряжений (и|,) и (U,)

Значения U, и U ,, получены из следующих соотношений:

и„

у„

иТГ

iVZ+ZT +Arsint ; {2+2Г -l Гsin .

Вычисленные значения модуля и фазы коэффициента отражения индицируются индикатором 16.

,

Формула из. обретения

Устройство для измерения коэффи- циента отражения СВЧ-элементов, со

0

5 0

5

0

5

0

держащее генератор, выход которого соединен с входом измерительного тракта, выход которого предназначен для подключения СВЧ-элементов, при этом в измерительный тракт включены первый и второй зонды, причем расстояние между зондами равно А/4, а расстояние от второго зонда до выхода измерительного тракта кратно /2, где - длина волны в измерительном тракте, а также первый и второй детекторы, отличающееся тем, что, с цедью повышения точности измерения, первый и второй зонды соединены с первыми входами введенных первого и второго тройников соответственно, вторые выходы которых соединены с первым и третьим входами введенного первого кольцевого моста, третьи выходы которых соединены с первым и третьим входами введенного второго кольцевого моста, четвертый выход которого соединен с поглощающей нагрузкой, причем второй и четвертый выходы первого кольцевого моста, а также второй выход второго кольцевого моста соединены с первым, вторым и введенным третьим детекторами соответственно, выходы которых соединены с введенными последовательно соединенными аналого-цифровым преобразователем, вычислителем и индикатором, йри этом электрические расстояния от первого и второго зондов до первого и третьего входов первого кольцевого моста равны между собой, а электрическое расстояние от первого зонда до первого входа второго кольцевого моста на Д/4 больше электрического расстояния от второго зонда до третьего входа второго кольцевого моста.