Измеритель комплексного коэффициента отражения Советский патент 1988 года по МПК G01R27/06 

Изобретение относится к технике измерений на микроволнах (в диапазонах УВЧ, СВЧ и КВЧ) и может быть использовано в качестве датчика в системах встроенного контроля.

Целью изобретения является повышение точности.

На чертеже изображена структурная электрическая схема измерителя комплексного коэффициента отражения.

Измеритель комплексного коэффициента отражения содержит направленный ответвитель 1, измеритель 2 амплитуды сигнала, фазовращатель 3, коротко замыкатель 4,-линейный преобразователь 5 фазы, измеритель 6 разности фаз, генератор 7, модулятор 8 и исследуемый СВЧ-тракт 9.

Измеритель комплексного коэффициента отражения работает следующим образом.

Высокочастотные колебания от генератора 7 попадают на направленный ответвитель 1, где часть энергии, пропорциональная падающей мощности, ответвляется во вспомогательный канал и поступает на вход измерителя 2. Прошедшие через основной канал высот кочастотные колебаний попадают на вход исследуемого СВЧ-тракта 9, отражаются и попадают в- основной канал.

Во вспомогательный канал ответвляется часть мощности, пропорциональна отраженной мощности. Ответвленные высокочастотные колебания, пропорциональные отраженной мощности, проходят через непрерывно перестраиваемый фазовращатель 3, отражаются от корот козамьрсателя 4, вновь проходят через непрерывно перестраиваемый фазовращатель 3 и попадают на вход измерителя 2, где складываются с высокочастотными колебаниями, пропорциональными падающей мощности.

При перестройке непрерывно перестраиваемого фазовращателя 3, взаимная фазировка этих .сигналов изменяется, что приводит к тому, что непрерывно перестраиваемый фазовращател 3 проходит через значения фаз, обеспечивающие как их синфазное, так и противофазное сложение. Если фаза tf отраженного сигнала меняется во времени t по линейному закону, то происходит изменение частоты со, высокочастотных колебаний, пропорциональ

ных отраженной мощности сигнала с амплитудой Е .. Если

Е Е„- sin ( + q-Ct), где tf(t) ± at, то Е Е„- sin (Wo± a)t,

где а - скорость-линейного изменения

фазы.

При сложении сигналов с разными частотами происходит их смешивание, в результате чего на выходе измерителя 2 выделяется сигнал (биения) разностной частот -1.

Амплитуда U сигнала на выходе измерителя 2 характеризует модуль коэффициента отражения исследуемого СВЧ- тракта 9, а разность фаз Дц) сигнала на выходе измерителя 2 и опорного сигнала на выходе линейного преобразователя 5 характеризует фазу коэф- фициента отражения исследуемого СВЧ- тракта 9. При этом линейный преобразователь 5 фазы преобразовывает модулирующий сигнал в опорный сигнал с фазой, соответствующей удвоенному сдвигу фазы отраженной.волны за счет ее двухкратного прохождения через фазовращатель 3,

По значениям U и &q вычисляют модуль R и фазу Cf комплексного коэффициента отражения по формулам:

R (и/и,)- RO (f ,

5

0

5

где

R,

и Ч,

- модуль и фаза эталонной нагрузки, подкдво- чаемой вместо исследуемого СВЧ-тракта 9 при калибровке устройства;

- амплитуда сигнала на выходе измерителя 2 при подключенной эталонной нагрузке. Модуль R и фазу (р комплексного коэффициента отражения также определяют по трем и более парам измеренных моментных значений сигнала i на выходе измерителя 2 и измерителя 6 разности фаз сигнала на выходе измерителя 2 и опорного сигнала на выходе линейного преобразователя 5

с последующим решением системы уравнений

1+R2+2R«Cos(4 +ucp;-Cf) (--jj)ii is 3

о

.методом наименьших квадратов, что значительно повышает точность измерений R и q) за счет исключения ошибок, связанных с неидеальностью элементов измерительного тракта, после статистической обработки измеренных значений.

г

Формула изобретей ия

Измеритель комплексного коэффициента отражения, содержащий последовательно соединенные генератор и.нап

равленныи ответвитель, выход которого является входом для подключения исследуемого СБЧ-тракта, первое плечо которого соединено с последовательно включенными фазовращателем и коротко- замыкателем, а второе плечо соединено с измерителем амплитуды сигнала, а также модулятор, выход которого соединен с модулирующим входом фазовра- щителя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, введены последовательно соединенные линейный преобразователь фазы и измеритель разности фаз, причем вход линейного преобразователя фаз подключен к выходу модулятора, а выход измерителя разности фаз подключен к входу измерителя амплитуды сигнала.

Изобретение относится к технике измерений на микроволнах. Цель изобретения - повьшение точности. Устр-во содержит направленный ответвитель 1, измеритель 2 амплитуды сигнала, фазовращатель (ФВ) 3, короткозамыкатель 4, г-р 7, модулятор 8 и исследуемый СВЧ-тракт 9. Введены линейный преобразователь 5 фазы, измеритель 6 разности фаз. ВЧ-колебания от г-ра 7 попадают на ответвитель 1, где часть энергии, пропорциональная падающей мощности, ответвляется во вспомогательный канал и поступает на вход измерителя 2. Прошедшие через основной канал ВЧ-колебания попадают на вход тракта 9, отражаются и попадают в основной канал. Во вспомогательный канал ответвляется часть мощности, пропорциональная отраженной мощности. Ответвленные ВЧ-колебания проходят через непрерывно перестраиваемый ФБ 3, отражается от короткозамыка- теля 4, вновь проходят через ФВ 3, попадают на вход измерителя 2, где складываются с ВЧ-колебаниями, пропорциональными падающей мощности. Цри перестройке ФВ 3 взаимная фази- ровка этих сигналов изменяется, что приводит к тому, что ФВ 3 проходит через значение фаз, обеспечивающих как их синфазное, так и противофазное сложение. 1 ил. о TS (Л 00 00 ел о эо 00 Н