Способ определения относительной погрешности измерения среднего волнового сопротивления коаксиальных линий передачи СВЧ Советский патент 1988 года по МПК G01R27/06 

Изобретение относится к технике измерений на СВЧ и может быть использовано при метрологическо проверке импульсных рефлектометров (ИР) по погрешности измерения среднего волнового сопротивления коаксиальных линий передач СВЧ.

Цель изобретения - повышение точности определения относительной пог- решности измерения среднего волнового сопротивления коаксиальных линий передачи. СВЧ с потерями и упрощение способа.

Способ осуп;ествляют следуюрдим образом.

В качестве меры среднего волнового сопротивления коаксиальной линии передачи СВЧ используют резистивную меры КСБН с квазисосредоточенным.и параметрами, номинальное сопротивление постоянному току которой равно номинальному среднему волновому сопротивлению коаксиальной линии передаПримерение резистивной меры КСВН, которая является устройством с квазисосредоточенными параметрами, в качестве идеальной меры среднего волнового сопротивления коаксиальной линии передач СВЧ без потерь основано на том, что сигнал, отраженный от резистивной нагрузки, эквивалентен в рабочем диапазоне частот отражению от идеальной коаксиальной линии передачи СВЧ без потерь бесконечно большой длины с средним волновым сопротивлением, равным сопротивлению резистивной меры КСВН постоянному току.

Относительная погрешность способа определения погрешности измерения среднего волнового сопротивления коаксиальных линий передачи СВЧ с потерями на превьопает 10%.

Определение погрешности измерения среднего волнового сопротивления коаксиальных линий передачи СВЧ с потерями разделяется на два этапа.

Изобретение относится к технике измерений на СВЧ. Цель изобретения - повышение точности определения относительной погрешности измерения среднего волнового сопротивления (СВС) коаксиальных линий передачи (КЛП) СВЧ с потерями и упрощение способа. В качестве меры СВС используют резис- тивную меру КСВН с квазисосредоточен- Н1Л4И параметрами, номинальное сопротивление постоянному току к-рой равно номинальному СВС Z коаксиальной линии передачи СВЧ. Относительную погрешность измерения СВС определяют по ф-ле5г 8г, +5Z, , - относительная погрешность сопротивления измерения СВС; дополнительная относительная погрешность измерения СВС, вызываемая наличием потерь в коаксиальной линии передачи СКЧ, определяемая через конструктивные и эл.параметры коаксиальной линии передач. Применение резистивной меры КСВН, к-рая является устр-вом с квазисосредоточенными параметрами, в качестве идеальной меры среднего волнового сопротивления Ю1П без потерь основано на том, что сигнал, отраженньш от резистивной нагрузки, зквивалентен в рабочем диапазоне отражению от идеальной ЮШ бесконечно большой длины со средним волновым сопротивлением, равным сопротивлению резистивной меры КСВИ постоянному току. Относительная погрешность не превышает 10%. i сл

чи СВЧ, в качестве номинального сред- 25 Первый этап - это определение погнего волнового сопротивления принимают номинальное сопротивление постоянному току резистивной меры КСВН, а полную относительную погрешность измерения SZ среднего волнового сопротивления коаксиальной линии передач СВЧ с потерями определяют по формуле

Sz SZ, + г

де

Sz.

Sz, относительная погрешность измерения среднего волнового сопротивления коаксиальной передачи 40 СВЧ без потерь; дополнительная относительная norpei iHocTb измерения среднего волнового

сопротивления, вызывае- 45 мерений в заданном диапазоне средних

волновых сопротивлений используют набор резистивных мер КСВН.

На втором этапе определяют дополнительную погрешность,обусловленную наличием потерь в коаксиальной линии

мая наличием в коаксиальной линии передачи СВЧ, определяемая через конструктивные и электрические параметры коаксиальной линии передач.

передачи СВЧ Sz, по формуле

С

Z

-Vv-T- .,;р„ /Г;. -Ь- 5:: R.; (0,5- - - - -( ) Ь

ОТГ-4|| Zn 7 ,Ti III CH ; | L J. L J-JJ

1 - (Z,- ZJ /(ZH + ZJ

где

- нолноБое сопро- тинлсине изме

решности измерения среднего волнового сопротивления коаксиальной линии передачи СВЧ без потерь, которое проводится при проверке импульсных рефлектометров. При этом к измерительному входу импульсного рефлектометра подключают резистквную меру КСВН, измеряют среднее волновое сопротивление j по y4acfKy отраженного сигнала, соответствующему необходимой при проверке ИР длине коаксиальной линии передачи, вычисляют погрешность изменения по формуле

- .

Км

100(%),

- номинальное значение сопротивления резистивной меры КСВН постоянному току. определения погрешности изпередачи СВЧ Sz, по формуле

рительного тракта:

Uo 4 ir-1U Гн/м L

r, и r,

Z - номинальное волновое сопротивление измеряемой коаксиальной линией лередачи СВЧ;

: - скорость света в вакууме;

-магнитная постоянная вакуума;

-длина коаксиальной линии передачи СВЧ;

- коэффициент укорочения длины волны в коаксиальной линии передачи СВЧ;

-номинальные радиусы соответственно центрального

и внешнего проводников коаксиальной линии передачи СВЧ;

Р| -Рг удельные сопротивления материалов покрытия соответственноцентрального и внешнего проводников коаксиальной линии передачи СВЧ;

р, и р относительные

магнитные прони- цаемости материалов покрытия соответственноцентрального и внешнего проводников коаксиальной линии передачи СВЧ;

ROJ - погонные сопротивления соответственно центрального и внешнего проводников коаксиальной линии передачи СВЧ постоянному току;

К - коэффициенты, учитывающие конструктивные особенности соответственно центрального и внешнего

- (i

- гГн7

проводников коаксиальной линии передачи СВЧ, например, для сплошных проводников К, и K,j равны 1, для центрального проводника в виде стрен1 и (скрутки) из п проволок

к, : ;

постоянная времени аппроксимирующей функции.

Способ определения погрешности измерения среднего волнового сопротивления коаксиальных линий передачи СБЧ импульсными рефлектометрами позволяет создать систему метрологического обеспечения этого вида измерений и ввести в состав технических характеристик импульсных характеристик режим измерения среднего волнового сопротивления коаксиальных линий передачи СВЧ с нормированной погрешностью.

30 Формула изобретения

5

0

5

0

5

Способ определения относительной погрешности измерения среднего волнового сопротивления коаксиальных линий передачи СВЧ, заключающийся в зондировании перепадоподобным сигналом меры среднего волнового сопротивления, определении по отраженному от меры среднего волнового сопротивления сигналу ее среднего волнового сопротивления и определении относительной погрешности измерения SZ, волнового сопротивления коаксиальной линии передачи СВЧ без потерь, о т- личаюп1ийся тем, что, с целью повышения точности определения относительной погрешности измерения среднего волнового сопротивления коаксиальной линии передачи СВЧ с потерями и упрощения способа в качестве меры среднего волнового сопротивления используют резистивную меру КСВН с квазисосредоточенными параметрами, номинальное сопротивление постоянному току которой равно номинальному среднему волновому сопротивлению ZH коаксиальной линии передачи СВЧ, а относительную погрешность измерения среднего волнового сопротивления коакспальных линий передачи СВЧ с потерями определяют по формуле JZ 5Z, + SZi,

где

S Zj - относительная погрешность измерения среднего

Sz,

- .1шлп:--Ж- : р;Ж Е: JL:.. J°:f:.:ll.-:1: :L I

1 - ( ZjV(Z, + ZJ

де

f

47-10

15

-7

2Lf/C; r, и r, Zg - волновое сопротивление измерительного тракта. Ом;

Z - номинальное волновое сопротивление линии передачи. Ом;20

С - скорость света в вакууме;

- магнитная постоянная вакуума;

- коэффициент укоро- 25 чения длины волны в коаксиальной линии передачи СВЧ;

длина коаксиальной линии передачи СВЧ, м; номинальные радиусы соответственно центрального и внешнего проводни- 35 ков коаксиальной линии передачи СВЧ, мм;

удельные сопротивления материалов покрытия соответственно центрального и внешнего проводников коакL

30

р, и рг40

волнового сопротивления коаксиальных линий передачи СВЧ, обуслонленная наличием потерь, причем

сиальной линии передачи СВЧ, Ом

(II, и (ijj,- относительные магнитные проницаемости материалов покрытия соответственно центрального и внешнего проводников коаксиальной линии передачи СВЧ;

5

5

0

0

01

и R

02

К, и К

);) , Kg;

(irr. -К„; )2

-погонные сопротивления постоянному току соответственно центрального

и внешнего проводников коаксиальной линии передачи СВЧ, Ом/м;

-коэффициенты, учитывающие конструктивные особенности соответственно центрального и внешнего проводников коаксиальной линии передачи СВЧ;

-постоянная времени аппроксимирующей функции.