Устройство для измерения амплифазных компонент электромагнитного поля Советский патент 1990 года по МПК G01R29/08 

Изобретение относится к технике антенных измерений.

Цель изобретения - повышение точно- CTjj измерений.

На чертеже приведена структурная электрическая схема устройства для измерения амплифазных компонент злектррмаг- нитного поля.

Устройство для измерения амплифазных компонент злектромагнитного поля содержит испытуемую антенну 1, измерительный зонд 2, первый и второй смесители 3 и 4, выполненные балансными, первый и второй перестраиваемые фильтры 5 и б, первый и второй усилители 7 и 8 промежуточной частоты (УПЧ), первый и второй генераторы 9 и 10 гармоник, первый и второй умножители 11 и 12 частоты, кварцевый генератор 13, первый и второй высокочастотные тройники 14 и 15, дискретно управляемый фазовращатель 16, управляемый фазовращатель 17, фазовый детектор 18, операционный усилитель 19, первый и второй элементы И 20 и 21, генератор 22 тактовых импульсов, преобразователь 23 кодов в ток, трехразрядный реверсивный счетчик 24, амплифазометр 25, генератор 26 СВЧ, СВЧ делитель 27 мощности. .

Устройство для измерения амллифаз- ныхкомп онент электромагнитного поля работает следующим образом.

Сигнал от высокостабильного кварцевого генератора 13 подается одновременно на вход умножителя 11 с усилителем и через тройник 14-на умножитель 12. После умножения и усиления сигнал через генератор 9 (10) гармоник поступает на перестраиваемый фильтр 5 (6), с помощью которого выбирается одна из гармоник кварцевого генератора, и в качестве гетеродинного с 1гнала подается на вход смесителя 3 (4). На вторые входы смесителей 3 и 4 подаются опорный сигнал от генератора 26 СВЧ через делитель 27 мощности и измерительный сигнал от СВЧ генератора через делитель 27 мощности, антенну 1 и зонд 2. Сигнал разностной частоты с выхода смесителя 3 через УПЧ-7 и через управляемый фазовращатель 17 поступает на вход амплифазомет- ра 25. С умножением частоты кварцевого генератора 13 умножаются также фазовые ошибки. На выходе преобразователя опорного канала появляется дополнительный фазовый набег, равный п А, где п - номер гармоники, А.-фазовый сдвиг.

С выхода преобразователя частоты опорного канала сигнал через высокочастотный тройник 1.5 одновременно подается на вход амплифазометра 25 и на вход

фазового детектора 18. На другой вход фазового детектора 18 через трехразрядный дискретно управляемый фазовращатель 16 с дискретно-цифровым управлением с вы- 5 хода тройника 14 подается опорный сигнал кварцевого генератора 13. Причем, так как фазовые искажения, вносимые изгибом кабеля, .незначительны, канал принимается с как опорный. Сигнал ошибки с выхода фазо- 10 вого детектора 18 усиливается операционным усилителем 19. Выбор дискрета управления дискретно управляемого фазовращателя зависит от точности измерения и выбирается меньше погрешности измере- 15 ния устройства.

Первый разряд фазовращателя 16 обеспечивает изменение фазового сдвига от 1 до 9° с дискретом А 1°; второй разряд (десятичный) обеспечивает изменение фа0 зового сдвига от 10 до 90° с дискретом 10°; третий разряд (сотый) - от 100 до 300° с дискретом 100°. Соответствующие разряды имеет реверсивный счетчик 24, минимальный вес которого соответствует минималь5 ному дискрету фазовращателя 16. При появлении дополнительного фазового сдвига, т.е. когда сигнал на выходе фазового сдвига больше нуля, открывается ключ - элемент И 20, пропускающий импульсы ге0 нератора 22 тактовых импульсов, количество которых подсчитывается реверсивным счетчиком 24 по суммирующему входу. При этом сначала срабатывает единичный разряд реверсив(1рго счетчика 24.

5 Код реверсивного счетчика 24 через преобразователь 23 кодов в ток управляет первым разрядом фазовращателей 16 и 17. Если дополнительный фазовый сдвиг превышает 9°, запускается десятичный разряд

0 реверсивного счетчика 24, а если превышает 90° - запускается сотый разряд. Тем самым обеспечивается диапазон регулирования фазы фазовращателей 16 и 17 до 360° с минимальным дискретом 1°.

5 Фазовращатель 16 изменяет фазовый сдвиг таким образом, чтобы свести разность фаз на выходе фазового детектора 18 к нулю. Обработка прекращается и начинается новый цикл измерений. Одновременно

0 фазовращатель 17 изменяет фазовый сдвиг измерительном канале.

Таким образом, в измерительный канал дополнительно вводится фазовый сдвиг, равный фазовому сдвигу в опорном канале.

5 Причём при дальнейшей обработке эти фазовые сдвиги рычитаются.

При установке преобразователя частоты измерительного канала на зонде 2 не требуется передачи сигнала с подвижного зонда 2. При этом с него поступает полезный сигнал промежуточной частоты, который можно передать с помощью обычного кабеля без заметных искажений, а фазовые погрешности от кабеля кварцевого генера тора устраняются..

Формула изобретения Устройство для измерения амплифаз- ных компонент электромагнитного поля, содержащее последовательно соединенные первый смеситель, вход которого является входом измерительного сигнала и первый усилитель промежуточной частоты, последовательно соединенные второй смеситель, вход которого является входом опорного сигнала, и второй усилитель промежуточной частоты,, гетеродин, фазовый детектор, управляемый фазовращатель и амплифазо- метр, о тличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, выход второго усилителя промежуточной частоты через введенный первый высокочастотный тройник соединен с первым входом ампли- фазометра и первым входом фазового детектора, выход которого через введенные последовательно соединенные операционный усилитель, первый элемент И, трехраз- рядный реверсивный счетчик и преобразователь кодов в ток соединен с

0

5

0

управляющим входом управляемого фазовращателя, который включен между выходом первого усилителя промежуточной «Частоты и вторым входом амплифазометра, между выходом гетеродина; который выполнен в виде кварцевого генератора, и гетеродинным входом первого смесителя, который выполнен балансным, введены последовательно соединенн.ые первый умножитель частоты, первый генератор гармоник и первый перестраиваемый фильтр, между выходом гетеродина и гетеродинным входом второго смесителя, который выполнен балансным, введены последовательно соединенные второй высокочастотный тройник, второй умножитель и второй перестраиваемый фильтр, между вторым выходом второго высокочастотного тройника и вторым входом фазового детектора введен дискретно управляемый фазовращатель, управляющий вход которого подключен к выходу преобразователя кодов в ток, между выходом операционного усилителя и вторым входом реверсивного счетчика введен второй элемент И, при этом вторые вхо- ды первого и второго элементов И соединены с выходом.введенного генератора тактовых импульсов.

Изобретение относится к технике антенных измерений. Цель изобретения - повышение точности измерений. Устройство для измерения амплифазных компонент электромагнитного поля работает следующим образом. Сигнал от кварцевого генератора 13 подается одновременно на вход умножителя 11 с усилителем и через тройник 14 на умножитель 12, затем через генератор гармоник 9 (10) - на перестраиваемый фильтр 5 (6), с помощью которого выбирается одна из гармоник кварцевого генератора 13, и в качестве гетеродинного сигнала подается на вход смесителя 3 (4). На вторые входы смесителей 3, 4 подается опорный сигнал от генератора СВЧ 26 через делители мощности 27, испытуемую антенну 1 и зонд 2. Сигнал разностной частоты с выхода смесителя 3 через УПЧ 7 и управляемый фазовращатель 17 поступает на вход амплифазометра 25, на другой вход которого поступает сигнал разностной частоты с выхода смесителя 4. В измерительный канал дополнительно вводится фазовый сдвиг, равный фазовому сдвигу в опорном канале, причем при дальнейшей обработке эти фазовые сдвиги вычитаются. Для этого используется фазовый детектор 18, на один вход которого поступает сигнал с выхода смесителя 4, а на другой вход через дискретно управляемый фазовращатель 16-опорный сигнал от кварцевого генератора 13. Сигнал ошибки с выхода фазового детектора 18 усиливается операционным усилителем 19 и через элементы И 20, 21 поступает на вход реверсивного счетчика 24, который через преобразователь 29 кодов в ток управляет фазовращателями 16, 17. 1 ил.