Измеритель комплексного коэффициента отражения Советский патент 1992 года по МПК G01R27/06 

рователь 22 функции косинуса, блок 23 умножения, блок 24 вычитания, источник 25 опорного напряжения, блок 26 извлечения квадратного корня и измеритель 27 отношений. Измеритель комплексного коэффициента отражения работает следующим образом. Сигнал постоянной амплитуды Un от СВЧ-генератора 1 поступает через четырехэлемеитный датчик 2 к исследуемому двухполюснику 3 с комплексным коэффициентом отражения Г 1Г е где Г I - модуль коэффициента отражения; фаза коэффициента отражения. Отраженная волна Uoip интегрирует с падающей. Анализ распределения поля осуществляется с помощью четырех элементов 4-7, размещенных таким образом, чтобы фазоаые набеги между ними были равны лг/4 на средней длине волны Хср , СВЧ-коммутатор 8 по сигналу с первого выхода блока 15 периодически коммутирует с частотой Q каждый из выходных сигналов элементов 4-7 в общий канал. При этом на выходе СВЧ-коммутатора 8 получается сигнал в виде периодической последовательности радиоимпульсов. Выходной сигнал СВЧ-коммутатора 8 детектируется квадратичным детектором 9, выходной сигнал которого является периодической функцией, которая на интервале, равном периоду коммутации Т имеет вид пrl- IГI 2lГ))}. iricosC- l - y-0J. Зяд л, k (Jn( 1 10 4-2 in cos(f + (М. Т/2 t ЗТ/4 ; SJid . n , kUn l1+irp-i-2irtcosC | 4;- } + .. p где k - коэффициент пропорциональности; d, у-частотные коэффициенты, Коэффициент Ь зависит от разноса элементов 4,5, 6,7 вдоль тракта и определяется формулой а Дср/Д1.(3) гдеЛ:р средняя линия волны диапазона; Л - дискретное значение текущей длины волны в канале. Коэффициент у зависит от разворота элементов 4-7 и для коаксиального канала определяется формулой y arctg().(4) гдеДр - фазовый сдвиг за счет разворота на средней длине волны. В диапазоне частот волновода (42%) коэффициент(5 изменяется в пределах 0,63-1,37, коэффициентудля угла поворота ср /8 изменяется в пределах 1,47-0,73. Таким образом, эти козффициенты имеют значительную частотную зависимость, что приводит к погрешности измерения молекул и фазы при работе в полосе частот. Это объясняется тем, что расстояние между элементами 4-7 фиксировано, поэтому фазовые сдвиги между ними будут равны л:/4 только на средней длине волны (5 1, у 1) а на других частотах они становятся отличными от лг/4, что приводит к возникновению погрешности в измерениях. Полосовой фильтр 10 выделяет первую гармонику из выходного сигнала Уб квадратичного детектора 9 U7 - Нс,и„ |Г sln- yi-cos2 cos|-f х X соз {Qt + йгмд (tg у etg f-S-) }. где ki - коэффициент передачи полосового фильтра 10 на частоте Q; суммарный частотный коэффициент. Напряжение с выхода полосового фильтра 10 поступает на вход линейного амплитудного детектора 11, выходное напряжение которого Ue имеет вид U8--I- t(t()sln4 -у- -cos2v3cosfгде k2 - коэффициент передачи линейного амплитудного детектора 11. ,Для исключения частотной составляющей погрешности измерения модуля, обусловленной множителем sin ndll сигнал Ue подается на сигнальный вход первого управляемого делителя 12, на управляющий вход которого подается сигнал с синхронизирующего выхода СВЧ-генератора 1. при этом в зависимости от частоты меняется коэффициент передачи первого управляемого делителя 12 по закону г I Оt-i . 7гЛ:р где ко- коэффициент передачи первого управляемого делителя 12 приД Аср . Тогда сигнал на выходе первого управляемого делителя 12 будет иметь вид и«-|- kktkitaUn lfl V,co$2V co |-i (85 Таким образом, благодаря применению коррекции частотно-зависимого члена яд получено уменьшение погрешности измерения модуля комплексного коэффициента отражения в 4 раза. Одновременно напряжение U с выхода полосового фильтра 10 подается на вход фазометра 14, на опорный вход которого поступает опорное напряжение от второго выхода блока 15, напряжение на выходе фазометра 14 имеет вид Uio-k3arctg(tgy)ctg|-),(9) где ka - коэффициент передачи фазометра. Абсолютная погрешность измерения фазы комплексного коэффициента отражения определяется по формуле Ду) - arctg (tg f ctg ), (10) где (flu - истинное значение фазы. Для 42%-ного диапазона частот волновода при измерении коэффициента f от 2 до 2,1 абсолютная погрешность измерения составляет 2,25° (при 45°) и А мэкс -2,25 (при 135°). Для исключения частотной составляющей погрешности измерения фазы, обусловленной множителем ctg -п- сигнал Uio подается на вход формирователя 16. Сигнал на выходе формирователя 16 имеет вид Uii-k4 (tg ctg|-g-). щ где k/j - коэффициент передачи формирователя 16, Это напряжение подается на сигнальный вход второго управляемого делителя 17, на управляющий вход которого подается сигнал с синхронизирующего выхода СВЧ-генератора 1. В зависимости от lacToты СВЧ-генератора 1 меняется коэффициент передачи второго управляемого делителя 17 по закону ctg 11- где ko - коэффициент передачи второго управляемого делителя напряжения 17 при А4 /ср . Тогда сигнал на выходе второго управляемого делителя 17 будет иметь вид Uiz-kr-tgp,(13) Напряжение Ui2 с выхода второго управл емого делителя 17 подается на вход формирователя 18, выходное напряжение которого пропорционально фазе коэффициента отражения Ui3-k5y).(14) где Кб - коэффициент передачи формирователя 18. Напряжение Ui3 подается на индикатор 19 фазы, шкала которого градуируется непосредственно в значениях р, что позволяет применять линейную градуировку шкалы. Это дает возможность снизить требования по точности ее изготовления по сравнению с нелинейной шкалой, градуировка которой ведется в учетом частотной составляющей «д. Напряжение Ui3 подается одновременно с индикатором 19 на удвоитель 20. Таким образом, сигнал на выходе удвоителя 20 имеет вид Ui4-2K5.(15) Выходной сигнал удвоителя 20 Ui4 подается на первый формирователь 21, на выходе которогЬ формируется сигнал и15вида Ui5 k6Cos2y ,(16) где ke-коэффициент передачи первого формирователя i21. Второй формирователь 22 формирует из управляющего сигнала генератора 1, несущего информацию о частотной расстройке, сигнал Ui6. который поступает на второй вход блока 23 Ui6 k7Cos где k - коэффициент передачи второго формирователя функции косинуса 22. Блок 23 умножает сигнал и 15 на сигнал Ui6, при этом сигнал UIT на выходе блока 23 имеет вид. Ui7 k8cos- cos2.(18) где ke kek - коэффициент передачи блока 23. Блок 24 формирует из напряжения Ui7 блока 23 и напряжения Uie источника 25 напряжения и 19 вида Ui9 k9(1-cos2 cos-),(19) где KIO - коэффициент передачи блока 24. Напряжение Ui9 подается на вход блока 26, который извлекает квадратный корень из напряжения Uig. При этом сигнал U20 имеет вид

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано в автоматических анализаторах цепей и приборах встроенного контроля и. диагностики параметров вол новодных'трактов радиотехнических систем. Цель изобретения - повышение точности измерения Модуля комплексного коэффициента отражения.-Измеритель реализует коммутационный метод измерения, основанный на фильтрации первой гармоники из выходного сигнала СВЧ-преобразователя с последующим измерением ее амплитуды и фазовым сдвигом между выделенной гармоникой и опорным сигналом. При работе в диапазоне частот в измерителе осуществляется коррекция. Частотно-зависимого множителя ctg -%— при измерении фазы, частотно-зависимых множителей sin -^ и f i-cos2^cos^"P"изменении модуля, где <5, ^ - частотные коэффициенты. Коррекция частотно-зависимых членов осуществляется путем введения в измеритель управляемых делителей напряжения, коэффициенты передачи которых изменяются по сигналам с синхронизирующего выхода СВЧ-генерато- ра обратно пропорционально названным множителям.уИИзобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано в автоматических анализаторах цепей, приборах встроенного контроля и системах для настройки радиотехнических объектов.Цель изобретения - повышение точности измерения модуля комплексного коэффициента отражения.На чертеже представлена структурная схема предлагаемого измерителя комплексного коэффициента отражения.Измеритель комплексного коэффициента отражения содержит СВЧ-генератор 1,четырехэлементный датчик 2, исследуемый двухполюсник 3. Элементы 4-7 связи четы- рехэлементного датчика 2, СВЧ-коммутатор 8, квадратичный детектор 9, полосовой фильтр 10, линейный амплитудный детектор 11, первый управляемый делитель 12 н^шря- жения, индикатор 13 модуля, фазометр 14, блок 15 управления, формирователь 16 функции тангенса, второй управляемый делитель 17 напряжения, формирователь 18 функции арктангенса, индикатор 19 фазы, удвоитель 20 напряжения, первый формирователь 21 функции косинуса, второй форми-VJОю го со00>&ьо