Панорамный измеритель коэффициента стоячей волны и ослаблений Советский патент 1992 года по МПК G01R27/32 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для панорамных измерений коэффициента стоячей волны (КСВ) и ослаблений широкополосных четырехполюсников в диапазоне

свч.

Известен измеритель параметров СВЧ трактов, содержащий генератор качающейся частоты со стабилизированной мощностью о полосе свипирования, индикатор, два направленных ответвителя и детектора, согласованную нагрузку, дв а эмиттерных повторителя, блок вычитания, согласующий блок и компенсирующий аттенюатор.

Однако этот измеритель не обеспечивает коррелированных измерений КСВ и ослаблений, а влияние неквадратичности амплитудных характеристик детекторов на метрологические характеристики измерителя не позволяют обеспечить высокую точность измерений и широкий динамический диапазон значений контролируемых параметров.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является панорамный измеритель коэффициента стоячей волны и ослаблений, содержащий генератор качающейся частоты, датчики отраженной и прошедшей мощности, два блока сравнения, блок памяти, два коммутатора и панорамный индикатор.

Недостатком известного устройства является невысокая точность измерения и узкий диапазон контролируемых параметров из-за влияния амплитудно-частотных характеристик детекторов на указанные параметры измерителя.

Цель изобретения - повышение точности,

Указанная цель достигается тем, что в панорамный измеритель КСВ и ослаблений, содержащий генератор качающейся частоты, направленный ответвитель отраженной волны, выход первичного канала которого является выходом для подсоединения исследуемого четырехполюсника, а к выходу вторичного канала подключен первый детектор, первая и вторая схемы сравнения, первый и второй коммутаторы, первые выходы которых соединены с блоком памяти, а также панорамн и индикатор и второй детектор, введены последовательно соединенные направленный ответвитель падающей волны, отсчетный аттенюатор, третий детектор и третья схема сравнения, второй вход которой соединен с введенным источником опорного напряжения, а выход - с управляющим входом генератора качающейся частоты, вход направленного ответ- витепя падающей волны соединен с

выходом генератора качающейся частоты, второй выход ответвителя - с входом направленного ответвителя отраженной волны, а выход третьего детектора соединен с

первыми входами первой и второй схем сравнения, вторые входы которых соединены соответственно с выходами первого и второго детекторов, а выходы - с входами первого и второго коммутаторов, введены

0 последовательно соединенные направленный ответвитель прошедшей волны, третий коммутатор и короткозамыкатель, вход направленного ответвителя прошедшей волны является входом для подсоединения

5 выхода исследуемого четырехполюсника, выход вторичного канала соединен с входом второго детектора, а второй выход третьего коммутатора соединен с введенной согласованной нагрузкой, введены четвертый и пя0 тый коммутаторы, первые входы которых соединены с вторыми выходами, соответственно, первого и второго коммутаторов, вторые входы - с выходами блока памяти, а выходы - с входами панорамного индикато5 ра.

На чертеже приведена структурная схема панорамного измерителя коэффициента стоячей волны и ослаблений.

Панорамный измеритель КСВ и ослаб0 лений содержит генератор 1 качающейся частоты (ГКЧ), направленный ответвитель 2 падающей волны, направленный ответвитель 3 отраженной волны, направленный ответвитель 4 прошедшей волны, первый 5,

5 второй б и третий 7 детекторы, перву.о 8, вторую 9 и третью 10 схемы сравнения, первый 11, второй 12, третий 13, четвертый 14 и пятый 15 коммутаторы, отсчетный аттенюатор 16, источник 17 опорного напряжения,

0 блок 18 памяти, панорамный индикатор 19, короткозамыкатель 20, согласованную нагрузку 21, исследуемый четырехполюсник (И Ч) 22.

Панорамный измеритель КСВ и ослаб5 лений работает следующим образом.

При подготовке к работе проводится калибровка измерителя - устанавливается уровень стабилизированной мощности на выходе ГКЧ 1, запоминается частотная ха0 рактеристика трзкта прошедшей волны в отсутствии ИЧ 22 и запоминается частотная характеристика трзкта отраженной волны при нагрузке его на короткозамыкатель 20. Для этого ИЧ 22 исключается из тракта из5 мерителя, выход первичного канала направленного ответвитсля 3 соединяется с входом ответвителя 4, отсчетный аттенюатор 16 фиксируется в промежуточном положении, при котором его ослабление , коммутаторы 11 и 12 устанавливаются в положения, при которых выходы схем 8 и 9 сравнения подключены к соответствующим входам блока 18 памяти, коммутатор 13 - в положение, при котором выход ответвителя 4 подключен к нагрузке 21. Выходное напряжение Uo источника 17 опорного напряжения, определяющее стабилизированный уровень Ро сигнала на выходе ГКЧ 1. устанавливается таким, чтобы уровень Р0 соответствовал (с учетом затуханий элементов измерителя) участкам монотонного изменения амплитудных характеристик детекторов 5-7.

Сигнал ГКЧ 1 поступает последовательно на каждой формируемой частоте в пределах установленной рабочей полосы через ответвитель 2, отсчетный аттенюатор 16 и детектор 7 на один из входов схемы 10 сравнения, на другой вход которой подается опорное напряжение U0 от источника 17. Сигнал разности текущего значения напряжения на выходе детектора 7 и напряжения Uo на каждой частоте ГКЧ 1 поступает с выхода схемы 10 сравнения на вход управления генератора 1, изменяя его мощность до значения Р0.

Далее стабилизированный сигнал ГКЧ 1 поступает с второго выхода ответвителя 2 через первичный канал отвегвителя 3, вторичный канал ответвителя 4, детектор 6, схему 9 сравнения и коммутатор 12 на первый вход блока 18 памяти, который запоминает характеристику этого тракта на каждой частоте, формируемой ГКЧ 1. При этом на другой вход схемы 9 сравнения поступает сигнал с выхода детектора 7, величина которого при выбранном значении напряже- ния Uo является постоянной для каждой частоты ГКЧ 1 и не зависит от изменения в процессе работы величины ослабления К0 аттенюатора 16, обеспечивая запоминание изменения коэффициента передачи тракта прошедшей волны в реальном масштабе, выходной сигнал первичного канала ответвителя 4 проходит коммутатор 13 и поглощается согласованной нагрузкой 21.

Коммутатор 13 переводят в положение, при котором выход первичного канала ответвителя 4 подключен к короткозамыкате- лю20.

Стабилизированный по уровню сигнал ГКЧ 1 поступает последовательно на каждой формируемой частоте с второго выхода ответвителя 2 через ответвители 3 и 4 и коммутатор 13 на вход короткозамыкателя 20, который отражает пришедший сигнал с коэффициентом |Г0 отражения, равным единице. Отраженный сигнал проходит коммутатор 13, первичный канал ответвителя 4, вторичный канал ответвителя 3, детектор

5, схему 8 сравнения и коммутатор 11, поступая на второй вход блока 18 памяти, который запоминает характеристику тракто отраженной волны с нормированным знзче- нием коэффициента отражения на каждой частоте, формируемой ГКЧ 1, при этом на другой вход схемы 8 сравнения поступает сигнал с выхода детектора 7, обеспечивая запоминание изменения коэффициента от0 ражения в реэль-ном масштабе.

Для измерения параметров ИЧ 22 подключается между выходом первичного канала ответвителя 3 и входом ответвителя 4,„ коммутаторы 11 и 12 переводятся в положе5 ния, при которых выходы схем 8 и 9 сравнения подключены к входам коммутаторов 14 и 15 соответственно, а коммутатор 13 устанавливается в положение, при котором выход отвегаителя 4 соединен с нагрузкой 21,

0 Стабилизированный сигнал ГКЧ . последовательно на каждой формируемой частоте проходит через ответвители 2 и 3, ИЧ 22, ответвитель 4, детектор 6, схему О сравнения, коммутатор 12 и поступает из пор5 вый вход коммутатора 15, на второй вход которого подаются от блока 10 памяти сигналы, соответствующие исходной частотной характеристике тракта прошедшей полны, За счет поочередного подключения входа

0 индикатора 19 через коммутатор 15 к блоку 18 памяти и схеме 9 сравнения на экране индикат ора 19 отображаются в панораме частотные характеристики - записанная в блок 18 памяти и текущая, соответс гоующал

5 характеристике ИЧ 22.

Для измерения коэффициента Кх передачи ИЧ 22 регулировкой ослабления К0 отсчетного аттенюатора 16 контролируемая частотная характеристика смещается до со0 вмещения наблюдаемых характеристик в выбранной точке частотной характеристики, при этом фиксируется величины и определяется значение .

Отраженный сигнал ИЧ 22, пропорцио5 нальный его коэффициенту |ГХ| отражения, проходит через ответвитель 3, детектор 5, схему 8 сравнения, коммутатор 11 и поступает из первый вход коммутатора 14, на второй вход которого подаются от блока 18

0 памяти сигналы, соответствующие отраженному сигналу с нормированным значением коэффициента |Г0 отражения. За счет поочередного подключения второго входа индикатора 19 через коммутатор 14 к блоку 18

5 памяти и схеме 8 сравнения на экране индикатора 19 отображаются в панораме характеристики коэффициента отражения - нормированная и контролируемая. Для измерений коэффициента Гх отражения ИЧ 22 регулировкой ослабления К0 отсчетного аттенюатора 16 контролируемая характеристика смещается до совмещения с нормированной характеристикой в выбранной частотной точке, при этом фиксируется величина и определяется значение

r --y& -vmviKGBtt v Коз

VK03 -VKoi

Поочередное переключение коммутаторов 11 и 12 дает возможность одновременно наблюдать на экране панорамного индикатора 19 картины изменения КС8 послабления.

Повышение точности измерения достигается сравнением контролируемых параметров с нормированными значениями в одних и тех же точках амплитудно-частотных характеристик детекторов, что также обеспечивает возможность измерения в широком динамическом диапазоне изменения контролируемых параметров, не зависящем от характеристик элементов измерителя.

Формула изобретения Панорамный измеритель коэффициента стоячей волне и ослаблений, содержащий генератор качающейся частоты, направленный ответвитель отраженной волны, выход первичного канала которого является выходом для подсоединения исследуемого четырехполюсника, а к выходу вторичного канала подключен первый детектор, первая и вторая схемы сравнения, первый и второй коммутаторы, первые выходы которых соединены с блоком памяти, а также панорамный индикатор и второй детектор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, введены последовательно соединенные направленный ответвитель падаю-, щей волны, отсчетный аттенюатор, третий детектор и третья схема сравнения, второй вход которой соединен с введенным источником опорного напряжения, а выход - с

управляющим входом генератора качающейся частоты, вход направленного ответ- вителя падающей волны соединен с выходом генератора качающейся частоты, второй выход - с входом направленного ответвителя of раженной волны, а выход третьего детектора соединен с первыми входами первой и второй схемы сравнения, вторые входы которых соединены соответственно с выходами первого и второго детекторов, а

выходы - с входами первого и второго коммутаторов, введены последовательно соединенные направленный ответвитель прошедшей волны, третий коммутатор и ко- роткозамыкатель, вход направленного ответвителя прошедшей волны является входом для подсоединения выхода исследуемого четырехполюсника, выход вторичного канала соединен с входом второго детектора, а второй выход третьего коммутатора

соединен с введенной согласованной нагрузкой, введены четвертый и пятый коммутаторы, первые входы которых соединены с выходами соответственно первого и второго коммутаторов, вторые входы - с выходами блока памяти, а выходы - с входами панорамного индикатора.

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для панорамных измерений коэффициента стоячей волны и ослаблений широкополосных четырехполюсников в диапазоне СВЧ. Цель изобретения - повышение точности. Измеритель содержит генератор 1 качающейся частоты, направленные ответситсли 2, 3, 4, детекторы 5, 6, 7 схемы сравнения 8, 9,10, коммутаторы 11-15 отсчетный аттенюатор 16, источник 17 опорного напряжения, блок 18 памяти, панорамный индикатор 19, короткозамыкатель 20 и согласованную нагрузку 21. Цель изобретения достигается введением направленных ответвителей 2, А, аттенюатора 16, источника 17, детектора 7, схемы 10, коммутаторов 13, 14,15, коротко- замыкателя 20 и согласованной нагрузки 21. 1 ил.