Способ анализа устойчивости активных СВЧ-четырехполюсников Советский патент 1992 года по МПК G01R27/28 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано при анализе устойчивости активных СВЧ-четырехполюсников.

Цель изобретения - определение границ зон неустойчивости.

На фиг. 1 показаны зоны неустойчивости активного СВЧ четырехполюсника в области комплексных коэффициентов отражения (ККО) входной и выходной нагрузок; на фиг. 2 - упрощенная структурная схема анализатора устойчивости, содержащего измерительный преобразователь, включающий основание 1, на каждом из двух подвижных столов 2 которого последовательно размещены втулка питания 3. согласующий трансформатор 4, измерительный датчик 5 и пьедестал 10 для исследуемого активного СВЧ четырехполюсника 9. Кроме того, анализатор содержит СВЧ генератор 12, двухканальный СВЧ коммутатор 13, тройник 14 и анализатор 15 спектра; на фиг. 3 - упрощенная структурная схема измерительного датчика 5, выполненного в виде моста на двух связных линиях, в первое

плечо отраженной волны которого включена согласованная нагрузка 16, а во второе - фазовращатель 17 отражательного типа. При этом плечи падающих волн служат для регистрации мощностей Р/ и Р2 (например, детекторами), где 1 1,2- индекс входного и выходного измерительных датчиков 5 соответственно; на фиг. 4 - упрощенная структурная схема согласующего трансформатора 4, содержащего отрезок регулярной линии 18 и емкостной замыкатель 19, установленный с возможностью его продольного и поперечного перемещения по отношению к отрезку регулярной линии 18 с помощью микровинта 20.

Способ реализуют следующим образом.

Исследуемый четырехполюсник 9 устанавливают на пьедестале 10 в соответствии с фиг. 2. При встречном перемещении столов 2 при помощи приводных механизмов 6 подпружиненные цанги 11 зажимают выводы исследуемого четырехполюсника 9 непосредственно у его корпуса, тем самым обеспечивая их надежный электрический

Ё

-Ч

СП 00

ел о ел

контакт в плоскостях 1-1 и 2-2 измерительных датчиков 5. Затем при постепенном увеличении модуля ККО Д входного () и выходного () согласующих трансформаторов 4 и поочередной их перестройке по фазе ККО ук с помощью микровинтов 20 вводят исследуемый четырехполюсник 9 в режим устойчивой автогенерации, который контролируют анализатором 15 спектра. При этом фиксированные значения ККО входного и выходного согласующих трансформаторов А, обеспечивающих устойчивую автогенерацию, обозначены точками и на соответствующих зонах неустойчивости (фиг. 2).

Далее при фиксированном значении ККО выходного согласующего трансформатора 4 о точке i-2 и поочередной перестройке входного согласующего трансформатора 4 по модулю/71 и фазе у4 фиксируют точку ККО Д1 последнего с минимальным значением модуля ККО Д , при котором наблюдается срыв автогенерации. После чего исследуемый четырехполюсник 9 совместно с пьедесталом 10 отключают от измерительных датчиков 5 и при непосредственном со- единении плоскостей входов 1-1 и 2-2 измеряют значение ККО/о при помощи выходного измерительного датчика 5. Для этого двухканальным СВЧ коммутатором 13 подают зондирующий сигнал 32 на выходной измерительный датчик 5 и для трех (,2,3) различных положений фазовращателя 17 регистрируют дискретные значения мощности Pik и P2k . Неизвестное ККО определяют путем решения системы трех уравнений вида

iAlf

1+вЕУ

1 +С# /э« 1

ро arccos(Yi

W 40R,

го измеренного значения ККО /о и максимально удаленные друг от друга. Затем по аналогии с измерением ККО Д поочередно измеряют два значения KKOJflj и Д1 в выбранных точках входного согласующего трансформатора 4. После чего посредством его перестройки возвращают его ККО в исходную точку и выполняют аналогичные измерения трех значений ККО Д, Д2 и Д2

выходного согласующего трансформатора 4. Эти измерения выполняют выходным измерительным датчиком 5 при воздействии зондирующего сигнала щ.

По измеренным значениям К КО/ДО, Д и

Доопределяют координаты центров/сы, «Ы и радиусы RI окружностей зон неустойчивости посредством решения системы трех уравнений вида

20

0 Xi + akYi + bkZi, k 1,2,3.

(2)

где зк 2 pk(i)cos k(i); bk 2 /Ok(i)sin (pfl - константы, определяемые значением модуля/ 10 ифазьир 0)ККО/:(|)/Н|. 25 По вычисленным переменным

Xi-Rf-jObf

Y| /9oiCOS (poi Z| /9&iSin (fa)

(3)

35

определяют координаты центров р0, уы и радиусы RI окружностей зон неустойчивости

/Obi fYi2+Xi2

ро arccos( Xi2)

(4)

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано при анализе устойчивости активных СВЧ- четырехполюсников. Цель изобретения - определение границ зон неустойчивости - достигается путем измерения комплексных коэффициентов отражения согласующих трансформаторов, включенных на входе и выходе активного СВЧ-четырехполюсника, при различных режимах его работы, добиваясь границ срыва автогенерации, и вычисления координат центров и радиусов окружностей, являющихся границами зон неустойчивости. 4 ил.

/P2k нормированное значение мощности, исключающее влияние перестройки согласующих трансформаторов 4

на результаты измерения;

Ak , и 6k - собственные комплексные константы входного () и выходного () измерительных датчиков 5 соответственно.

Далее двухканальным СВЧ коммутатором 13 отключают зондирующий сигнал 32, а исследуемый четырехполюсник 9 совместно с пьедесталом 10 подключают к входам 1-1 и 2-2 измерительных датчиков 5. После чего посредством поочередной перестройки входного согласующего трансформатора 4 по модулю Д1 и фазе $ фиксируют две точки с , симметрично расположенные относительно перво

При необходимости определяют максимально достижимый диапазон перестройки частоты автогенерации по формуле

До -d)o -0)

(5)

Преимуществом предлагаемого способа является то, что он исключает необходи- мость измерения S-параметров в режиме большого сигнала.

Формула изобретения Способ анализа устойчивости активно- го СВЧ-четырехполюсника, основанный на измерении комплексных коэффициентов отражения (ККО) со стороны его входа и выхода, отличающийся тем, что, с целью определения границ неустойчивости, активный СВЧ-четырехполюсник путем перестройки включенных на его входе и выходе согласующих трансформаторов вводят в режим устойчивой автогенерации, измеряют ККО со стороны входного Д1 и выходногор$ согласующих трансформаторов при непосредственном их соединении, поочередно изменяют фазу и уменьшают модуль ККО входного согласующего трансформатора, добиваясь срыва автогенерации активного СВЧ-четырехполюсника, определяют первую точку границы зоны неустойчивости, соответствующую ККО /у , входного согласующего трансформатора, имеющего минимальный модуль/yo j, измеряют значение 1 при непосредственном соединении

ККО

согласующих трансформаторов, увеличивают модуль ККО входного согласующего трансформатора и изменяют фазу ККО,

0

5

вновь добиваясь срыва автогенерации, определяя при этом две другие границы зоны неустойчивости, расположенные симметрично относительно первой, измеряют соответствующие этим точкам значения р-У при непосредственном соединении согласующих трансформаторов, устанавливают величину ККО входного согласующего трансформатора, равной Д, и повторяют указанные операции для выходного согласующего трансформатора, измеряя при этом значения ККО/эр/э /0 соответствующие трем точкам границы зоны неустойчивости, после чего по найденным двум тройкам точек вычисляют координаты центров и радиусы окружностей, являющихся i раницами зоны неустойчивости.

Ј

У

Фиг. 4