Способ определения модуля и фазы комплексного коэффициента отражения двухполюсника Советский патент 1993 года по МПК G01R27/06 

Изобретение относится к радиоизмери- телЬной технике.

Наиболее близким техническим решение м к изобретению является способ опре- де/ения модуля и фазы комплексного коэ | фициента отражения двухполюсника, основанный на периодическом перемещена неоднородности вдоль отрезка1 волно- ео/а с подсоединенным к его выходу исстедуемым двухполюсником, измерении отраженного сигнала и вычислении, реализованный в работе устройства (см.Стариков В.Д. Методы измерения на СВЧ с применением измерительных линий. М.: Сов.радио, 1972., с. 124).

Недостатком известного способа явля- етсл высокая погрешность измерения, обусловленная непостоянством возмущающего воздействия вращающейся неоднородности на поле прямолинейного отрезка волновод з.

Целью изобретения является повыше- ние точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что неоднородность перемещают возвратно- поступательно вдоль оси прямолинейного отрезка волновода, измеряют спектральные составляющие отраженного сигнала, а модуль и фазу комплексного коэффициента отражения определяют по формулам

rl + 2 S11 FO (ЗД- Zm ) Гн - S11.( М - 1 ) + М +

+ 2MSlF0()o

, 4ЛГ .. sin-j-

/ UglAn

(--fr гдбМ- 2.

Ug0

ZH

Я ДГ.

ел С

ч о

05 Ы Ч

Способ может быть реализован в работе устройства, структурная электрическая схема которого приведена на чертеже. Устройство содержит последовательно соединенные генератор 1, направленный ответвитель 2 и отрезок волновода 3, связанный с полем волновода 3 зонд 4, закрволенный на диафрагме источника 5 виброколебаний, присоединенные к выходу отраженной волны ответвителя 2 последовательно соединенные детектор 6, усилитель 7 постоянного тока и первый ин- дикатор 8, присоединенные к выходу детектора 6 последовательно соединенные фильтр 9, пиковый детектор 10 и второй индикатор 11; а также последовательно соединенные первый усилитель-ограничитель 12, сумматор 13 и индикатор 14 знака, при этом управляющий вход источника 5 вибро- колебаний через второй усилитель-ограничитель 15 соединен с вторым входом сумматора 13. :

Способ реализуется следующим образом. ; ; /-;-; : : . . . -:. .Сигнал от генератора 1 через направленный ответвитель 2 попадает в волновод 3 и претерпевает отражения от плоскостей подключения исследуемого элемента и по- Движнрго зонда 4, совершающего под воздействием источника виброколебаний 5 кв азигармоничёские перемещения относительно продольной оси волновода Z(t) ZH + Zmcos Qt, где ZH:- расстояние между исследуемым элементом и зондом 4 при Zm - 0; Zm и Q - амплитуда и частота источника 5 виброкрлебаний. - .

. Сигнал на выходе детектора б с учетом квадратичностй его характеристики и слабого возмущающего воздействия зонда 4 на поле волновода 3 имеет вид .. ..-

Ug k Sli+T3+2Si1Fo() + 4SiirH| F2n-1(4f Zm) .

4л:

sin()sin(2n--1) ,

Qt + Bn(Zm)cos(-)cos2nQt.W

где Sn - модуль коэффициента отражения зонда4; .: ... ;.

k - коэффициент, учитывающий переходное ослабление ответвителя 2 и коэффициент передачи детектора 6;

Гн - Гнв f f - комплексный коэффициент отражения исследуемого элемента;,

Fn-функции Бесселя первого рода;

Ад - длина волны в волноводе 3.

До начала измерений проводится калибровка измерителя.

1. При подключении короткрзамыкателя с коэффициентом отражения ГКз le к выходу волновода 3 определяются по первому 8 и второму 11 индикаторам сигналы

u5o fc Sli+1 +2SiiF0(), (2) .FU ZmJsInC). (3)

2. При подключении нагрузки с модулем коэффициента отражения 0 Та 1 по первому индикатору 8 измеряется сигнал

УЙ k + Г2 + 2 F2-S.li Fo (- Zm ) (4)

и определяется модуль коэффициента отражения зонда 4 из уравнения

(гт)511+4 - «)

rAeN USo.Kl/Ue0.K

Затем к выходу волновода 3 подсоединяется исследуемый элемент с комплексным коэффициентом отражения Гн. и по индикаторам 8 и 11 определяются соответствующие сигналы.

+Гн-И511ГнРо(),(б)

Ugi -4k1 S1.1. Гн Fi ( )sin (rrZH ). ()

а модуль и фаза комплексного коэффициента отражения исследуемого элемента определяются из выражений

гЈ +2 SH Fo ( )ГН - ( М - 1 ) 4-М +

+ 2MSlFo()0. (8)

, 4Я

iiSin -1--f.H .

arcsln(l.Jl

uЈt

Гн

IT

ZH -п.(9)

гдеМ- Н«.

Ug0

По сравнению с известным предлагаемый способ позволяет повысить точность определения модуля и фазы комплексного коэффициента отражения.

Формула изобретения . Способ определения модуля и фазы комплексного коэффициента отражения дв/хполюсника, основанный на периодиче- скэм перемещении неоднородности вдоль отэезка волновода с присоединенным к его вьходу исследуемым двухполюсником, измерении отраженного сигнала и вычислении, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, неоднородность перемещают возвратно-поступательно вдоль ос л прямолинейного отрезка волновода, из- меряют спектральные составляющие отра- же иного сигнала, а модуль Гн и фазу Комплексного коэффициента отражения (К ;0) определяют по формуле

гЈ +2S1iFo()rH -is3l(M--l) + M +

.+2MS|iFo()o.

. 4Л , sm 1- ZH

7 ,

п- -Vz

где М

Sn модуль ККО неоднородности;

Fo - функция Бесселя первого рода; Дд - длина волны в отрезке волновода;

ZH - расстояние между исследуемым двухполюсником и неоднородностью;

Zm - амплитуда перемещения неодно - родности;

UgoK. UgiK - спектральные составляющие Отраженного сигнала при подключении короткозамыкателя вместо исследуемого двухполюсника;

Ugi - спектральная составляющая отраженного сигнала при подключении исследуемого двухполюсника.

Изобретение относится к радиоизмерительной технике СВЧ и может использоваться для измерения комплексного коэффициента отражения двухполюсников. Цель изобретения - повышение точности. Цель достигается путем возвратно-поступательного перемещения неоднородности вдоль отрезка волновода с подсоединенным к нему исследуемым двухполюсником, измерения спектральных составляющих отраженного сигнала и вычисления по ним искомого параметра. 1 ил.