Устройство для измерения комплексного коэффициента отражения Советский патент 1993 года по МПК G01R27/06 

Изобретение ртносится к технике радиоизмерений и может быть использовано для измерений комплексных коэффициентов -отражения нагрузок линий передач с распределенными параметрами.

Цель изобретения - упрощение конструкции и расширение полосы рабочих частот.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема устройства для измерения комплексного коэффициента отражения; на фиг. 2 - конструкция гибридного соединения.

Устройство для измерения комплексного коэффициента отражения содержит СВЧ- генератор 1. вентиль 2. направленный ответвитель 3 падающей мощности, гибридное соединение 4, первый 5 и второй 6 и третий 7 индикаторы мощности, исследуемую нагрузку 8. Гибридное соединение 4 с

плечами а, Ь, с, d выполнено в виде пересекающихся под углом 90° в одной плоскости двух СВЧ-линий передачи. В качестве линий передачи могут быть использованы полые металлические волноводы, полосковые волноводы, диэлектрические волноводы или коаксиальные линии.

Устройство для измерения комплексного коэффициента отражения работает следующим образом,

Сигнал от СВЧ-генератора 1 через вентиль 2 поступает в направленный ответвитель 3 и делится на две части: одна часть сигнала поступает в индикатор мощности 5, а другая в плечо а гибридного соединения 4. Из плеча а сигнал делится на четыре части: две части поступают в плечи d, с, к которым подключены индикаторы 6 и 7 мощности, одна часть из плеча b поступает к исследуемой нагрузке 8 и четвертая часть, отражаясь

00

Јь О vj О

от плеча а, поглощается вентилем,2. Сигнал, отраженный от исследуемой нагрузки 8, поступает в плечо b и также делится на четыре. части между плечами а, Ь, с, d. Таким образом к каждому из измерителей 6, 7 мощности будут поступать два сигнала из плеч а и Ь.

Измеренные индикаторами 5-7 мощности сигналы Ро, Рз, РА выражаются как

Po IClVlail2;(1) Рз 18з1 31 + S32 a2l2; (2),

Р4 Ib4l2 IS41 31 + S42 32I2, (3)

где С - неизвестный параметр направленного ответвителя 3;

S - известные коэффициенты матрицы рассеяния гибридного соединения 4;

ai - волны, поступающие в i плечо соединения 4;

Ь - волны, выходящие из I плеча соединения 4.

Четырехплечее соединение 4 делит примерно на четыре равные части входной сигнал между согласованными выходами. Резонансные переотражения внутри такого соединения отсутствуют.

Простота конструкции соединения позволяет точно изготовить и точно замерить размеры таких соединений..

Коэффициент отражения от исследуемой нагрузки 8 находится следующим образом:

г-

1 в2

32 D2

коэффициенты 32 и D2 находятся путем решения системы управлений (2) и (3) и из выражения, описывающего через коэффи0

5

0

5

0

5

0

циенты матрицы рассеяния волну, падающую в плечо Ь:

02 321-31 + S22 a2 -ai+уа2 : В2 |2- Ј+уА2,

а,/, у, - соответственно коэффициенты прохождения, ответвления и отражения .соединения 4,

Предлагаемое устройство позволяет осуществлять измерения с высокой точно- стью, т.к. простота четырехплечего соединения позволяет точно замерить размены соединения, от которых зависит точность нахождения параметров а,/, у, а также упростить процесс измерений, т.к. нет необходимости проводить калибровку перед каждым измерением.

.Формула изобретения

Устройство для измерения комплексного коэффициента отражения, содержащее последовательно соединенные СВЧ-генера- тор, направленный ответвитель падающей мощности и гибридное соединение, первый индикатор мощности, соединенный с вторым выходом направленного ответвителя падающей мощности, второй и третий индикаторы мощности, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции и расширения полосы рабочих частот, гибридное соединение выполнено в виде пересечения в одной плоскости двух СВЧ-линий передачи, первое плечо которого является входом гибридного соединения, второе соединено с вторым индикатором мощности, третье - с третьим индикэтором мощности, а четвертое является выходом для подсоединения исследуемой нагрузки.

Использование: в технике радиоизмерений. Сущность изобретения: устройство для измерения комплексного коэффициента отражения содержит последовательно соединенные СВЧ-генератор, направленный ответвитель падающей мощности и гибкие соединения, а также первый, второй и третий индикаторы мощности (ИМ), при этом гибридное соединение выполнено в виде пересечения в одной плоскости двух СВЧ-линий передачи, первое плечо которого является его выходом, второе и третье соединены соответственно с вторым и третьим ИМ, четвертое является выходом для подсоединения исследуемой нагрузки, а первый ИМ подсоединен к второму выходу напряженного ответвителя падающей мощности. 2 ил.