Изобретение относится к области СВЧ измерений в антенной технике и может быть использовано для построения эффективных систем фазовых пеленгаторов и для других целей в таких режимах работы, где измеряемым параметром является относительное изменение соответствующей физической величины.
Известны способы измерения малых изменений разности фаз, основанные на умножении разности фаз сравниваемых сигналов сверхвысоких частот. Эти способы используют умножители, являющиеся нелинейными элементами, и вследствие этого последние дополнительно увеличивают ьнутренние щумы системы, а пороговая точность «е может быть сделана большей фазовой нестабильности применяемых усилителей.
Целью изобретения является повышение точности измерений. Для достижения этой цели преобразуют с помощью селектора поляризации изменение разности фаз двух одинаковых (ПО величине и сдвинутых на четверть периода по фазе сигналов в изменение ориентации эллипса поляризации в круглом волноводе, а затем преобразуют изменение ориентации этого эллипса поляризации в изменение сдвига фаз на низкой частоте.
фиг. 2 - графики коэффициента умножения изменения разности фаз.
Фазометр содержит компенсирующий фазовращатель 1 для получения первоначального сдвига между измеряемыми величинами сигналов, аттенюаторы 2 и 3, разделитель 4 поляризации «а линейно-поляризованные компоненты, работающий как сумматор поляризации в пространственно-ортогональных направлениях в круглом волноводе, вращатель 5 плоскости поляризации с частотой
6 поляризации.
вращения, анализатор
выделяющий линейно поляризованную компо ненту, приемник 7 СВЧ-волн с квадратичным
детектором, избирательный усилитель 8 на
частоте - , низкочастотный фазометр 9, задающий генератор 10 с частотой - , буферный каскад 11 для питания вращателя 5 плоскости поляризации и удвоитель 2 частоты.
Сущность предложенного способа заключается в следующем.
Электромагнитные колебания и EZ, изменение разности фаз которых подлежит измерению, суммируются в пространственно- ортогональных направлениях в круглом волноводе цри ломощи разделителя 4 поляризации. Здесь + b и 2 , где , EZ и срь ф2 - амплитуды и фазы входных сигналов соответственно, а со - угловая частота.
Полученная такнм образо м поляризоваюгая волна проходит через вращатель 5 илоскости поляризации, а затем поступает на вход приемйика 7 СВЧ-волп через анализатор 6 поляризации.
После усиления на частоте избирательным усилителем 8 сигнал подается на вход низкочастотного фазометра 9. В качестве опорного сигнала для низкочастотного фазометра используется после удвоения частоты напряжение задающего генератОра 10.
Можно показать, что спектральный состав выходного сигнала лриемника 7 СВЧ-колебаиий содержит низкочастотное синусоидальное колебание с частотой - и начальной
фазой, находящейся в функциональной зависимости от величины изменений разности фаз СВЧ-колебаний.
Положим (f:i 0, а ф2 -представим в пиде
Ф2 у +Д где 4
малое изменение разности фаз в окрестности , подлежащее измерению, а также обозначим
- Я, и определим коэффициент умножения К. равенством:
гсозД
К,
1 т ()2
9Р
где Y - является функцией амплитуд
ii
волн, изменение разности фаз которых подлеЛ1ит измерению.
Тогда график функции (1) для трех значений Y будет иметь вид, приведенный на фиг. 2. Из этого графика видно, что с увеличением значения у нелинейность зависимости
/( /(9 (А) возрастает. Например, если нелинейность шкалы фазометра равна 5%, то при , интервал измепений измеряемых разностей фаз составит ±1,5°, а при 20 будет ±0,7°.
Предложенный способ может стать полезным во всех случаях, когда отношение мощностей измеряемых сигналов остается постоянным, панример в радиоинтерферометрах.
Предмет изобретения
Способ измерения малых изменений разности фаз, основанный на умножении разности фаз сравниваемых сигналов сверхвысоких частот, отличающийся тем, что, с це.тью повышения точности измерений, нреобразуют с номощью селектора поляризации изменение разности фаз двух одинаковых по величине и сдвинутых на четверть периода по фазе сигналов в изменение ориентации эллипса поляризации в круглом волноводе, а затем преобразуют изменение ориентации этого эллипса поляризации в изменение сдвига фаз на низкой частоте.
-Л
