Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено для измерения модуля и фазы коэффициента отражения коаксиальных элементов.
Известны коаксиальные одноканальные датчики полных сопротивлений позволяющие в комплекте со свип-генератором и осциллографическим индикатором проводить измерения высокочастотных параметров двухполюсников в широком диапазоне частот.
Известные одноканальные схемы датчиков имеют один существенный недостаток: при измерении фазы коэффициента отражения в диапазоне частот они требуют введения в отсчет фазы частотнозависимой поправки, которая может составить несколько десятков градусов. Это значит, что при изменении частоты сигнала генератора в диапазоне прибора при постоянном значении модуля и фазы коэффициента отражения нагрузки (например, режим холостого хода или короткого замыкания) на экране электроннолучевой трубки (ЭЛТ) индикатора вместо точки луч опишет дугу н 66°.
Такое искаженное представление на экране индикатора графика зависимости фазы коэффициента отражения нагрузки от частоты затрудняет восприятие истинной картины и увеличивает время обработки результатов измерения.
Цель изобретения - совмещение в одноканальном датчике полных сопротивлений плоскости начала отсчета фазы коэффициента отражения и плоскости подключения к прибору измеряемой нагрузки.
Это достигается за счет того, что в предлагаемом датчике связь детекторных головок ,с полем высокочастотного тракта выполнена в виде комбинации Из двух пар электрически
сопряженных элементов смещанных связей, у которых между одним элементом смещанной связи и корпусом введена подстроечная индуктивность, а между другим элементом связи и корпусом - подстроечный конденсатор.
В результате отсчитанные по диаграмме значения параметров точек кривой, изображающей на экране ЭЛТ зависимость модуля и фазы коэффициента отражения от частоты, будут с точностью до ногрещности измерения
равны истинным значениям модуля и фазы коэффициента отражения измеряемой нагрузки.
На чертел«:е показан описываемый датчик, где Г - источник высокочастотного сигнала;
2н - сопротивление измеряемой нагрузки; 00 - плоскость начала отсчета фазы коэффициента отражения; NN - плоскость подключения к прибору измеряемой нагрузки. Датчик представляет собой высокочастотное устройство, состоящее из отрезка коак
сиальной линии 1 и четырех измерительных головок 2-5, расположенных в двух плоскостях поперечного сечения коаксиальной линии. При этом в каждой плоскости находятся две головки. У одной из них между корпусом и элементом связи 7 включена индуктивность 6, а у другой - конденсатор 8.
Индуктивность 6 и конденсатор 8 могут быть выполнены в виде элементов с сосредоточенными параметрами или в виде отрезка длинной линии.
Вследствие противоположного характера частотной зависимости реактивных сопротивлений индуктивности 6 и конденсатора 8 разность фаз выходных напряжений измерительных головок, расположенных в одной плоскости поперечного сечения линии, в диапазоне частот сохраняется постоянной и равной 90°.
Углы фазовой настройки измерительных головок и расстояния /i и 4. на которые головки удалены от плоскости подключения к датчику измеряемой нагрузки (плоскость NN) выбраны так, чтобы в диапазоне частот сумма фаз выходных напряжений головок каждой пары относительно плоскости NN оставалась постоянной, а их разность была равна 90°.
Выражения для выходных напряжений измерительных головок предлагаемого устройства имеют вид:
,1+р« + 2рсо8((рн-23/,-2тг)
1/я,
Ч
где , 3, 4, 5 - порядковый номер головки; Vm- амплитуда выходного напряжения при полном отражении измеряемой нагрузки;
Q - модуль коэффициента отражения; Фн - фаза коэффициента отражения нагрузки;
2л:
Р: -; А, - дина волны сигнала генераА
тора; 7г - угол фазовой настройки i-ой головки.
Если в автоматическом измерителе полных сопротивлений использовать предлагаемое устройство, то луч ЭЛТ индикатора будет отклоняться под действием разности выходных напряжений головок 2 и 4, 3 и 5:
У:С . - Кд, 1/„. р sin (т, - т,) sin X Х(„-2р/,-т,-т)
У У. - У. Утр sin (т, - Тч) sin X X („ - , - т, - Т4),
Углы фазовой настройки головок и расстояния между головками и плоскостью NN выбраны так, чтобы
, / Д2-А, sln(-r
Х - arctg /Да-AI
cosl f-АО -AI
Здесь приращение фазы
зависит
от относительной расстройки частоты и определяет погрешность измерения устройства, а
А| + Да
слагаемое является теоретической
поправкой к отсчету измеряемого значения фазы.
Предмет изобретения
Коаксиальный одноканальный датчик полных сопротивлений для автоматического измерителя параметров сверхвысокочастотных элементов, состоящий из четырех детекторных головок с элеМентами смешанной (индуктивно-емкостной) связи, расположенных в двух плоскостях поперечного сечения отрезка коаксиальной линии, отличающийся тем, что, с целью исключения частотнозависимой поправки по
фазе измеряемого коэффициента отражения, в нем связь детекторных головок с полем высокочастотного тракта выполнена в виде комбинации из двух пар электрически сопряженных элементов смешанных связей, у которых
между одним элементом смешанной связи и корпусом введена подстроечная индуктивность, а между другим элементом связи и корпусом - подстроечный конденсатор.
