Устройство для измерения амплитуд и фаз высших типов волн в многомодовом волноводе Советский патент 1977 года по МПК G01R27/28 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗЛШРЕНИЯ АМПЛИТУД И ФАЗ

ВЫСШИХ ТИПОВ волн в МНОГОМОДОВО.М ВОЛНОВОДЕ

Изобретение относится к технике измерений на сверхвысоких частотах (СВЧ) и может использоваться для измерения амплитуд и фаз высших типов волн в многомодовом волноводе при решении проблем электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств в процессе разработки и ксн1 роля параметров приемно -передающих устройств-и антенне-фидерных трактов. Известно устройство для измерения амплитуд и фаз высших типов волн в многомодо- вом волноводе, содержащее М- зондовый направленный ответвитель многомодовой мощности, переключатели, синфазный сумматор и индикатор 11 . Однако известное устройство обладает сложным процессам измерения и имеет небольшой спектр анализируемых типов волн. Цель изобретения - расширение спектра анализируемых типов волн и упрощение про цесса измерения. Для этого в устройстве для измерения амплитуд и фаз высших типов волн в много модовом волноводе, содержащем М-зондовый направленный ответвитель многомодо- вой мощности, переключатели, синфазный сумматор и индикатор, вторичные зонды М - зондового направленного ответвителя многоьюдовой мощности соединены с двумя идентичными переключателями, свободные каналы которых подключены к согласованным нагрузкам, а выходные каналы через синфазный сумматор соединены с индикатором, например с электронно-вычислительной машиной. На чертеже дана структурная электрическая схема предлагаемого устройства. Устройство содержит М-зондовый направленный ответвитель 1 многомодовой мощности, переключатели 2, синфазный сумматор 3 и индикатор 4, при этом вторичные зонды М-зондового направленного от ветвителя 1 соединены с двумя идентичными переключателями 2, свободные каналы которых подключены к согласованным нагрузкам 5, а выходные каналы через синфазный сумматор 3-соединены с индикатором 4. Устройство работает следующим образом. Синхронизатор 6 по программе, заданной программатором 7, обеспечивает передачу результатов измерения от частотно-избирательного инш1катора 8 непосредственно к электронно-вычисли тельной машине (ЭВМ) 9 синхронно с переключением каналов переключателей 2, осуществляемым исполнительньм механизмом 10. На выходе ЭВМ 9 включен блок 11 отображения информации. Час-тотно-избирательный индикатор 8 измеряет мощность сигналов на выходе каждого зонда, нри этом одно из входных плеч cиJ фазного сумматора 3 через выходной канал переключателя 2 подсоединяется к согласованной нагрузке 5. Затем частотно-избирательный индикатор 8 измеряет мощность на выходе синфазного сумматора 3 при шобой комбинации двух, зондов, г ри1 адлежащих к разным группам, Отсчет частотно-избирательного индикатора 8 передается в ЭВМ 9, Далее на основе кода, вы{)абагываемого прюграмматором 7 с noMOiiaoo исполнительного механиз ма Ю коммутируется новая комбинация зондов, после чсл-о частотно-избирательный индикатор 8 фиксирует новое значение уров ня мощности и т.д. Об1)аботанная информаш считывается с блока 11 отображения. Уст{ ойстьо, измеряя только уровни миш- ностк, И1)аи()ля1,-т получить И1|ф(1рм11цию для восстаио15.и.Ч111Я (jayу-.сиглалоР на выходе зондов но pivjs лыа гак1 iii japiibix перекрес )1ЫХ jKiMciKiHuu. Д-я этого все а;))1ды nojjвой групшл K.jMMyTHjjyiuTCi) с двумя И1К)()Л1)11) Bi.iupajuii.iMii ;(0)1дами второй IpyHiiu (дли i)ii;i:;ii-.п-шисти, с: 1и;{)выми двумя), 1,2.., ,/ что ;iaiT / - 1,2. l.k;(; I чп aBiiuiiCii зонды (ггорой Ily ны - с; iipuii:uioJibiio BijiopiUnibJMii uoit- дамл ni.iiJiiiii группы, лапри.и:р i 1,2; 3,4.., . (СТЬО И15р(;К))иСТНЫХ u;if.)iiiji paniii) 2ЛА-4. 11о(;кол1,ку 11азности мк-жду V.-, ji V.; совпадаи)Т с точностью до 2iX но 5 1,2..., /Ij, . y,.2ftC Полагая V О, находят остальные фазы jja аг)ндах .-)вой i-руппы путем минимис а- шш выражений 6,ll.r:2:c,).A,/4-0/f,M)/V j/4-i) ,j,c-0t i). Нмйд.)ное оптимал1)Ное зжмчение дпт к ответу V ) /V по всем па1)ам (3 i, ,Й ° iV-.-p) Дчит flOзмoжнocтьo ;):дeлпть gl. Измеренные значения мощности сигналов на выходе зондов и восстановленные фазы составляют правую часть системы уравнений огноситель но амплиОД и фаз высших типов волн. ...sf. где V Kg - амплитуда сигнала на выходе 5 -го зонда; V0 - восстановленная фаза сигнала на J ыxoдe S -го зонда. Приведен)1ые соотношения позволяют восстановигь набррфаз с точностью до знака, что приводит к двум наборам сопряженных друг другу комплексных амш1нтуд сигналов во вторичных зондах. Устройство позволяет для исключения неверного р,шения получить дополнительную пзбь точиуюи1и1юрмадию с помощью дополнительных зондов. Если таких зо}{дов F-М - N N осно&ных, то новую совокупность W зондов можно получить Заменяя добавочными любые зонды первопачалышго набора. Для реального устройства при иовырожденнон системе зондов, когда матрица ;:оэф1|)ппиен1Х)в передачи D имеет ранг N , нет)уд)10 получить оценку у - , онределяющую вероятность нолучения неви;)ного решения, гдеД11аксимальная относительная погрешность в измерениях уровня мощности. При Р 3-4 и Horjj(jiii)ioc;TH индикати) Д 0,1-0,25 гарант11руе.1ая надежность П|)аа11льи;;с1-и результата р 1 - и,Гп)7. Избыточная ннфурмапия, накапливаемая в памяти ЭВМ, пспильзустся для повышения точности измер1;11ий. Эк сне Л1М октальное исследовапне устройства гкжазало, что при ЗО-зондовой измерительной секции возмоя но изме1)ить амплитуды и фазы 24 высших типов волн. нроведения изме1)ений н обработки их результатов не нревьпиает 10 мин. Спектр анализируемых типов волн расширен в 2 раза по С1)авнени;ю с известным устройством, а время обработки результатов уменьше}ш примерно в 6 раз. Формула 13об.ретения Устройство для измерения амплитуд и фаз высших типов волн в многомодовом волноводе, содержащее М-зондовый направленный ответвитель многомодовой мощности, переключатели, синфазный сумматор и ин/шкатор, отличающееса хем, что, с целью расширения спектра анализируемых типов волн и упрощения процес-

са измерения, вторичные зонды М-зондового направленного ответвителя многомодовой мощности соединены с двумя идентичными переключателями, свободные каналы которых подключены к согласованным нагруэкам, а выходные каналы через синфазный

i-Bсумматор соединены с индикатором, например с электронно-вычислительной машиной. Источники инфоомаиии, принятые во вш ыание при экс11ертизе:

5l.evittsorf I}.S,.CfEEE . опМТТ

V.MTT-j4,№7 ,1966,p.p.3iO-532