Устройство для измерения ослабления четырехполюсников Советский патент 1977 года по МПК G01R27/28 

1

Изобретение отиосится к измерительной технике и может использоваться для калибровки аттенюаторов и измерения ослабления различных четырехполюсников в миллиметровом и субмиллиметровом диапазоне длин волн.

Известно устройство для измерения затухания и фазы в СВЧ-тракте миллиметрового диапазона, построенное по одногенераторной супергетеродинной схеме, позволяющее измерять ослабление в динамическом диапазоне 70-80 дБ 1.

Повышение динамического диапазона в известном устройстве ограничено конечной развязкой между гетеродинным и сигнальным каналами.

Известна двухканальная супергетеродинная установка для калибровки аттенюаторов, содержапхая два сверхвысокочастотных генератора с входами синхронизации и двумя выходами, первый выход одного из которых соединен с входом балансного смесителя через исследуемый четырехполюсник, а первый выход другого - непосредственно, выход баллансного смесителя через усилитель и фа.ювый детектор соединен с индикаторами ослабления и фазы измерительного канала, генератор опорной частоты 2.

Однако в известном устройстве рабочая частота канала синхронизации и измерительного канала совпадают, что при работе в миллиметровом и субмиллиметровом диапазоне длин волн за счет паразитных связей указанных каналов заметно снижает динамический диапазон измеряемых ослаблений, кроме того, в милиметровом диапазоне волн возникают более жесткие требования к стабильности частоты сверхвысокочастотных генераторов. Обеспечение достаточной развязки применением широкодиапазонных невзаимных устройств в миллиметровом диапазоне приводит к известным трудностям.

С целью обеспечения работоспособности устройства в миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах частот при сохранении параметров в него дополнительно введен генератор-синхронизатор с двумя выходами, два еверхвысокочастотных умножителя-смесителя, два фазовых детектора, два усилителя с двумя выходами, два умножителя частоты и низкочастотный смеситель, причем вторые выходы сверхвысокочастотных генераторов и выходы генератора - синхронизатора соединены с входами сверхвысокочастотных умножителей - смесителей, выходы которых соединены с входами синхронизации сверхвысокочастотных генераторов через последовательно соединенные усилители и фазовые детекторы, генератор опорной частоты соединен с фазовыми детекторами через умножители частоты,

а вторые входы усилителей соединены со входами низкочастотного смесителя, выход которого соединен с усилителем и фазовым детектором измерительного канала.

На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства для измерения ослабления четырехполюсников.

Устройство для измерения ослабления четырехполюсников содержит СВЧ-генераторы 1, 2 с входами синхронизации и двумя выходами, первый выход одного из которых соединен с входом балансного смесителя 3 через исследуемый четырехполюсник 4, а иервый выход другого-непосредственно, выход балансного смесителя 3 через усилитель 5 и фазовый детектор 6 соединен с индикаторами 7 и 8 ослаблеиия и фазы измерительного канала, генератор 9 опорной частоты, дополнительно введенный генератор-синхронизатор 10 с двумя выходами, СВЧ-умножители-смесители 11, 12, фазовые детекторы 13, 14, усилители 15, 16 с двумя выходами, умножители 17, 18 частоты и низкочастотный смеситель 19, нричем вторые выходы СВЧ-генераторов 1, 2 и выходы генератора-синхронизатора 10 соединены с-входами СВЧ-умножителей-смесителей 11, 12, выходы которых соединены с входами синхронизации СВЧ-генераторов 1, 2 через последовательио соединенные усилители 15, 16 и фазовые детекторы 13, 14, генератор 9 опорной частоты соедииеи с фазовыми детекторами 13, 14 через умножители 17, 18 частоты, а вторые выходы усилителей соединены со входами иизкочастотного смесителя 19, выход которого соединен с усилителем 5 и фазовым детектором 6 измерительного канала.

Устройство для измерения ослабления четырехнолюеников работает следующим образом.

Частоты сверхвысокочастотных генераторов 1, 2 смешиваются умножителями-смесителями 11, 12 с одной из гармоник генераторасинхронизатора 10 таким образом, что частота в каналах синхронизации СВЧ-генераторов 1, 2 отличается одна от другой, а их разность равна рабочей частоте измерительного канала (например, 25 МГц при рабочей частоте измерительного канала 5 МГц). Опорный сигнал частотой 25 МГц и 30 МГц получают от умножителей 17, 18, включенных на выходе генератора 9 опорной частоты 5 МГц (умножение соответственно в 5 и 6 раз). При такой иастройке СВЧ-геиераторов 1, 2 на балансном смесителе 3 измерительпого капала выделяется сигнал промежуточной частоты 5 МГц. Оиорпую частоту измерительного канала 5 МГц получают в каналах синхронизации с низкочастотиого смесителя 19, входы которого соединены со вторыми выходами усилителей 15, 16.

Повышение развязки между каналами синхронизации и измерительным каналом достигается выбором отличающихся рабочих частот в каналах сиихронизации генераторов 1, 2 и в измерительном каиале, применением направленных делителей мощности на выходе генераторов 1, 2 и включением в СВЧумножители-смесители 11, 12 фильтров нижних частот. Повышение устойчивости работы устройства и динамического диапазона измеряемых ослаблений достигается использовапием высоких рабочих частот в каналах синхроиизации и относительно низкой рабочей частоты измерительного канала, что иозволяет унифицировать измерительные блоки образцовых аттенюатора и фазовращателя, используемых в устройствах сантиметрового диапазона.

Формула изобретения

Устройство для измерения ослабления четырехиолюсииков, содержащее два сверхвысокочастотных генератора с входами синхронизации и двумя выходами, иервый выход

одного из которых соединен с входом балансного смесителя через исследуемый четырехполюсник, а первый выход другого - непосредственно, выход балансного смесителя через усилитель и фазовый детектор соединен с

индикаторами ослабления и фазы измерительного канала, генератор опорной частоты, отличающееся тем, что, с целью обеспечения работоснособности в миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах частот при

сохранении параметров, в него доиолиительио введен генератор-синхронизатор с двумя выходами, два сверхвысокочастотных умножителя- смесителя, два фазовых детектора, два усилителя с двумя выходами, два умножителя частоты и иизкочастотньш смеситель, причем вторые выходы сверхвысокочастотнык генераторов и выходы генератора - синхронизатора соединены с входами сверхвысокоЧс стотных умножителей - смесителей, выходы которых соединены с входами синхронизации сверхвысокочастотных генераторов через последовательно соединенные усилители и фазовые детекторы, генератор опорной частоты соединеи с фазовыми детекторами через умножители частоты, а вторые выходы усилителей соединены со входами низкочастотиого смесителя, выход которого соединеи с усилителем и фазовым детектором измерительиого канала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР №175092, кл. G 01R 21/12, 1966.

2. Образцовая установка для калибровки аттенюаторов ДК1-6, «Труды ВПИИФТРИ. 1970, выи. 2 (32).