Измеритель фазового сдвига колебаний свч диапазона Советский патент 1978 года по МПК G01R25/00 

1

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для фазовых измерений на сверхвысоких частотах.

Известно устройство для измерения фазового сдвига, содержащее приемные каналы с сумматорами в каждом канале, перекрестные связи с делителями и индикатор 1. Однако это устройство обладает недостаточной точностью изме|рения.

Известен также измеритель фазового сдвига колебаний СВЧ-дианазона, содержащий опорный .и исследуемый каналы, каждый из которых включает в себя амплитудный модулятор, а исследуемый канал - и генератор стандартной частоты. Кроме того, .измеритель содержит последовательно включенные фильтр разностной частоты и множительное устройство, вход которого подсоединен к выходу генератора стандартной частоты в исследуемом канале, а также схему обработки инфО|рмации, включающую в себя формирующее устройство, cxej му совпадения и устройство перекрестной коммутации, которые при измерении фазы между двумя колебаниями СВЧ-диапазона предопределяют значительные погрешности измерения, обусловленные рассогласованием элементов СВЧ-тракта 2.

Цель изобретения - повышение точности измерения фазового сдвига. Это достигается

тем, что в измеритель фазового сдвига колебаний СВЧ-диапазона введены последовательно соединенные сверхвысокочастотный источник И делитель, а также эталонный фазовращатель, установочный фазовращатель, исследуемый СВЧ-элемент, сумматор, амплитудный детектор, синхронный детектор, второй низкочастотный генератор и стрелочный индикатор, при этом первый выход делителя подключен ко входу исследуемого канала, состоящего Из последовательно соединенных установочного фазовращателя, исследуемого СВЧ-элемента и амплитудного модулятора, второй выход делителя соединен со входом опорного канала, состоящего из последовательно соединенных эталонного фазовращателя и амплитудного модулятора, вторым входом соединенного с выходом второго низкочастотного генератора в этом канале, выходы амплитудных модуляторов в обоих каналах подсоединены к соответствующим входам сзмматора, выход которого подключен через амплитудный детектор к одному из входов синхронного детектора, другим входом соединенного с фильтром разностной частоты,а выходом - со стрелочным индикатором, а второй вход множительного устройства подключен к выходу второго низкочастотного генератора в опорном канале. На чертеже представлена функциональная схема измерителя кО лебан.ий СВЧ-диапазона. Этот измеритель содержит опорный И: исследуемый каналы 1 и. 2, каждый из которых снабжен амплитудным модулятором 3 и 4 соответственно. Один: из входов амплитудного модулятора 4 в исследуемом канале 2 соединен с выходом низкочастотного генератора 5. Измеритель содержит также последовательно соединенные, фильтр разностной частоты б и множительное устройство 7, вход которого соединен с выходом низкочастотного генератора 5 в исследуемом канале 2. Кроме того, изм еритель содержит последовательно соединенные св ерхвысокочастотный источник 8 и делитель 9, а также эталонный фазовращатель 10, установочный фазовращатель И, исследуемый СВЧ-элем ент 12, сумматор 13, амплитудный детектор 14, синхронный детектор 15, второй низкочастотный генератор 16 и стрелочный индикатор 17. Работа данного измерителя заключается в следующем. Сигнал СВЧ-источника 8 через делитель 9 поступает в опорный и исследуемый каналы 1 и 2 соответственно. В исследуемом канале 2 СВЧ-сигкал через установочный фазов,ращатель II;, исследуемый СВЧ-элемент 12 и амплитудный модулятор 4, удравляемый низкочастотным генератором 5 фиксированной частоты, поступает в сумматор 13, на другой вход которого поступает СВЧ-сигнал опорного канала I, состоящего из последовательно включенных эталонного фазовращателя 10 и амплитудного модулятора 3, управляемого низкочастотным генератором 16 фиксированной частоты. Предположим, что сигналы на входах (после делИ|теля 9) имеют одинаковые амплитуды Е. Тогда сигналы на выходах соответствующих каналов при гармонической амплитудной модуляции определяются е„ г f„ 1+ /Ин cos (2„)1 COS (f + f, + р«); е. , {1+т, cos (О,/) cos (ш + f, ,). (1 где - амплитуды сигналов на выходах соответственно исследуемого 2 и опорного 1 каналов; Ка, Ко, PI, ф2 -модули и фазы коэффициентов п&редачи соответствующих каналов; /Пи, то, йи, Йо - коэффициенты амплитудной модуляции и частоты модулирующих функций; Фи, фо - фазовый сдвиг, вносимый соответственно, исследуемым СВЧ элементом и эталонным фазовращателем. Эти сигналы суммируются в суммато.ре 13 И затем детектируются с помощью амплитудного детектора 14, на выходе которого низкочастотное напряжение имеет вид f/д /Г, { 1+ /и, cos ()Y + 1Д -f «в CQS () +2ЕА11 -f-/ cos X X , COS (Q,t) cos ()); (2) -ъ; (i - коэффициент, равный Ка-Ко. Сигнал вида (2) подается на синхронный детектор 15. Для индикации фазового сдвига используется напряжение частоты Йц- - fio,- которое имеет вид и - К -fgfo cos ( -f Ф) cos X X(QH-O.)J(3) С выходов низкочастотных генераторов 5 и 16 напряжения частоты И,, и йо подаются в множительное устройство 7, на выходе которого включен фильтр .разностной частоты 6 (). Напряжение этой частоты подаётся на опорный вход синхронного детектора 15, выход которого подключен к стрелочному индикатору 17. Изменением эталонного фазовращателя 10 добиваются компенсации напряжения частоты (QK-Йо), т. е. нулевого показания стрелочного -индикатора 17. При этом, как видно из (3), . Изменение Ф относительно я/2 в большую или меньшую сторону фиксируется индикатором 17 по отклонению стрелки влево -или вправо относительно нулевого значения. Формула изобретения Измеритель фазового сдвига колебаний СВЧ-диапазона, содержащий опорный и исследуемый каналы, каждый из которь1х снабжен амплитудным модулятором, один из входов которого в исследуемом канале соединен с выходом низкочастотного генератора в этом канале, а также последовательно соединенные фильтр разностной частоты и множительное устройство, вход которого соединен с выходом низкочастотного генератора в исследуемом канале, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения фазового сдвига, в него введены последовательно соединенные сверхвысокочастотный источник и делитель, а также эталонный и установочный фазовращатели, исследуемый СВЧ-элемент, сумматор, амплитудный детектор, синхронный детектор, второй низкочастотный генератор и стрелочный индикатор, при этом, первый выход делителя подключен ко входу исследуемого канала, состоящего из последовательно соединенных установочного фазовращателя, исследуемого СВЧ-элемента и амплитудного модулятора, второй выход делителя соединен со входом опорного канала, состоящего из последовательно оздиненных эталонного фазовращателя и амплитудного модулятора, вторым входом соединенного с выходом второго низкочастотного генератора в этом канале, выходы амплитудных модуляторов в обоих каналах подсоединены к соответствующим входам сумматора, выход которого подключен через амплитудный детектор к одному из входов синхронного детектора, другим входом соединенного с фильтром разностной частоты, а выходом - со стрелочным Индикатором, а второй вход множительного устройства

6

подключен к выходу второго низкочастотного генератора в опорном канале.

Источники информации, прИ1Нятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 455295, кл. G 01R 25/00, 30.12.74.

2.Авторское свидетельство СССР № 226027, кл. G 01R 25/00, 1965.