Устройство для измерения нестабильности фазовых сдвигов свч-элементов Советский патент 1979 года по МПК G01R25/02 

1

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к технике измерения нестабильности фазовых сдвигов СВЧ-элементов.

Известен фазометр, состоящий из генератора СВЧ-сигнала, измерительной линии, исследуемого устройства и модулятора, из диода модулятора, ИЧ-генератора и источника постоянного тока, измерительной линии, микрометрического индикатора линии, линейного нреобразователя, нредварительного усилителя иизкой частоты, фильтра нижних частот, усилителя низкой частоты, синхронного детектора и прибора индикатора 1. Этот фазометр наиболее близок к изобретению но технической сущности п достигаемому эффекту.

Недостатками фазометра являются иизкая разрещающая способность из-за сжатой шкалы отсчета разности фаз и, следовательно, невысокая точность измерения.

Цель изобретения - иовыщение точности измерения.

Для этого в устройство, содержащее СВЧ-генератор, измерительную линию с зондом, подключенным к одному входу линейного преобразователя, выход которого связан с последовательно включенными предварительным усилителем низкой частоты, нижних частот, усилителем низкой частоты и одним входом синхронного

2

детектора, выходом соединенного с самописцем, а другим входом - с низкочастотiibiM генератором, ферритовый циркулятор, зажимы для подключения исследуемого

СВЧ-элемента, причем выходной зажим соединен с ВЧ-входом модулятора, НЧ-входом соединенного с низкочастотным генератором и источником постоянного напряжения, введены вторая измерительная линия

с зондом, жестко закрепленная с первой измерительпой линией через замедлитель скорости передвижения зоида нервой измерительной линии. При этом СВЧ-генератор по выходу соединен через первую измерительную линию с первым плечом ферритового пиркулятора, второе плечо которого по направлению циркуляции соединено с входным зажимом для подключения исследуемого СВЧ-элемента, а третье плечо его - с

входом второй измерительной линии, выход которой связан с согласованной нагрузкой, а зонд - с вторым входом линейного нреобразователя. На чертеже представлена схема устройства для измерения нестабильности фазовых сдвигов СВЧ-элементов.

Устройство состоит из СВЧ-геиератора 1, измерительных линий 2, 3, ферритового циркулятора 4, одно нлечо которого по направленню циркуляции соединено с входным зажимом для подключения исследуемого СВЧ-элемента 5, модулятора 6, согласованной нагрузки 7, зондов 8, 9 с замедлителем 10 скорости передвижения зонда первой измерительной линии относительно зонда второй измерительной линии, линейного преобразователя 11, предварительного усилителя 12 низкой частоты, фильтра 13 н 1 кних частот, усилителя 14 низкой частоты, синхронного детектора 15 и самописца 16, а также из низкочастотного генератора 17, источника 18 постоянного тока. Немодулированный сигнал с генератора 1 следует на первую измерительную линию 2, где частично ответвляется зондом 8. С выхода измерительной линии сигнал поступает через циркулятор 4 по направлению циркуляции через исследуемый СВЧ-элемент 5 на модулятор 6. Отраженный от модулятора промодулированный сигнал идет в обратном направлении через исследуемый СВЧ-элемент, циркулятор по направлению циркуляции на вторую измерительную линию 3, где частично ответвляется зондом 9. Измерительная линия 3 нагружена на согласованную нагрузку 7. Оба сигнала: немодулированный и промодулированный с зондом 8, 9 соответственно - поступат на оба входа преобразователя И. В результате преобразования выделяется частота модуляции. При этом в качестве гетеродина используется немодулированный сигнал. После усиления в предварительном усилителе 12, выделения первой гармоники частоты модуляции фильтром 13, усиления в усилителе 14 сигнал синхронно с модуляцией детектируется в синхронном детекторе 15. Напряжение модуляции поступает от генератора 17, постоянное напряжение смещения на диод 19 модулятора 6 подается от источника 18 постоянного тока. Нестабильность фазового сдвига устройств измеряется фазометром при таких соотношениях немодулированного и промодулированного сигналов, при которых низкочастотный сигнал на выходе линейного преобразователя отсутствует. Уменьшение погрешности фазометра осуш,ествляется здесь за счет растягивания шкалы отсчета разности фаз. Для растягивания шкалы отсчета разности фаз в устройстве исключается обратное следование промодулированного сигнала по тому же тракту. Ферритовый циркулятор 4 направляет отрал енный от модулятора промодулированный по фазе сигнал на вторую измерительную линию 3 с зондом 9, которая служит калиброванным фазовращателем в тракте обратного промодулированного сигнала. В результате этого в предлагаемом устройстве оценка величины фазовой нестабильности проводится с помощью двух измерительных линий, жестко закрепленных между собой. Величина, на которую надо растянуть шкалу фазометра, регулируется от 2 до оо с помощью установленного замедлителя 10 скорости передвижения зонда первой измерительной линии относительно зонда второй измерительной линии, путем изменения скорости замедления. При максимальном замедлении скорости, когда зонд второй измерительной линии перемещается относительно неподвижного зонда первой линии, изменяется длина пути следования только обратного промодулированного сигнала. Поэтому шкала предлагаемого фазометра растягивается в два раза по сравнению с известным. При нулевом замедлении скорости оба зонда перемещаются с одинаковой скоростью. Шкала предлагаемого фазометра растягивается до бесконечности, так как длина пути следования немодулированного и обратно промодулированного сигнала изменяется пропорционально с противоположными знаками. Калибровка предлагаемого устройства до начала измерений производится следующим образом. Устанавливают расчетное значение замедления скорости, обеспечивающее требуемую цену деления щкалы. Передвигая зонды 8 и 9 измерительных линий, связанные между собой с помощью замедлителя скорости передвижения зонда первой измерительной линии относительно зонда второй измерительной линии, определяют два соседних минимума сигнала по самописцу 16. При этом отсчитывается расстояние I между этими минимумами по линейке второй измерительной линии. Так как расстояние между двумя соседними минимумами соответствует электрической длине 180°, то цена одного минимального деления по линейке второй измерительной линии, выражаемая в градусах фай 180 зы, определяется дробью ,. Цена одного деления по шкале самописца, выраженная в градусах фазы, определ 180° ляется дробью , где А - показание самописца при перемещении зонда второй измерительной линии на одно минимальное деление по линейке линии относительно точки минимума сигнала. Формула изобретения Устройство для измерения нестабильности фазовых сдвигов СВЧ-элементов, содержащее СВЧ-генератор, измерительную линию с зондом, соединенным с одним входом линейного преобразователя, выход которого соединен с последовательно включенными предварительным усилителем низкой частоты, фильтром нижних частот, усилителем низкой частоты и одним входом синхронного детектора, выходом соединенного с самогшсцем, а другим входом - с низкочастотным генератором, ферритовый циркулятор. зажимы для подключения исследуемого СВЧ-элемента, выходной зажим соединен с ВЧ-входом модулятора, НЧ-входом соединенного с низкочастотным генератором и источником постоянного напряжения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, введены вторая измерительная линия с зондом, жестко закрепленная с первой измерительной линией через замедлитель скорости передвижения зонда первой измерительной линии относительно зонда второй измерительной линии.

причем СВЧ-генератор по выходу соединен через первую измерительную линию с первым плечом ферритового циркулятора, второе плечо которого по направлению циркуляции соединено с входным для подключения исследуемого СВЧ-элемента, а третье плечо его - с входом второй измерительной линии, выход которой соединен с согласованной нагрузкой, а зонД-с вторым входом линейного преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 283336, кл. G 01R 25/02, 1968.

Q-Q