Свч-коррелометр Советский патент 1981 года по МПК G06G7/19 

(54) СВЧ КОРРЕЛОМЕТР

i Изобретение относится к радиоизмерительной технике, а именно к уст ройствам, предназначенным для измерения корреляционных функций сигналов с весьма малым интервалом корре ляции ( с) и можетбыть .использовано, в ядерной технике, в нано- и пикосекундной импульсной технике. ; .; ; ;. Известен СВЧ коррелометр fl параллельного действия, содержащий по лосковую линию задержки и ряд умножителей, размещенных так, что перемножаемые сигналы поступают на каждый из них С определенной фиксированной задержкой. Для измерения кор реляционной функции сигналов выходы перемножительных ячеек по очереди подключаются к входу осциллографа. Как известно, точность измерения, коррелядионнУх функций определяетс:я в частности, минимальным шагом,задержка, т.е. интервалом между значениями задержки, при которых измеряются отдельные точки корреляцио Ной функции. В известном коррелометре шаг задержки фиксирован и забисит от числа ячеек.,, Недостатком такого устройства является его сложность и малая, точ ность ввиду разброса параметров перемножителей и конечногочисла ячеек. Известен KOppejioMeTp последовательного действия 2}, содержащий полосковую линию, к которой посредством скользящего.контакта подключен нелинейный элемент, и интегратор. Сигналы поступают на- оба конца линии. При перемещении нелинейного элемента, вдоль, линии на него поступает сумма входных сигналов, время задержки между которыми определяется в каждой точке расстоянием от этой точки до концов линии. На выходе интегратора регистрируют корреляционную функцию входных сигналов. Однако при измерении корреляционных функций с малым интервалом корреляции точность; обеспечиваемая известным коррелометром, во многих случаях нёдостаточна. Так например, при измерении корреляционной функции вида случайного гармонического сигнала а частотой 10 ГГц, для обеспечения погрешности не более 1% минимальный шаг времени задержки должен составлять не более 7 ПС. Это соответствует перемещению нелйнейного элемента вдоль полоскоВОЙ линии известного коррелометра на величину менее 1 мм. При измерении ко5 рёляциЬнньЬ ; функций более высокочастотных сигналов, а также для сигналов с меньшим интервалом корре гяции нёобходима я величина указывается меньше 7 пс, т.е. требуется перёме щение нелинейного элемент а меньше /чем на 1 м. В йзШЙ-йЪй корр ёл6метре техническая реализация шага задержки указанной величины представляет собой задачу практически неосуществимую, что ведет к невозможности обеспечения необходимой точности. Целью изобретения является повышение точности измерения корреляцион ных функций при уменьшении шага задерж| и. . Поставленная цель достигается тем что Ь СВЧ коррелометр, содержащий ос новную полосксвую ; линию задержки со слбёМдиэлектрика, нелинейный элемент,выход которого подключен к вхо ду интегратора, дополнительно введены два разветвителя, входы которых -ЯВЛЯЮТСЯ соответственно первым-и вто рым входами коррелометра, фазовращатель, вторая полОсковаЯ линия задерж ки со слоем диэлектрика и подвижная диэлектрическая пластина, размещенная между слоями диэлектрика первой и второй полосковых линий задержки, причемвходы первой колосковой линии задержки соединены соответственно с первыми.выходами первого и второго разветвителей, входы второй полосковой линии ззщержки соединены соответ . ственно со вторым входом первого раз ветвителя и с выходом фазовращателя, вход которого подключен к второму вы ходу второго развётвителя, вход lieлинейного элемента соединен с отводом первой полосковой линии задержки.-. На фиг. 1 приведена структурная схема СВЧ коррелометра; на фиг. 2 - один из вариантов выполнения св.язанных полосковых линий с введенной диэлектрической пластиной. СВЧ коррелометр содержит основную полосковую линию 1 заодержки длиной Е и вторую полосковую линию 2 задержки, связанную с линией 1. Линии 1, 2 разделены слоем основного диэлектрика 3. С возможностью ввода в основной диэлектрик 3 и вывода из него . установлена диэлектрическая пластина 4. К фиксированной точке линии 1 На расстоянии 6 от ее первого входа подключен нелинейный элемент 5, на выходе которого включен интегратор б Первый и второй вхЬдылиний 1 соеди нёны с первами выхйдс1Мй развётвите лей 7, 8 соответственно. Первый вход линии 2 соединен со вторым выходом разветвителя 7.непосредственно, а второй вход линии 2.соединен со вторым выходом разветвителя 8 через фазовращатель 9. СВЧ коррелометр работает следуюим образом. Сигнал 2 Ui(t) поступает на вход азветвителя 7, а сигнал 211(1) потупает На вход разветвителя З.Разетвители 7,- 8 обеспечивают разделение входных сигналов на два сигнала, авных по амплитуде и фазе. На первые ходы с вязанных линий 1, 2 поступают инфазные сигналы U, (t). На второй ход полосковой линии 1 поступает игнал U(t), а на второй вход линии 2 - сигналы -U2(t)J , сдвинутый фазоращателем 9 на 180 по сравнению с игналом Ua(f) на втором входе лиии 1. Синфазные сигналы, поступаюДие на связанные полосковые линии , 2 со стороны их первых входов, озбуждают в каждой из них быстрые олны. Скорость этих волн определяетя параметрами полосковых линий 1, 2: ТГГ де L,C - соответственно распределенные индуктивность и емкость прлосковых линий. Противофаз ные сигналы и ,j(t) и -(i(t}l поступающие на связанные полосковые линии 1, 2 со стороны их вторых входов, возбуждают в каждой из них медленные волны, которые распространяются в линиях со скоростью V L() где GO емкость связи между линиями 1, 2. Линия 1 осуществляет суммирование сигналов, поступивших со стороны первого и второго входов Поэтому на вход Нелинейного элемента 5 поступаетсумма сигналов + и. (t - -tr ) , -задержка сигнала U(t) относительно первого входа линии 1; -задержка сигнала U,2.(t) относительно второго входа линий 1. Задержка сигналов U(t) и ) друг относительно друга на входе нел инейногО элемента 5 составит Т -С, Напряже ие с выхода нелинейного элемента 5 U -Ct-ET,) - U(t- С,) + 2U, и t - {C.-li); поступает на интегратор б, на выхо которого регистрируют корреляционную функцию входных сигналов, При вводе диэлектрической пласт ны 4 в основной диэлектрик 3 или вы воде из него изменяется ёмкость С( связи между линиями 1,2 ;.: Со е-1 d 6-id - АВ- to cc-(g - €о ) где Сп -емкость связи при выведенной клиновид ной пластине; -площадь перекрытия связанных линий; -зазор между линиями -ход пластины; , -диэлектрическая, про ницаемость: основног диэлектрика 3; -диэлектрическая про ницаемость диэлектр ческой пластин 4; - угол между плоскост ми ;;линовидной плас тины. ;.. Это приводит к изменению скорости медленных волн в линиях 1, 2. Эта скорость принимает значение W2Co,cJ e,dt-4etQ;-.(-€j:i в точке подключения нелинейного элег мента 5 задержка сигналов l)(t) и Uo(t) друг относительно друга состав ляет . , -т где - задержка сигнала U(t) отно сительно .второго входа линии 1 при новом положении диэлектрика 3; . V, - скорость распространения медленных волн при но5зом , положении диэлектрика:3. При этом шаг задержки . - -- 4r-v| - -- l « После подстановки выражений для Ч и vi получкм ;.

.Ai: {e-ejVLc d-Ae-tc5ci(,

.в частном случае, при 9-6. 0,01 м/

УИс 5 - ; d 0,003 м;. Ае м .

0,001 м; с 10° к 0,33,- .получим л t 2 по.

50

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Н

k

3