Устройство для измерения потерьНЕВзАиМНыХ чЕТыРЕХпОлюСНиКОВ Советский патент 1981 года по МПК G01R27/28 

Изобретение относится к радиотех нике, а также измерительной технике и может быть использовано в качестве измерителя потерь СВЧ невзаимных четырехполюсников . Известно устройство для измерения потерь невзаимных четырехполюсников, содержащее перестраиваемый сверхвысо кочастотный генератор, выход напряжения качания которого подключен к горизонтальным отклоняющим пластинам электроннолучевой трубки, и две цепи каждая из которых состоит из последовательно соединенных вентиля, направленных ответвителей прямой и обратной волн с детекторами во вторичных каналах и сверхвысокочастотного переключателя, и также два сумматора входы одного из которых соединены с выходами вторичных каналов направлен ных ответвителей прямой волны, а дру го го - с выхода1 О1 вторичных каналов направленных ответвителей обратной волны, а выходы сумматоров подключены к соответствующимвходам измерителя отношений, выход которого под ключен к вертикальным отклоняющим пластинам электроннолучевой трубки, при этом одни выходы сверхвысокочастотных переключателей соединены через отрезок калибровочного волновода, а к другим подключен исследуемый невзаимный четырёхполюсник L11. Однако известное устройство имеет большие погрешности при измерении прямых и обратных потерь, связанные с наличием рассогласований в тракте, которые приводят к переотражениям от входа и выхода измеряемого четырехполюсника, и, следовательно, дополнительной систематической погрешности, Цель изобретения - повышение точности при измерении прямых и обратных потерь. Для этого в известное устройство для измерения потерь невзаимных четырехполюсников, содержащее перестраиваемый сверхвысокочастотный генератор, выход напряжения качания которого подключен к горизонтальным отклоняющим пластинам электроннолучевой трубки,.и две цепи, каждая из которых состоит из последовательно соединенных вентиля, направленных ответвиг телей прямой и обратной волн с детекторами во вторичных каналах, и сверхвысокочастотного переключателя, и также два сумматора, входы одного из которых соединены с выходами вторичных каналов направленных ответвитеей прямой волны, а другого - с выодами вторичных каналов направленных ответвителей обратной волны, а , выходы сумматора подключены к соответствующим входам измерителя отношений, выход которого подключен к вертикаль- , ным отклоняющим пластинам электронноучевой трубки, при этом одни выходы сверхвысокочастотных переключателей соединены через отрез.ок калибровочного волновода, а к другим подключен ис- Q следуемый невзаимный четырехполюсник, введено трехдецибельное гибридное соединение с электрически управляе-. ыми аттенюаторами, включенными на его выходах, при этом вход трехдецибельного гибридного соединения соеди- 5 нен с выходом перестраиваемого сверхвысокочастотного генератора, а выход каждого электрически управляемого аттенюатора соединен с входом соответствующего вентиля, а их управляющие 20 йходы соединены с противофазными выходами введенного блока управления.

На чертеже представлена структурно-электрическая схема предлагаемого устройства.25

Устройство для измерения потерь невзаимных четырехполюсников содержит перестраиваемый сверхвысокочастотный генератор 1, электроннолучевую трубку (ЭЛТ) 2, вентили 3 и 4, направленные ответвители 5 и б пряой волны, направленные ответвители 7 и 8 обратной волны с детекторами во вторичных каналах, сверхвысокочастотные переключатели 9 и 10, два сумматора 11 и 12, измеритель 13 отношений, отрезок 14 калибровочного волновода, исследуемый невзаимный четырехполюсник 15, трехдецибельное гибридное соединение 16, связанное с электрически управляемыми аттеню- 40 аторами 17 и 18, блок 19 управления. Устройство работает следующим образом.

В режиме калибровки сверхвысокочастотные переключатели 9 ,и 10 ус- Е танавливаются в положение d и- с(,

перестраиваемый сверхвысокочастотный генератор 1 и блок 19 управления переводна -ся в ручной режим работы, а частота СВЧ-сигнала устанавливает- г« ся равной средней рабочей частоте исследуемого невзаимного четырехполюсника 15. При этом блок 19 управления станавливается в такое положение, при котором управляемый аттенюатор 17 включен, а аттенюатор 18 выключен, и к входам измерителя 13 отношений подключены выходы сумматоров 11 и 12. При таком состоянии измерительного ракта СВЧ-сигнал поступает от сверхвысокочастотного генератора 1 на 60 вход трахдецибельного гибридного соеинения 16, где распределяется поовну между двумя каналами. Сигнал

со второго выхода трехдецибельного гибридного соединения 16 поглощает- 5

ся управляеьим аттенюатором 18 и дешьше в измерительный тракт не поступает. Сигнал с первого его выхода проходит через управляемый аттенюатор 17, вентиль,3, основные волноводные каналы направленных ответвителей 5 и 7, сверхвысокочастотный переключатель 9, отрезок 14 калибровочного волновода, сверхвысокочастотный переключатель 10, основные волноводные каналы направленных ответвителей 8 и б и поглощается вентилем 4. При этом на выходах детекторных секций направленных ответвителей 5 и 8 появляются сигналы, соответствующие уровню мощности на,входе и выходе отрезка 14 калибровочного волновода, и на первом входе измерителя 13 отношений появляется сигнал (при квадратичном детектировании)

(1)

Р-, .

Uгде Р - уровень мощности на входе

тракта 7-9-14-10;

К - коэффициент передачи тракта 5-11.

На втором выходе измерителя 13 отношений появляется сигнал

(2:

а - 9 10 где К - коэффициент передачи тракта 8-12;

S - коэффициент передачи соответствующего индексу узла устройства. При этом Sy Регулируя коэффициеттом передачи тракта 8-12, устанавливают измеритель отношений на О дБ. Это происходит при U ки, ,(3)

К-,

где

К

Sg- S-,,

На следующем зтапе калибровки бло 19 управления устанавливают в положение, при котором сигнал от перестраиваемого сверхвысокочастотного генератора 1 проходит последовательно через трехдецибельное гибридное соединение 16, аттенюатор 18, вентил 4, направленные ответвители 6 и 8, сверхвысокочастотный переключатель 10, отрезок 14 калибровочного волновода, сверхвысокочастотный переключатель 9, направленные ответвители 7 и 5 и поглощается вентилем 3.

Б этом случае на первом входе измерителя 13 отношений появляется сиг 1) - к р(Ч)

и - к г/2,О ;

где Р/2. - уровень СЕЧ-мощности на входе тракта 8-10-14-9; к - коэффициент передачи тракта 6-11, а на втором входе измерителя отношений появляется сигнал

u4 - 4 Sg Sg S . р,. (6) Регулируя коэффициентом передачи тракта 7-12, вновь устанавливают измеритель отношений на О дБ, при этом Ul .(7)

-

KJ

к

где

(8)

KA,SS Sto Sg На этапе измерения сверхвысокочас тотные переключатели 9 и 10 устанавл ваются в положение б и б ,а перестра ваемый сверхвысокочастотный генерато 1 и блок 19 управления переводятся в автоматический режим. Пилообразное напряжение с частото качания f подается с перестраиваемого сверхвысокочастотного генератора 1 на отклоняющие пластины ЭЛТ в качестве напряжения развертки, а бло 19 управления вырабатывает управляющие импульсы с такой частотой F. iriuoi I,- 1 акои Mctijxuгои / , п, где п определяет число точек измерения в пределах полосы качания. На экране ЭЛТ луч очерчивает две линии, одна из которы представляет функцию РПР сем ) (9 где ЭПР прямые потери исследуемого невзаимного четырехполюсниKafСВЧ частота сигнала, а другая функцию (yp «з.).Со где обратные потери исследуемого невзаимного, четырехпо люсника. Когда СВЧ-сигнал поступает в измерительный тракт через аттенюатор 17, на первом входе измерителя 13 отношений будет напряжение j - 3 Y учитывая выражение Уд Р-, . При этом на выходе измерителя 13 отношений будет %Р 204 If- 20е(|Ьпр. где А - измеряемые прямые потери в ДБ. Когда СВЧ-сигнал поступает в измерительный тракт через аттенюатор 18, на втором входе измерителя 13 отношений будет напряжение SII.P. К, Sg- учитывая выражение и. к;.р,оггр- а- (15 При этом на выходе измерителя 13 отношений будет - .o . (16 где Л гр - измеряемые обрагные потери (13 Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает высокую точность в автоматическом режиме измерений. Формула изобретения Устройство для измерения потерь невзаимных четырехполюсников, содержащее перестраиваемый сверхвысокочастотный генератор, выход напряжения качания которого подключен к горизонтальным отклоняющим пластинаьм электроннолучевой трубки, и две цепи, каждая из состоит из последовательно соединенных вентиля, направленных ответвителей прямой и обратной волн с детекторами во вторичных каналах, и сверхвысокочастотного переключателя и также два сумматора, входы одного из которых соединены с выходами вторичных каналов направленных ответвителей прямой волны, а другого - с выходами вторичных каналов направленных ответвителей обратной волны, а выходы сумматоров подключены к соответствующим входам измерителя отношений, выход которого подключен к вертикальным отклоняющим пластинам электроннолучевой трубки, при этом одни выходы сверхвысокочастотных переключателей соединены через отрезок калибровочного волновода, а к другим подключен исследуемый невзаимный четырехполюсник, отличающееся тем, что, с целью повышения точности при измерении прямых и обратных потерь, введено трехдецибельное гибридное соединение с электрически управляемыми аттенюаторами, включенными на его выходах, при этом вход трехдецибельного гибридного соединения соединен с выходом перестраиваемого сверхвысокочастотного генератора, а выход Кс1Ждого электрически управляемого аттенюатора соединен с входом соответствующего вентиля, а их управляющие входы соединены с противофазными выходами введенного блока управления. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 192871, кл. G 01 R 27/32, 1967 (прототип).