Устройство для измерения фазы Советский патент 1982 года по МПК G01R25/02 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для измерения фазовых характеристик различных устройств на высоких и сверхвысоких частотах.

.Известно устройство для измерения разности фаз, у которого для повышения точности измерения фазы канал опорных колебаний выполнен оптичес КИМ. Это позволяет уменьшить погрешности измерения за счет отсутствия отражений в опорном канале и паразитной связи между опорным и измерительным каналами 1.

Недостаток устройства - узкий рабочий диапазон. , .

. наиболее близким к предлагаемому изобретению по структуре и составу связей является устройство для измерения фазы, содержащее высокочастотный генератор, соединенный с делителем мощности, к.первому выходу которого последовательно подсоединены исследуемый СВЧ элемент, первый. вентиль, .разовый детектор и индикатор, а ко второму выходу - второй вентиль, выход- которого соединен с управляющим входом электроннроптического модулятора, источник когерентного света, оптически связанный

через электронно-оптический, модулятор и оптический фазовращатель с вторым-, входом фа.зового детектора.

с В известном устройстве фазовый детектор выполнен в виде фотоэлект- . ронного умножителя с высокочастотным резонаторсм,а электронно-оптический модулятор света осуществляет

JQ модуляцию интенсивности светового излучения оптического квантового генератора опорным высокочастотным сигналом. На выходе фазового детектора (фотоэлектронного умножителя) образуется сигнал, пропорциональный

15 фазовому сдвигу между опориыми колебаниями, постуйающими с второго вентиля на электрооп.тйческий модулятор, и сигнале измерительного канала, прошедшим через исследуемый

20 СВЧ элемент Э. ;

Takoe измерительное устройство обеспечивает большую точность измерения сдвига фазы, однако имеет существенный недостаток, заключающийся в его узкополосности. Это обусловлено узкополосностью фаэового детектора, выполненного в виде фотоэлектронного умножителя с высоко30 добротным СВЧ резонатором, и сравни , тельной узкополосностью электрооптического модулятора света. Целью изобретения является расширение рабочего частотного диапазона устройства для измерения разности .фаз. ; . Поставленная цель достигается тем что в .устройстве для измерения фазы содержа цём высокочастотный генератор соединенный с делителем мощности, к первому выходу которого последова тельно подсоединены исследуемый СВЧ элемент, первый вентиль, фазовый детектор и индикатор, а к второму выходу - подсоединён второй вентиль, источник когерентного света, оптически связанный через оптический фазовращатель со вторым входом фазового детектора, источник когерентного света выполнен с. модулирующим входом который соединен с выходом второго вентиля, а фазовый детектор - в виде лавинного фотодиода с согласующей цепью на входе и фильтром нижних час тот на выходе. На чертеже приведена структурная схема устройства. Устройство содержит генератор 1 высокочастотных колебаний, делитель 2 мощности, исследуемый СВЧ элемент 3, первый вентиль .4, согласующую цепь 5, лавинный .фотодиод 6, фильтр 7 нижних частот, индикатор 8, второй вентиль 9, источник 10 когерентного света, оптический фазовращатель 11. Согласующая цепь 5, лавинный фотодиод 6 и фильтр 7 нижних частот образуют фазовый детектор 12 .Устройство работает следующим образом. Высокочастотный сигнал от генератора 1 поступает на вход делителя 2 мощности. С первого выхода делителя 2 мощности высокочастотные колебания через исследуемое СВЧ устройртво 3 и первый вентиль 4 поступают на первый вход фазового детектора 12, Со второго выхода делителя 2 мощности высокочастотный сигнал через второй вентиль 9 поступает на источник 10 когерентного света и осуществляет модуляцию светового излучения по интенсивности опорными высокочастотными колебаниями. Источник 10 когерентного света генерирует высбкостабильиый когерентный сигнал в оптическом диапазоне частот (луч света), который через оптический фазовращатель 11 поступает на второй вход фазового детектора 42. В фазовом детекторе 12 согласующая цепь- 5 служит для согласования комплексного импеданса лавинного фотодиода в рабочем диапазоне частот устройства с измерительным каналом. Вентили 4 и 9. служат для развязки и уменьшения влияния отраженных волн. Фильтр 7 нижних частот служит для выделения в токе лавинного фотодиода 6 составляющей, пропорциональной разности фаз между опорными колебаниями, которыми модулирован по интенсивности световой луч, и высокочастотными колебаниями, поступившими на лавинный фотодиод из ;измерительного канала через согласующую цепь 5. Ток лавинного фотодиода определяется как действующим на нем высокочастотным напряжением, поступившим с согласующей цепи 5, так и интенсивностью его освещенности, которая определяется еветовьм лучом, поступившим с оптического фазовращателя 111. Интенсивность светового луча, р соответствии с изложенным, изменяется в такт с опорными высокочастотными колебаниями, поступающими на источник 10 когерентного света с второго вентиля 9. В результате ток лавинного фотодиода содержит составляющую, пропорциональную разности фаз между колебаниями опорного канала и колебаниями измерительного канала, прошедшим через исследуемый СВЧ элемент 3. Эта сзоставляющая тока выделяется фильтром 7 нижни х частот и индицируется на и.ндикаторе 8. Формула изобретения Устройство для измерения фазы, содержащее высокочастотный генератор, соединенный с делителем мощности, к первому выходу которого последовательно подсоединены исследуемый СВЧ элемент, первый вентиль, фазовый детектор и индикатор, а к второму выходу подсоединен второй вентиль, источник когерентного света, оптически связанный через оптический фазовращатель с вторым входом фазового детектора, о тли ч аю щ и и с я тем, что, с целью расшиЪения рабочего частотного диапазона, источник .когерентного света выполнен с. модулирующим входом, который соединен с выходом второго вентиля, а фазовый детектор - в виде лавинного фотодиода с согласующей цепью на входе и фильтром нижних частот на выходе. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент аОА 3319165,кл.234-83, 1967. 2. Авторское свидетельство СССР 720955, кл. С 01 Р 25/02,26.06,78.,