Устройство для измерения модуля и фазы комплексного коэффициента отражения свч-двухполюсников

Союз СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 06 94 б 0 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(71) Севастопольский приборостроительный институт(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МОДУЛЯ И ФАЗЫ КОМПЛЕКСНОГО КОЭФФИЦИЕНТА ОТРАЖЕНИЯ СВЧ-ДВУХПОЛЮСНИКОВ, содержащее последовательно соединенные СВЧ-генератор и отрезок линии передачи с четырехзондовым датчиком, выходы зондов которого подсоединены к соответствующим вхо,801191843 дам СВЧ-коммутатора, к выходу которого последовательно подключены квадратичный детектор, полосовой фильтр, фазометр и первый индикатор, а также линейный амплитудный детектор, вход которого соединен с выходом полосового фильтра, блок управления, выход которого соединен с управляющим входом СВЧ-коммутатора и с вторым входом фазометра, и второй индикатор, при этом выход отрезка линии передачи с четырехзондовым датчиком является выходом для подключения исследуемого СВЧ-двухполюсника, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, между выходом квадратичного детектора и входом второго индикатора последовательно включены фильтр нижних частот и блок деления, другой вход которо- э го соединен с выходом линейного амплитудного детектора.1191845 4 - К з=К- 2 П созГп) к ККЗк к55 оз (а 1+ Ч 4-),я-) 7 Г 2+2 ГЗщ1 21 Г 1 соз -1- 1 1. ГР - 2)Г)ззоязР 1.1. Гз - 21 Гсоз 2 ЯТ) - К)К 2 КЗ((1+Г). Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано в автоматических измерительныхсистемах и приборах встроенного контроля.Целью изобретения является повышениеточности,На чертеже представлена структурнаяэлектрическая схема устройства для измерения модуля и фазы комплексного коэффициента отражения СВЧ-двухполюсников.Устройство содержит последовательносоединенные СВЧ-генератор 1, отрезок 2 линии передачи с четырехзондовым датчиком,исследуемый СВЧ-двухполюсник 3, зонды4 - 7 четырехзондового датчика, соединенные с соответствующими входами СВЧ-коммутатора 8, управляющий вход которогосоединен с первым выходом блока 9 управления. Выход СВЧ)-коммутатора 8через квадратичный детектор 10 подключен квходам полосового фильтра 11 и фильтра12 нижних частот, а выход полосовогофильтра 11 - к входам линейного амплитудного детектора 13 и фазометра 14, второй вход которого соединен с вторым выходом блока 9 управления, выход фильтра12 нижних частот соединен с входом блока15 деления, второй вход которого соединен с выходом линейного амплитудногодетектора 13, а выход - с вторым индикатором 16, первый индикатор 17.Устройство для измерения модуля и фазы комплексного коэффициента отраженияСВЧ-двухполюсников работает следующимобразом,Сигнал Ц, от СВЧ-генератора 1 поступает отрезок 1 линии передачи с четырехзондовым датчиком к исследуемому СВЧдвухполюснику 3 с некоторым комплекснымкоэффициентом отражения Г=ГезР,где Г - модуль коэффициента отражения;- фаза коэффициента отражения.Отраженная волна (о, ринтерферирует с падающей. Анализ распределения поля осуществляется с помощью зондов 4 - 7 четырехзондового датчика, размещенных в различных сечениях таким образом, чтобы фазовые набеги между ними были равны эа/4. Сигналы на выходах зондов 4 - 7 определяются известными соотношениями 11- л сов пз 1+Ч); 1-л 1++ 2 созярсоз (91+ Ч 2); з) Р) з -)- 2 Гзтрсозяз 1-) Чз),где оз - частота СВЧ-сигнала;1 - текущее время; К - коэффициент передачи зонда четырехзондового датчика в предположении, что все зонды идентичны; Бл - амплитуда падающей волны; Ч - Ч 4 начальные фазы сигналов4 - Ь - 1Высокочастотные напряжения У 4 - У 7 с зондов 4 - 7 поступают на вход СВЧ-коммутатора 8, который периодически коммути рует с частотой й= 2 Т каждый из выходных сигналов зондов 4 - 7 в общий канал. При этом на выходе СВЧ-коммутатора 8 получается сигнал в виде периодической последовательности радиоимпульсов, Этот 15 сигнал детектируется квадратичным детектором 10. Выходной сигнал квадратичного детектора 1 О является периодической функцией, которая на интервале, равном периоду коммутации, имеет вид 20 К)К 2 Кэ(о(1+1 Г 2+21 Г 1 яптр) при 0(-4-.оК К Кз (+1 Г 2+2 Г 1 р), приа, )а = К)К 2 Кз.;з(1+1 Г 2 - 21 Гяптр), при -(К)К 2 КэОл+1 Г 1 - 2 Лсозтр), при ф(Т 25где К 2 - коэффициент передачи СВЧ-коммутатора 8 в состоянии включено.Кз - коэффициент преобразованияквадратичного детектора 10.Полосовой, фильтр 11, настроенный начастоту Ц выделяет первый гармонику выходного сигнала 11 з квадратичного детектора 10.)р = К КЗКзК 41-)лГСоь (й - ср+й/4) я где К 4 - коэффициент передачи полосового фильтра 11 на частоте ЙОдновременно напряжение с выходаквадратичного детектора 10 подается на вход фильтра 12 нижних частот, который выделяет постоянную составляющую сигнала.40 со2 Тили Юс ККЗКЗК 41-)л(1+ Г +2 Гз 1 п(р ) э452/з 1+ . 1 ККзКз)с(+Г+2 Г)сояср) зм)Изз)1+ с ) КзКзКз (1+Г) - 2 Гззпзз) стЗ,1191843 Б 1 з = Кар 15 еднем выражеенты Кь К 2, дающей волны на зависимость образом, в посл твуют коэффиц ние амплитуды п олностью исключе Таким и отсут и значе13), т.е. п Составитель Тьхред И. Вере Тираж 747 ИПИ Государственного по делам изобретений Москва, Ж - 35, Ра ППП Патент, г, Ужг. ЧнняковКорректор ЛПодписноекомитета СССРи открытийшская наб., д. 4/5род, ул, Проектная,М, Келемеш/43ВН Редакт Заказ 7 ат 11303лиал Напряжение на выходе фильтра 12 нижних частот имеет вид 110= К 1 К 2 КзК 51-1 л (1+ 1 П )где Кз - коэффициент передачи фильтра 12 нижних частот на постоянном токе.Напряжение на выходе линейного амплитудного детектора 13 имеет вид1 11+ КК 2 КзК 4 Кб Г,где Кв - коэффициент передачи линейного амплитудного детектора 13, тогда сигнал на выходе блока 15 деления равен 12 =Кт- " =К 7 ЬоЯрезультата измерения от коэффициентов передачи четырехзондового датчика СВЧ-коммутатора 8, а главное коэффициента преобразования квадратичного детектора 10. Кроме того, исключена зависимость результата 5измерения от изменения уровня СВЧ-мощность СВЧ-генератора. Последнее важно тем, что позволяет не применять в устройствах для измерения коэффициентов отражения систем автоматической регулировки мощно сти,Напряжение с выхода полосового фильтра 11 поступает на вход фазометра 14, на выходе которого напряжение имеет вид где Кв - коэффициент передачи фазометра 14.Напряжение Ь 2 и Бз подаются соответственно на второй индикатор 16 и первый индикатор 17, которые калибруются непосредственно в значениях Г и р.Из-за нелинейной зависимости между напряжением 312 и измеряемой величиной Г следует пользоваться вторым индикатором 16 с нелинейной шкалой.