Устройство для измерения спектральной плотности мощности шума

(51)5 6 01 й 29/26 Е ИЗОБРЕТЕ ОЛИСА шу - В ади- танме- техОано сти 0 с О 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Петросян Г,ГУздин Р.И. Методыпаратура для градуировки генераторовма в диапазоне частот 0,125-37,5 ГГцсб.: Некоторые актуальные проблемы ротехнических измерений. - М.; Изд-во сдартов, 1971, с. 16 - 26,Герценштейн М.Е., Прахин П,Ф. Ирение шумов антенн, - Измерительнаяника, 1964, М 2, с. 27-28.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕСПЕКТРАЛЬНОЙ ПЛОТНОСТИ МОЩСТИ ШУМА(57) Иэобретдля измере ение может быть испольэо ний спектральной плотн мощности шума при градуировке генераторов шума (ГШ), а также для измерения шумов антенны либо другого объекта. Цель изобретения - уменьшение погрешности измерения - достигается тем, что ко входу активного многополюсника (АМ) 4 попеременно с образцовым генератором 2 шума (ГМ) и градуируемым генератором 3 шума подключается многоэначная мера 1 комплексного коэффициента отражения, а АМ 4 содержит не менее чем три каскадно соединенных взаимных шестиполюсника, в боковом плече каждого иэ которых включен через невэаимный ферритовый вентиль 6 дополнительный программно управляемый ЭВМ ГШ 7, Устройство также содержит измерительный приемник 9, вход которого через ферритовый вентиль подключен к выходу АМ 4, 1 ил.Изобретение относится к радиоизмерениям в СВЧ-диапазоне и может быть использовано для измерения спектральнойплотности мощности шума (СПМШ) приградуировке генераторов шума (ГШ), а также для измерения шумов антенны либо другого обьекта,Цель изобретения - увеличение точности измерений СПМШ независимо от качества СВЧ-элементов при одновременномобеспечении возможности работы устройства в автоматическом режиме.На чертеже представлена блок-схемаус.гройства,Устройство содержит многозначнуюмеру 1 комплексного коэффициента отражения (ККО), образцовый генератор 2 шума(ГГШ), активный четырехполюсник 4 (АЧ),содержащий взаимные шестиполюсники 51,52 и 5 з, ферритовые вентили 61, 62 и бз, атакже четвертый ферритовый вентиль 64,подключенный к выходу активного четырехполюсника 4, который, кроме того, включает дополнительные генераторы 71, 72 и 7 зшума (Г Ш) и управляемые источники 81, 82 и8 з питания генераторов шума. Выход четвертого ферритового вентиля 64 подключенко входу измерительного приемника 9, выход которого подключен к информационному входу управляющего вычислительногоблока (УВБ) 10, состоящего из канала 11измерительной информации, электроннойвычислительной машины 12 (ЭВМ) и дешифратора 13.Канал 11 измерительной информациисодержит аналого-цифровой преобразователь (АЦП) ,4 и стандартный интерфейс 15,Выходы многозначной меры 1 ККО, ОГШ 2 иГГШ 3 подключены к входу активного четырехполюсника 4 через входной блок 16,Мера 1 ККО на каждой рабочей частотедолжна иметь не менее четырех различныхизвестных значений ККО Гк, к =1.1, 4.При использовании в качестве шестиполюсников направленных ответвителей сигнал от ГШ 71 должен ответвляться в сторонувыхода АЧ 4, а сигналы от ГШ 72 и 7 з - всторону входа АЧ, что обеспечивается соответствующей ориентацией ответвителей. Вкачестве измерительного приемника 9 можно использовать любой из одноканальных радиометрических приемников (например, модуляционного), для которых интенсивность выходных сигналов пропорциональнаизбыточной СПМШ любого из генераторовшума, включенного на входе приемника 9.Канал 11 измерительной информацииобеспечивает преобразование выходного сигнала приемника 9 в коды ЭВМ 12 и со стоит из АЦП 14 и стандартного интерфейса15 с ЭВМ.Перед измерениями СПМШ необходимо отградуировать АЧ 4, С этой целью мера1 ККО подсоединяется к входу АЧ 4, длякаждого значения комплексного коэффициента отражения меры Г УВ Б 10 обеспечивает:а)поочередное включение дополнительных ГШ 71, 727, и измерение с помощьюприемника 9 отношений а сигналов от ГШ727 п к сигналу от ГШ 71,А 1+02 к(1)1 +01 ГкВ Ф Ф21+Оп Га 1 п,к =41 п,К =1,1,14 и 3,11 + Г 1 Г 1г 55 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 гдеф,.,п)2 А 1,2,1 п Й Й и), 01,2п = 511 012 и - избыточные СПМШ дополнительных ГШ 71,7 и;5 - коэффициенты матриц рассеяния соответствующих каждому из дополнительных генераторов шума;б) вычисление параметров активного четырехполюсника А 12А 1 п, 010 п решением системы (1).Избыточность числа уравнений в системе (1) при4 и и3 повышает точность измерений за счет возможности обработки результатов измерений методом наименьших квадратов, а также позволяет линеаризовать систему уравнений (1),После градуировки АЧ 4 к его входу подсоединяется ОГШ 2; УВБ 10 осуществляет:а) измерение отношения уо суммарной СПМШ от ОГШ 2 и дополнительного ГШ 71 к СПМШ образцового ГШ 2;б) поочередное включение дополнительных ГШ и измерение отношений а 12.о, а 1 з,оа 1 п,о сигналов от ГШ 72,7, к сигналу от ГШ 71;в) вычисление комплексного коэффициента отражения ОГШ Го решением системы уравнений: 1 + 02 Гоа 12,О = А 121 + 01 Го 1 +Оп Го а 1 п,о =А 1 п . , и 3, (2) 1+ 01 о 2(3) Составитель Н.МихалевРедактор Л,Пчолинская Техред М,Моргентал Корректор В.Гирняк Заказ 2520 Тираж 414 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 Результаты измерений, полученные при работе устройства в режиме градуировки, могут быть записаны в накопитель информации с целью повторного использования,После градуировки устройства к входу 5 АЧ 4 подсоединяется ГГШ 3, УВБ 10 обеспечивает;а) измерение отношения уг суммарной СПМШ от ГГШ 3 и дополнительного ГШ 71 к СПМШ от ГГШ 3; 10б) поочередное включение дополнительных ГШ и измерение отношений ГХ 12,г, ГХ 1 з,гГХ 1 п,г СИГНаЛОВ От ГШ 72,7 п К Сигналу От ГШ 71;в) вычисление комплексного козффици ента отражения ГГШ решением системы уравнений; г) вычисление искомой СПМШ;2 2г =о . , .. (4)1 - Го 11+ а 1 Гг 1 Ъ - 1- С 1+а Г,с 2 Гггде С - известная СПМШ образцового ГШ 2;Й 1 - параметр АЧ 4, соответствующий 30 дополнительному ГШ 71, включаемому при измерениях уо и уг,Упрощенная оценка неисключенной систематической погрешности определения Ог из (4) имеет вид: 35ЛЗ + дз 1 = дз 2 + дзз == 2 РЕ 01 (Л Гс - Л Го) + 2 ЯЕЛС 1 (Гг - Го) + + ЛГг+ 2 йеЛГ, Гг - (ЛГ, + 2 йеЛ Го 3,ГДЕ ЛГо, ЛГг, Л 01 - ВЕКТОРЫ ПОГРЕШНОСтЕй ОПрЕдЕЛЕНИя ВЕЛИЧИН Го, Гг, 01 ПрИ РЕШЕНИИ системы (1), (2) и (3).Формула изобретения Устройство для измерения спектральной плотности мощности шума, содержащее активный четырехполюсник, к входу которого подключены через входной блок образцовый и измеряемый генераторы шума, к выходу активного четырехполюсника чсрез ферритовый вентиль подключен вход измерительного радиометрического приемника, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения точности и производительности измерений, в него введены многозначная мера комплексного коэффициента отражения и управляющий вычислительный блок, а активный четырехполюсник образован иэ не менее чем трех каскадно соединенных взаимных шестиполюсников, к боковому плечу каждого иэ которых подключен через ферритовый вентиль дополнительный генератор шума, при этом выход измерительного приемника соединен с сигнальным входом управляющего вычислительного блока, первый, второй и третий управляющие выходы Которого подключены соответственно к управляющим входам источников питания первого, второго и третьего дополнительных генераторов шума, причем выход многозначной меры комплексного коэффициента отражения подключен к третьему входу входного блока.