Устройство для измерения фазовых сдвигов

О П И С А Н И Е ( )943600ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсккнСфцкалисткческкнРеспублик(51) М. Кд. Я 01 й 25/02 фкудэрстюнцЯ квкнтвт СИР вв двшн нэабретеннЯн вткрцтнЯ(72) Авторы изобретения Н.ГГагиев, А,А. Головков, Д.А. Калини И.10. Пивоваров и Л,Н. Ывецов инградский ордена Ленина электроте им. В.И. Ульянова (Ленина)(71) Заявитель РОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ФАЗОВЫХ СДВИГОВ(54 1Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может бытьиспользовано для измерений фазовыххарактеристик радиоустройств на высоких и сверхвысоких частотах.Известен Фазометр, состояцийиз генератора СВЧ-сигнала, измерительной линии, исследуемого устройства и модулятора, НЧ-генератора иисточника постоянного тока, измерительной линии, микрометрическогоиндикатора линии, линейного преобразователя,.усилителя низкой частоты, синхронного детектора и прибораиндикатора 1;1,Недостатками фазометра являютсянизкая разрещающая способность и,следовательно, невысокая точностьизмерения,Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство для измеренияфазы с оптическим опорным каналом.Это устройство содержит два канала:высокочастотный измерительный, в ко торой включен исследуемый СВЧ-элементи оптический канал опорных колебаний. Высокочастотный сигнал с выхода генератора подается на вход делителя мощности, с первого выходакоторого колебания поступают в исследуемый элемент и далее через первыйвентиль на вцсокочстотный вход фа"зового детектора. Со второго выходаделителя мощности колебания черезвторой вентиль поступают в электрооптический модулятор света, которыйосуществляет модуляцию световогоизлучения по интенсивности опорными высокочастотным сигналом. Этотмодулированный световой сигнал черезоптический фазовращатель подаетсяна второй оптический вход фазовогодетектора, выполненного в виде фотого электронного умножителя с высокочастотным резонатором. На выходефазового детектора ( фотоэлектронного умножителя) образуется сигнал,пропорциональный фазовому сдвигу943600между опорными колебаниями, поступающими со второго вентиля на электрооптический модулятор, и сигналом измерительного канала, прошедшим через исследуемый СВЧ-элемент Г 23.Однако для обеспечения достаточно большой глубины модуляции света в оптическом опорном канале ( до 50- 801 ) требуется значительная ( до нескольких ватт ) мощность опорных 10 колебаний, поступающих на высокочастотный вход опти ческого модулятора со второго выхода делителя мощности, Увеличение мощности высокочастотного генератора приводит к снижению стабильности как амплитуды его колебания, так и частоты , что неминуемо .ведет к уменьшению точности измерения фазового сдвига. Мощность опорных колебаний, поступающая в20 электрооптический модулятор света, полностью рассеивается в электрооп" тическом кристалле, либо в специальном балластном сопротивлении, а дополнительный нагрев модулятора приводит к дополнительной фазовой нестабильности в канале опорных колебаний и к ошибкам измерения.Целью изобретения является повышение точности измерений фазового сдвига.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения фазовых сдвигов, содержащем оптически связанные источник когерентного све 35 та, электрооптический модулятор и оптический фазовращатель, выход которого связан с оптическим входом фазового детектора, выполненного в виде фотоэлектронного умножителя с ре 40 зонатором и подключенного к индикатору СВЧ-элемент, через первый вентиль, подключенный к резонатору фазового детектора, высокочастотный генератор и второй вентиль, подклю 45чается высокочастотный вход электро- оптического модулятора к выходу высо" кочастотного генератора, и высокочастотный выход электрооптического модулятора - к входу исследуемогоч 50 СВЧ-элемента через второи вентиль,На чертеже представлена блок-схема устройства.Устройство содержит генератор 1 высокочастотных колебаний, второй вентиль 2невзаимный ферритовый элемент ), исследуемый СВЧ элемент 3, первый вентиль 4, фазовый детектор. в виде фотоэлектронного умножителя 4с резонатором 5, индикатор 6, источник 7 когерентного света, электрооптический модулятор 8 света "бегущей волны", представляющий собойзамедляющую систему для высокочастотного сигнала, внутри которой расположен электрооптический кристалл, оптический фазовращатель 9.Источниккогерентного света ( оптический квантовый генератор) генерирует высокостабильный когерентныйсигнал в оптическом диапазоне частот( луч света), который последовательнопроходит через модулятор 8, фазовращатель 9 и попадает на оптическийвход Фотоэлектронного умножителяс высокочастотным резонатором 5. Навысокочастотный вход модулятора 8поступает высокочастотный сигнал сгенератора 1. С высокочастотноговыхода модулятора 8 сигнал подаетсяна второй вентиль 2, и далее черезисследуемый СВЧ элемент 3 и первыйвентиль 4 этот сигнал поступает ввысокочастотный резонатор фотоэлектронного умножителя 5. Вентили 2 и 4служат для развязки и уменьшениявлияния отраженных волн.Устройство работает следующим образом.Высокочастотный сигнал от генератора 1, проходя от входа к выходузамедляющий системы электрооптического модулятора 8 осуществляет модуляцию по интенсивности световогоизлучения, поступающего от оптического квантового генератора. Этотмодулированный световой сигнал черезоптический Фазовращатель 9 поступаетна оптический вход фотоэлектронногоумножителя с высокочастотным резонатором 5, Высокочастотный сигнал,прошедший замедляющую систему электрооптицеского модулятора 8, поступает на второй вентиль 2, исследуемый СВЧ элемент 3 и через первыйвентиль 4 подается на высокочастотныйвход фотоэлектронного умножителяс высокочастотным резонатором 5,т.е. в резонатор,На выходе фотоэлектронного умножителя образуется сигнал, пропорциональный Фазовому сдвигу междувысокочастотными колебаниями, которыми модулирован по интенсивностисветовой луч и колебаниями, прошедшими через исследуемое устройство. Этот сигнал регистрируется индикатором 6.9 Й 3600 15 25 Составп ель А. Подорольскийктор Л. Авраменко Техред М. Надь Корректор М. Шароши 717 Подписноекомитета СССРоткрытийшская наб д. 11/5 илиал ППППатент , г. Ужгород, ул. Проект Подача высокочастотного сигнала, осуществившего; модуляцию по интенсивности светового луча в электро- оптическом модуляторе "бегущей волны" на входные зажимы исследуемого устройства, позволяет уменьшить необходимую мощность генератора высокочастотного сигнала, уменьшить тепловой нагрев элементов электрооптического модулятора, что приводит к уменьшению погрешностей измерения фазы за счет нестабильности амплитуды и частоты высокочастотного сигнала. Уменьшается также погрешность измерения за счет отражений в оптическом опорном канале, поскольку модуляция интенсивности светового луча осуществляется теми же колебаниями, что поступают на вход исследуемого устройства, и влияние отражений одинаково складывается как на опорном, так и на измерительном каналах.Формула изобретенияУстройство для измерения фазовых сдвигов, содержащее оптически свяЗаказ 5099/50 Тираж ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, й, Разанные источник когерентного света.электрооптический модулятор и оптический фазовращатель, выход которогосвязан с оптическим входом фазовогодетектора, выполненного в виде фотоэлектронного умножителя с резонато"ром и подключенного к индикатору,СВЧ-элемент, через первый вентильподключенный к резонатору фазовогодетектора, высокочастотный генератор и второй вентиль, о т л и "ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения точности измерений, высокочастотный вход электрооптическогомодулятора подключен к выходу высокочастотного генератора, а высокочастотный выход электрооптицескогомодулятора подключен к входу исследуемого СВЧ-элемента через второйвентиль.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРй 283336, кл. 6 О 1 Д 25/02, 1968,2.Авторское свидетельство СССРй 720955, кл. 6 О 1 й 25/02, 1977.