Способ градуировки ослабителей (аттенюаторов) на сверхвысоких частотах (свч)

Жс 104573 Кл:1 с с 21 а,7 ССС 1 АНИЕ ИЗОБРЕТЕИАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ценштей Г 1 ОСОЬ ГРАДУИРОВКИ ОСЛ НА СВЕРХВЫСОКаявлено 29 июля 1955 т. за М 2 мер и измерительнь 1 х приборо Известны следующие способы градуировки ослабителей па СВЧ.1. Супергетеродинн:;:11, или спо соб замещения по промежуточной частоте, который требует наличи сложпой аппаратуры и чувствителен к помехам вследствие большого усиления по промежуточной частоте.2. Способ, основанный на испол- зовании квадратичного участка характеристики детектора, термистора или болометра способ замещения по видеочастоте). Аппаратура проста, но необходима проверка вида характеристики чувствительного элемента и ограничен диапазоч измеряемых затуханий - пе более 20-;30 дб одно% ступенью.3. Способ, предполагающий использование измерительной линии, коротко замкнутой на одном конце 1 Способ стоячих волн), имеет малую точность и пригоден лишь для измерения малых затуханий - до 10 дб одной ступенью.4. Способ измерения полных сопротивлений основан на зависимости вели 1 пгиы полного сопротивления устройства, состоящего из подвижного короткозамыкающего поршня и градуируемого ослабителя, от величины затухания последнего. Способ очень трудоемок, так как для измеИТЕЛЕЙ (АТТЕН 1 ОАТОРОЧАСТОТАХ (СВЧ) 551 1555,15 в Комитет стандартов,при Сове:е Министров СССР рення велпп 1 ны полного сопротивления в каждой точке (при каждом значении затухания ослабителя) необходимо сделать 10 - 12 отсчетов по измерительной линии 1 при 10 12 положениях короткозамыкающего поршня) и построить круговую диаграмму. Кроме того, при измерении малых затуханий необходимо измерять большие коэффпциепты стоячих волн напряжения (КСВН) в линии, что возможно лиши при знании вида характеристики детектора измерительной линии, а измерение больших затуханий связано с измерением КСВН, близких к еди нице, и при существующей точности измерительных линий сопряжено с большим и ошибками. Практически этим способом измеряют затухания до 15- 18 дб,Предлагается вместо короткозамыкающего поршня нагрузить градуируемый ослабитель специальным блоком отражения.Принципиальная блок-схема установки показана на фиг. 1, где 1 генератор в режиме непрерывных колебаний; 2измерительная чиния;3 - градуируемый ослабитель; 4 - блок отражения; 5 - усилитель переменной составляющей.Блок Отражения 1 рсдстявл 51 ссобой элемент тракта, коэффиц 11 с 1: г отражения которого Г 1) )срО,с чески меняется с частотойБлок отражения может быть кзк механическим (движущийся штыр. вращающаяся зубчатка), так и электрическим (с использованием газового разрядника, феррита и т. п.).Тогда при использовании ге 1 с),.1- тора, работающего в режиме немодулированных колебаний, в тракте будут распространяться следующп. вол иьь1 . П рям я я пемодули рова 1 я я волна, бегущая от гене 1 атора к Олок 1 отР 11 жс 1151.2. Отраженная немодулированная волна, амплитуда которой определяется всеми источншями перв менных отражений и тракте и пс может быть опредслена теоретически,3, Отраженная модулированная волна, амплитуда которой зависит от переменной части коэффициента отражения блока отражений и от затухания градуируемого ослабит - ЛЯ,Переменную часть коэффициентаотражения блока отражений можнопредставить в виде ряда:/ +Г =. Г Созо 1+ Гсоз (221+;,).,Р)Если между генератором и градуируемым ослабителем поместить измерительную линию, а к детектору линии подключить электроизмерительный прибор переменного тока, настроенный на частоту - и не реагирующий на частоты 2 1, 3 й и т. д., то амплитуда отраженной модулированной волны будет равна А lгде Я - коэффициент передачи ослабителя по напряжению, т. е. амплитуда этой волны зависит от затухания градуируемого ослабитсля, равного 101 д Я).Итак, переменная часть тока детектора измерительной лини). обусловлена только волной Однако детектор реагирует и ", волны 1 и 2, создающие пост)51:1- 11 ) ю составл яощую тока детектор а, нерегистрируемого э;ектроизмерптсльным пр 1 б)оро.;1. Если потрсбов 51 ть, чтобь) коэффициент отражения блока отражений е превышал 0,1, то ампл 5 уда волны 3 буд".г даже при нулевом затухании гряду:русмого осла)б)ггегя па 20 дб меныпс ямп,штуды олиы 1.Если провести яналогшо с дете.,-О)Ом, 1)5 б)1)тяО 1 ц 11 в кячествс сме - ситсля в пр 11 с;)1 ике СВЧ, то мОжн) с 1)1 т 111 что волн.) 1 и 2 И 1 раг ООЛЬ СИГ 11 Я 11 Я ОТ ГЕТСРОДП 1 Я, ВО3 играет рол 1, пр )нм 1 с)ого спг).1- ля, а в резусьт 1 тс ппсобразовян выделяется :про.ск 1")ч 11151 час.ота - , т. с. детектор 1 з 1 Срител); - ной линии, регистрирующий интерфсренцпонную картину волн 1, 2 и о, работает в резакмс,шейного преобразования (при указанных выше соотнопениях амплитуд волн 1 и .Ввиду наличия интерференци волн 1, 2 и ) амплитуда переменной компоненты тока детектора зависит от амплитуд волн 1, 2 и 3 и отсдви га фаз между ними, а следовательно, и от местоположения приемного устройства 1 змер 5 тесьной линии (зонда).Волны 2 и 3 идут в одном направлении и, следовательно, сдвиг фяз между ними постоянен и равен;,Сдвиг фаз между волнами 1 и 34-,хравен -- , - , ,(фи. 2 Перемегцая зонд измсритслы 12 ,цнии вдоль тракта, можно определить: дить градуировку прн Р 2 е,пчицахГ(х) срсднсс от 2 - 5 микровольт до 25 ми, ИО,ьт, что соот 01 стиует диа- пазоцУ изс 1012 сцн 5 за Г 1 х(ниц в с 2: -что Г(е) ср днв ссопй ЯЧ =ОЧСВИ,/сРС,схыахселв Я-. Так как при градуировке ослаби- ТС,СЙ СебысИО С;П 2 еде,яОТ ПХ ЗсТ 5- ХсЦИГ ОТНОСИТСЛЬО Нича;ЬЦОГО, Зцс - нис вличины сопв 1 цс требуется н атухннРс мсжс быть онрсдсле о по фурмуле: с/х) ере с;:об 1 О/д(х/ среднее 2 дс 1/ х среднее 1 в . показание электроизмерительного прибора при начальном затухании ослабителя; сс(Х) СрСДПЕС 2 - Такжс, ПрИ ИЗМСр 51- емом затухании ослабнтеля.Попутно имеем формгг 5 дяя опредс.,/с ИРя фазы: х - , х.,.где х и х 2 - точки, в которых 1;а. нряжения на зонде измерительной линии равны нулю.Таким образом, предлагаемый . способ отличается от способа измерения полных сопротивлений применением блока отражений и, как следствие, применением генератора цемодулированных колебаний и электроизмерительного прибора, регистрирующего только переменную составляющую тока детектора измерительной линии.В результате вместо трудоемкогоизмерения полного сопротивления достаточно измерить отношение двух напряжений 1/х) среднее 1 и Г х) срецсс 2, кроме того, так как амплитуда волны 1 ца детекторе нзмсрительной линии легко может быть сделана равной - 250 милливольт, а электроизмерительный прибор может регистрировать напряжение в 2 - 5 Рк 1)ОРО/ь 1, то возможю нронзво 1 рсдмет изобретения1. Способ градуиропкн ослабнтелсй (атгсшоаторов) ца сс 12 хвьсссих частотах с помощью установисостояцей з гсцератс 2;2 СВЧ кс/сб 1- н;, нзмепптсльцой л/и;и, содсржацсй детектор, град,нрусмого ослабн 10,.я, нагрузки и э/скт 12 с 2 изсие 12;- гс,и:нсио прибора, Одсноп:юго к дстскт 012 у нзмс,2 КгслыОн,иИиц, и использующей зависимость амплитудь и фазы волны, отраженной и нагрузки (а следовательно, и полно го сопротивления нагрузки), ог величины затухания градуирусмого ослабителя, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения затраты времени ца производство измерений и расширения диапазона измеряемых величин затухания, применяется генератор нсмодулнрованиых колеоаний СВЧ в сочетании с электро- измерительным прибором, измеряоцим только переменную компоненту тока детектора измерите 2 льной линии, в качестве нагрузки для градуируемого ослабителя применяется блок отражения - элемент тракта СВЧ, коэффициент отражения которого периодически изменяется, а вместо измерения полного сопротивления нагрузки находят путем перемещения зонда измерительной линии (с помощью вышеуказанного элсктропзмерительного прибора) максимальные и минимальныс значения переменной компоненты тока детектора линии при начальном и при измеряемом затухании градуируемого аттенюатора, затем определяют по найденным данным средние значения переменных компонецт тока детектора для ука- занРИ.х двух случаев и по цнм нскомло вс.пи;п 1/ зТрахания.2. Способ по и. 1, отличаю- и. и й с я тем, что, с целью измерения полного затухания ослабителя (с учетом начального затухания) к УСтаНОВКЕ С По 12 НЫо НаПРаз, СН.104573 ного ответвителя, расположенного между измерительной линией и градуируемым ослабителем, подключается дополнительное устройство, состоящее из второго блока отражения и ослабителя с точной шкалой, служащее для создания переменной компоненты тока детектора линии, равной по величине переменной компоненте, создаваемой основным блоком отражения при отсутствии в тракте градуируемого ослабителя Фиг. 1,иг. 2 Объем 0,25 п. л. Тираж 1100(замене его отрезком тракта равной длины) и используемой в дальнейшем, при градуировке, в качестве начального значения переменной компоненты тока детектора (т, е. при нулевом значении затухания градуируемого ослабителя включает. ся дополнительный блок отражения, а при измеряемой величине затухания дополнительный блок отражения выключается, а вклкьчается основ. ной),