Устройство для измерения длины волны в волноводе

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 511 С 01 ОБРЕ ОПИСАНИ АВТОРСКОМУ В ЕТЕЛленко Крас ордена Трудово нститут инжене иации им. 60-л намен нской ногограждСССР тия 8)тоды измеренияизмерительныхрадио", 1972,(53) 621(56) Стар на СВЧ с линий. М с. 64-66Там же 317.365(088 иков В.Д. М применением"Советско с. 1 12 иффеавГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯДЛИНЫ ВОЛНЫ В ВОЛНОВОДЕ, содержащееизмерительный волноводный тракт,в котором расположен неподвижный измерительный зонд, подкцюченный к детектору, при этом к выходу измеритель-.ного волноводного тракта последовательно подсоединены фазовращатель икороткозамкнутая нагрузка, о т л и- .ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюповьдпения точности измерений, в него введены последовательно соединенные вычислительный блок, вход которого соединен с выходом детектора,и измеритель длительности импульса,блок управления, вход которого соединен с выходом вычислительного блока, причем фазовращатель выполненэлектрически управляемым, а его уп 8011660 равляющий вход соединен с выходом блока управления, при этом вычислительный блок содержит последовательно соединенные дифференциальный уси-, литель, вход которого является первым входом вычислительного блока, первый пиковый детектор, блок вычитания, блок сравнения и триггер, выход которого является выходом вычислительного блока, второй пиковый детектор, вход которого соединен с входом дифференциального усилителя, а выход - с вторыми входами дифференциального усилителя и блок вычитания, блокинг-генератор, вход которо- й го является вторым входом вычислитель ного блока для подачи импульсов запуска при измерении длины волны в волноводе импульсно-модулированных колебаний, а выход соединен с входом триггера, при этом второй вход блока сравнения соединен с входом д ренциального .усилителя, а блок упр Эай ления содержит последовательно соеди- веа ненные источник постоянного двухпо- фф лярного напряжения, коммутатор, вто- ф рой вход которого является входом ив блока управления, генератор линейно- в изменяющегося напряжения, фуикцио, нальный преобразователь, выход которого является выходом блока управления, причем третий вход коммутатора соединен с вторыю выходом источникапостоянного двухполярного напряжения. фУстройство для изм я длины волны в волноводе раб следующим образом. 35Сверхвысокочастотная моцщость поступает в измерительный волноводный тракт 1, проходит через фазовращатель 4, изменяя свою фазу на величину ч" , определяемую напряжением, 40 подаваемым с выхода блока 8 управления на управляющий вход фазовращателя 4, отражается от короткозамкнутой нагрузки 5. Отраженная волна проходит через фаэовращатель 4, из- ц 5 меняя свою фазу на величину и через измерительный сверхвысокочастотный тракт 1. В измерительном волноводном тракте 1 в результате интерференции падающей и отраженной 50 волн возникает стоячая волна, причем в месте расположения измерительного зонда 2 напряжение, снимаемое с него, определяется соотношением ерени отает 55 Изобретение относится к измерительной технике,Цель изобретения - повышение точности измерения,На чертеже изображена структурная 5электрическая схема устройства дляизмерения длины волны в волноводе.Устройство для измерения длиныволны в волноводе состоит из измерительного волноводного тракта 1, неподвижного измерительного зонда 2,детектора 3, фаэовращателя 4, выполненного электрически управляемым,короткозамкнутой нагрузки 5, вычислительного блока 6, измерителя 7 15длиТельности импульса, блока 8 управления,Вычислительный блок 6 состоит издифференциального усилителя 9, первого пикового детектора 10, блока 11 20вычитания, блока 12 сравнения, триг"гера 13, второго пикового детектора 14, блокинг-генератора 15,блок 8управления - из источника 16 постоянного двухполярного напряжения,коммутатора 17, генератора 18 линейно-изменяющегося напряжения, функционального преобразователя 19, а измеритель 7 длительности импульса - изгенератора 20 счетных импульсов, 30счетчика 21 и цифрового индикатора 22, где Е - напряженность падающейволны( Г- модуль коэффициента отражения короткозамкнутойнагрузки 5;Ч - фаза коэффициента отражения короткозамкнутойнагрузки 5, равная - д,2 Р р- взаимный сдвиг фазы, вносимый Фазовращателем 41ФЛ- сдвиг фазы, равный расстоянию от места расположениянеподвижного измерительного зонда 2 до короткозамкнутой нагрузки 5 иобратно 13 з - длина волны в волноводе визмерительном волноводномтракте 1,Напряжение Б на выходе детектора 3, работающего в линейном режиме,определяется соотношениемО=К - 1 Г +2 Гсоз ЧР -- Хв 2 Фй3 2срВ и где К - коэффФтектора 3, и манимально 0 вкогда взаимныйФаэовращателем циент пере симально Ц те моментыкинг-генератавтоколебатрежимах, чтнием длины вывных либо имколебаний,15 р ботает либо в л ибо ждущеьном определяетсялны в волноводе пульсно-модулир аспространяющих м пр ннь в измерительном волноводном трак-.те 1. Импульс блокинг-генератора 15опрокидывает триггер 13. Единичноевыходное состояние триггера 13 поуправляющему входу коммутатора 17производит с его помощью подключейиевхода генератора 18 линейно изменяющегося напряжения к плюсовому выходу:источника 16 постоянного двух-.полярного напряжения. Напряжениена выходе генератора 18 линейноизменяющегося напряжения начнетлинейно возрастать и через функциональный преобразователь 19, линеариующий нелинейную зависимость измеения взаимного сдвига фазы 23 1 фазовращателем 4 от длины волны в волноводе, увеличивает взаимный сдвиг фазы 2, и соответственно изменяется напряжение на выходе детектора 3, которое поступает на второй вход блока 12 сравнения, первый вход дифференциального усилителя 9 и на вход второго пикового детектора 14. В момент времени, когда взаимный сдвиг фазы будет равен соотношению (1), напряжение на выходе детектора 3 будет максимально и равно Пщ. Это напряжение выделяется и запоминается вторым пиковым детектором 14. Дифференциальный усилитель 9 усиливает разность между напряжением П, щ с выхода второго пикового детектора 14 и текущего значения напряжения У с выхода детектора 3. Максимальная разность "макс Помин выделяется и запоминается первьв пиковым детектором 10. В блоке 11 вычитания производится вычитание из напряжения 0с вы- мавс хода второго пикового детектора 14 напряжения Пм- Пс выхода первого пикового детектора 10, в результате чего получается напряжение П которое поступает на блок 12 сравнения, где оно сравнивается с текущим значением напряжения Пу с выхода детектора 3, В момент их равенства блок 12 сравнения изменяет свое состояние на выходе,тем самым опрокидывая триггер 13. Нулевое выходное состояние триггера 13 через второй вход коммутатора 17 производит с его помощью подключение входа генератора 18 линейно-изменяющегося напряжения к минусовому выходу источника 1 б постоянного двухполярного напряжения. Напряжение на выходе генератора 18 166005 4линейно изменяющегося напряженияначнет линейно уменьшаться и черезфункциональный преобразователь 19и управляющий вход управляемогоферритового фазовращателя 4 уменьшит взаимный сдвиг фазы 2 У и темсамым изменит напряжение на выходедетектора 3. Процесс перестройки.до минимума произойдет аналогично 10 описанному и в момент времени, когда в блоке 12 сравнения сравняютсяпо амплитуде напряжения Пс выхода блока 11 вычитания и П свыхода детектора 3, он иэмейит свое 15 выходное состояние, тем самым опро,кинет триггер 13. Процесс перестройки от максимума к минимуму будет1повторяться до тех нор, пока в измерительный волноводный тракт 1 пос 2 р тупает сверхвысокочастотная мощность.Единичный импульс с выхода триггера 13, пропорциональный измеряемойдлине волны в волноводе, поступаетна вход генератора 20 счетных им пульсов, в котором длительностьэтого импульса преобразуется в цифровой эквивалент. Счетчик 21 подсчитывает число импульсов генератора 20 счетных импульсов, эквивалентное длительности единичного импульса с выхода триггера 13, и результат счета отображается на цифровоминдикаторе 22.При измерении длины волны в волноводе импульсно-модулированных колебаний . запуск устройства дйя измерения длины волны в волноводе производится путем запуска блокинг-генератора, работающего при этом в ждущем 40 режимев модулирующим импульсом Отисточника сверхвысокочастотной мощности, длину волны в волноводе которого измеряют.1166005 В.Чинякунова оставител ехред С.М ректор О.Тигор актор Н,Данкулич акаэ 50 одписно илиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектн Тираж ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Р