Способ определения -параметров свч-четырехполюсника

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН 19) 111) А 1 В 27/3 СССР980, Яуз- агКаг радиозобреьных ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССС Г 10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельствоУ 951181, кл. С 01 Б 27/04, 1Е 1 ес 1 готпс Хпз 1 гшпепЬз апй1 еше, Каталог фирмы Нею 1 еЫ Р1983, р, 458,(57) Изобретение относится кизмерительной технике. Пель итения - расширение функционал возможностей путем обеспечения измерений 8-параметров нелинейных СВЧ-четырехполюсников и упрощение калибровки. Устройство, реализующее способ, содержит измерительный блок 1, состоояший из синфазного и 90 расщепителей 2 и 3 напряжения, фазовые детекторы 4 и 5, АЦП 6, СВЧ-генератор 7, направленные ответвители 8, 12 и 17, смесители 9 и 18, рассогласованные нагрузки 10 и 11, переключатели 3 и 15, аттенюатор 4, СВЧ-четырехполюсник 16 (исследуемый) гетеродин 19, блок 20 фазовой автоподстройки частоты, управляюще-вычислительный блок 211 ил. йИзобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано в измерителях комплексныхкоэффициентов передачи (Б-параметров)СВЧ-четырехполюсников (цепей).5Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения измерений Б-параметров нелинейных СВЧ-четырехполюсников и упрощениекалибровки. ЮНа чертеже приведена структурнаяэлектрическая схема устройства, реализующего способ определения Б-параметров СВЧ-четырехполюсника,Устройство содержит измерительныйблок 1, состоящий из синфазного и90-градусных расщепителей 2 и 3 напряжения, фаэовые детекторы 4 и 5,аналого-цифровой преобразователь(АЦП) б, СВЧ-генератор 7, направленный ответвитель (НО) 8, смеситель 9,первую 10 и вторую 11 рассогласованные нагрузки, НО 12, переключатель13, аттенюатор 14, переключатель 15,СВЧ-четырехполюсник 1 б (исследуемый),НО 17, смеситель 18, гетеродин 19,блок 20 фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ), управляюще-вычислительный блок 21,чСпособ определения Б-параметровСВЧ-четырехполюсника реализуется следующим образом,Блок 21, представляющий собой настольную ЭВМ, микропроцессорную систему или другое подходящее:вычислительное устройство, выдает команду,по которой на выходе СВЧ-генератора 7устанавливается измерительный сигналнеобходимой частоты. К аттенюатору14 с помощью переключателя 13 подклю- фчается рассогласованная нагрузка 10,При этом на вход смесителя 9 поступает сигнал, пропорциональный падающейволне а, а сигналы с выходов вторичных трактов НО 12 и 17, коммутируе- ф 5мые с помощью переключателя 15, пропорциональны отраженным волнам Ъ, иЪг соответственно. После преобразования сигналов в смесителях 9 и 18 иих измерения в блоке 1 в память блока 21 записываются результаты измерения, равные"гг ь где Г - значение коэффициента отраэжения рассогласованной нагрузки 10, трансформированное через аттенюатор 14 и НО 17 в плоскость выхода СВЧ-четырехполюсника 16,Затем по команде из блока 21 к аттенюатору 14 с помощью переключателя.13 подключается рассогласованная нагрузка 11 и снова. измеряются отноше 1, Ъгния волн - и - , которые в этом случае равныгг В = - = с + згЪг - й, Ба,г аг= Г 4 Г )- Бгг ГГ - значения коэффициента отра 4жения рассогласованной нагрузки 11, трансформированное через аттенюатор 14 иНО 17 в плоскость выходаСВЧ-четырехполюсника 16.В систему уравнений (1) - (6) роме параметров Бц , Б Б и Б, змеряемого четырехполюсника, входят осемь комплексных коэффициентов Б Б, (7) К, (ЗЯО,Я, Ги Г 4 значения которых предварительно определяются по результатам калибровочных измерений.Путем решения системы уравнений (1) в (6) при известных коэффициентах (7) определяются все четыре Б-параметра (Бц , Бг Б,г и Б ) измеряемого четырехполюсника.Калибровка осуществляется следу,ющим образом.С помощью одного из известных способов определяют, й и К, входящие в уравнения (1) и (4), например проводят измерения коэффициентов отражения (Г) короткозамыкателя, подключенного через отрезокс) 889.3 4Г, о Га, 9 и Г . На этом заканчивается процесс калибровки, а результаты вычислений коэффициентовК О, , а, г, Г, Га, Я автоматически записываится в память блока 21.Таким образом, все четыре измерения (А Р, А , В), по результатамкоторых определяются параметры Б, 100 Б Б и Б , проводятся при одноми том же значении падающей волныа, = а, При этом допустимое дляСВЧ-четырехполюсника 1 б значение амплитуды волны )аг 1, равной а= А Ъ, 15 где А в , коэффициент передачи аттенюатора 14, обеспечивается выбором соответствующего значения ослабления регулярного волновода ( Г , согласованной нагрузки (Г ) и согласобванной нагрузки, подключенной через отрезок регулярного волновода ( Г ) где ш - коэффициент передачи отрезка регулярного волновода, Результаты измерений соответственно равны гК,т Гб,1 - ощ Г(8) Гб1-, Г,К Г аттенюатора 14. ш 1 б А = й, + 6 20 Формула изобретения Решения системы уравнений (8) с помощью блока 21 при заданных значеСпособ определения Б-параметров ниях Г и ш позволяет определить знаСВЧ-четырехполюсника, включающий почения коэффициентов Й, К, ш Одачу на вход СВЧ-четырехполюсника Затем подключают НО 17 нейосредст электромагнитной волны, измерение венно к НО 12 и измеряют отношения посредством анализатора СВЧ-цепей Ъ Ъг волн - и - при подключенной к ат- отношения А электромагнитной волны,а а,отраженной от входа СВЧ-четырехполюс тенюатору 14 рассогласованной наника, к падающей электромагнитной грузке 10, равные 30(11) 55 Бг - Бг 1 Вт =с Из системы уравнений (9) - (11)при известных К, 6 и р, , находят а также отношения при подключенной к выходу аттенюатора 14 рассогласованной нагрузке 11, равные40 Дополнительно измеряют отношениеЪгволн - при разорванной измеритель8.ной цепи (НО 17 отключен от НО 12).Результат измерений в этом случаеравен волне и отношение В к электромагнит ной волне, прошедшей через СВЧ-четырехполюсник, к падающей электромагнитной волне, о т л и ч а ю щ и йс я темчто, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения измерений Б-параметров нелинейных СВЧ-четырехполюсников и упрощения калибровки, отношения А и, В измеряют при подключении к выходу СВЧ-четырехполюсника последовательно двух нагрузок с различными значениями коэффициента отражения, а Б-параметры определяют по формулам,К, В,ения Г нно е Составитель Р, Техред И.11 опов донаКорректор А. Зимокос едактор Н, Бобко аз 885/4 Тираж 731 Лодписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5од ул. Проектная, 4 соответственно коэффициенты передачи от"ражения и направленности анализатора 1 ОСВЧ-цепей в режимеизмерения параметраБсоответственно коэф-фициенты передачи 15анализатора СВЧ-це"пей в решении измерения параметра Б оизводственно-полиграфическое предприятие, г,при подключении выходу СВЧ-четыр полюсника нагруз с коэффициентами ражения Г, Гд с ветственно;- коэффициент на ленности анали ра СВЧ-цепей в р ме измерения пар метра Б,; значения отношен А и В при подклю нии к выходу СВЧ тырехполюсника н грузок с коэффиц ентами отраже Г саответстве