Устройство для измерения модуля и фазы комплексного коэффициента отражения свч-двухполюсника

(19) 111) 1 К 27/ 151) ЕТ СССРОТКРЫТИЙ ЕНИЯ ц ЕТЕЛЬСТ борострои о, Ю. Б. 1 импфокин и С..Т 4 1 (088.8) свидетельство С 0 1 К 27/06, видетельство С С 01 К 27 06 СССР1985СР1984 МО НТА с зобремер ени В ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ САНИЕ ИЗО Н АВТОРСКОМУ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯИ ФАЗЫ КОМПЛЕКСНОГО КОЭФФИЦИРАЖЕНИЯ СВЧ-ДВУХПОЛЮСНИКА(57 ) Изобретение относится кизмерительной технике. Цельтения - повьппение точности и модуля комплексного коэф. отражения(ККО). Устр-во содержит СВЧ-г-р 1линию 2 передачи, выход к-рой является выходом для подключения исследуемого двухполюсника 3, зонды 4-7.связи, четырехканальный СВЧ-коммутатор8, блок 9 управления, квадратичныйдетектор 10, полосовой фильтр 11 1-йгармоники частоты коммутации, блок12 выборки и хранения, линейные амплитудные детекторы 13 и 18, фазометр 14, индикатор 15 фазы ККО, блок16 деления и индикатор 19 модуля ККО.Введение полосового фильтра 17 4-йгармоники частоты коммутации позволяет сформировать сигнал, корректирующим мультипликативную погрешностьна переменном токе, что полностью ислючает влияние дреифа нуля у-ляочность измерения. 1 ил.1 13Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано в автоматических измери-тельных системах и приборах встроенного контроля.Цель изобретения - повьппение точности измерения модуля комплексного коэффициента отражения.На чертеже изображена структурная электрическая схема предлагаемого устройства,Устройство содержит СВЧ-генератор 1, линию 2 передачи, выход которой является выходом для подключения исследуемого СВЧ-двухполюсника 3, зонды 4-7 связи, четырехканальный. СВЧ- коммутатор 8, блок 9 управления,квадратичный детектор 10, полосовой фильтр 11 первой гармоники частоты коммутации, блок 12 выборки и хранения, первый линейный амплитудный детектор 13, фазометр 14, индикатор 15 фазы комплексного коэффициента отражения, блок 16 деления, полосовой фильтр 17 четвертой гармоники частоты коммутации, второй линейный амплитудный детектор 18 и индикатор 19 модуля комплексного коэффициента отражения.Устройство работает следующим образом.Сигнал от СВЧ-генератора 1 поступает через линию 2 передачи на исслеЪВ = КК К Бг(1 +1 Г) + 21 Г 1 здп 17369 2 дуемый СВЧ-двухполюсник 3, имеющий комплексный коэффициент отражения Отраженная от входной плоскостиисследуемого СВЧ-двухполюсника 3 волна Ц, интерферирует с волной С, па дающей от СВЧ-генератора 1, Анализраспределения поля в линии 2.передачи осуществляется с помощью четырехзондов 4-7, установленных в различных сечениях линии 2 передачи так,чтобы фазовые набеги между ними былиравны 7/4 на средней линии волны.Четырехканальный СВЧ-коммутатор 8 посигналу с первого выхода блока 9 управления периодически с частотой Я 25 коммутирует каждый из выходных сигналов зондов 4-7 в общий канал. Приэтом на выходе четырехканального СВЧ-коммутатора 8 получается сигнал в виде периодической последовательности 30 радиоимпульсов. Этот сигнал детектируется квадратичным детектором 10,выходной сигнал которого являетсяпериодической функцией: Ч), при 0 с г. с Т/4; Г 1 + 21 Г соя ), при Т/4 ( 1: ( Т/2; С ( ЗТ/), при Ч ), при ЗТ/4 Т азованияктора 10.троенный де К чи зондато все фициент передедположении,4-7 идентичфициент переданального СВЧ8 в состояни чи четызонд коэф гармо ч тичного ку вы детек+ - -) (2)4коэффициентпервого линеного детектос выхода ква"2=К Кг соз(Я 1 -реобрногоа 13. ования мплитуд е где К коэффициент передач сового фильтра 11 н полочастот Си ого деблок 12, рку и атич нал а 1 й о ениеампли 0 подается та существляет е в течение вре 1 детектирует тудным детекто л которого име Напря линейнымпервым тектор которы хранен же на о выб ом 13,т вид ен сигнКкгкз В = КК,КэО(1 +1 В = К К К ц (1 +1 Г 1 - 21 Г з 13г з и В КК К 1)(1 +1 Г 1 - 21 Г 1 со где 1 - модуль комплексного коэффициента отражения;- фаза комплексного коэффициента отражения- коэффициент преобквадратичного детосовой фильтр 11, натоту, выделяет первуюодного сигнала квадрора 10:3 1317369 4Выходной сигнал блока 12 также периодом, равном периоду коммутаявляется периодической функцией, с ции Т: К,ККК 1) (1 +1 Г + 2 Г я 1 пч), О с е с Т,; Т, с сТ/4 К К КК, П(1 +Г + 2 г соя), Т /4 с е с Т/4 + Т,; Т/4 + Т,( с Т/2 (4 К 1 КаКзКПл (1 + гт 2 г я 1 п), Т/2 с е с Т/2 + То Т/2 + Тс е с ЗТ/4 К,К КК, О(1 + г - 2 г соя у), ЗТ/4 с е с ЗТ/4 + Т,; ЗТ/4 + Т, с с с Т,где К - коэффициент передачи блока 12,Полосовой фильтр 17, настроенный на частоту 4 Я , выделяет четвертую гармонику выходного сигнала блока 12, напряжение которой детектируется вторым линейным амплитудным детектором 18. Сигнал на его выходе имеет вид:(5) где К 7 - коэффициент передачи полосового фильтра 17;К - коэффициент преобразованиявторого линейного амплитудного детектора 18 на частоте 4 а; 15 го 4 Т,2 ) я 1 П -- -о(6) Т(9) К 4 К 1 К 3 2 К 6 К 7 Ку 55 7 Когде К - коэффициент передачи фазометра 14. амплитуда четвертой гармоники частоты коммутации. 25Из (6) видно, что амплитуда четвертой гармоники будет максимальной, если член ядп (4То/Т) = 1, что имеет место при ТТ/8.В этом случае 30 П К 1 ККККК 13,г Ц К 3 1 КККК КК иа(1 + г 1)где К - коэффициент передачи блока 16.Таким образом, в последнем выражении отсутствуют коэффициенты К, 40 К и Ки значения амплитуды падающей волны (О), т.е. полностью исключена зависимость результата измерения от коэффициентов передачи зондов 4-7, СВЧ-коммутатора 8 и коэффициен та преобразования квадратичного уровня мощности генератора 1. Фазометр 14 сравнивает по фазесигнал П (2) с опорным сигналом, 50поступающим со второго выхода блока9 управления.Выходное напряжение фазометра 14имеет вид: Напряжения О, и П, подаются соответственно на индикаторы 15 и 19, которые калибруются непосредственно в значениях Ч и ГВведение в устройство для измерения модуля и фазы комплехсного коэффициента отражения СВЧ-двухполюсника полосового фильтра 17 четвертой гармоники частоты коммутации, включенного между выходом блока 12 выборки й хранения и входом второго линейного амплитудного детектора 18, и соединения выхода последнего со вторым входом блока 16 деления позволяет сформировать сигнал, корректирующий мультипликативную погрешность на переменном токе, что полностью исключает влияние дрейфа нуля усилителя на точность измерения модуля коэффициента отражения.Формула изобретенияУстройство для измерения модуля и фазы комплексного коэффициента отра-.Заказ 24 18/40 Тираж 730 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4 5 13173 жения СВЧ-двухполюсника, содержащее последовательно соединенные СВЧ-генератор, линию передачи с четырьмя зондами связи, выходы которых подсоединены к соответствующим входам четы рехканального СВЧ-коммутатора, подключенного управляющим входом к первому выходу блока управления, а выходом через последовательно соединенные квадратичный детектор, полосовой 10 фильтр первой гармоники частоты коммутации и первый линейный амплитудный детектор - к первому входу блока деления, выход которого соединен с входом индикатора модуля комплексно го коэффициента отражения, фазометр, соединенный первым входом с вторым выходом блока управления, вторым входом - с выходом полосового фильтра первой гармоники частоты коммутации, а выходом - с входом индикатора фазы комплексного коэффициента отражения,блок выборки и хранения, вход которого соединен с выходом квадратичного детектора, а управляющий вход -с третьим выходом блока управления,и второй линейный амплитудный детектор, при этом выход линии передачи счетырьмя зондами связи является выходом для подключения исследуемого СВЧдвухполюсника о т.л и ч а ю щ е е -с я тем, что, с целью повышения точности измерения модуля комплексногокоэффициента отражения, в него введен полосовой фильтр четвертой гармоники частоты коммутации, включенный между выходом блока выборки ихранения и входом второго линейногоамплитудного детектора, выход которого соединен с вторым входом блокаделения.