Измеритель комплексного коэффициента отражения

н 4 ( )1 )( 2//б ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУя я 4 ГОСУДАРСТОЕННЫЙ НОЫИ 1 ЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯ)ЛПРИ ГННТ СССР(71) Се)астг 1 поль( кий приборостроительньп ииситут(57) Изобретение отнс)гпся к радио- измерительной технике. Цель изобретения - повьппение точности измерения фазы ко мпле ксно го ко зф, отражения в 2широко)полосе част т, Измеритель содержит СВЧ-генератор 1, четырехэлеептнь датчик 2 с зл-тами 4-7 связи, и меряемьй двухполюсник 3, СВЧ- коммутатор 8, квадратичньп( детектор 9, полос(вои фильтр 10, линейный амплитудный детектор 11, управляемые делители 2 и 17 напряжения, индикатор 13 лодуля, фазометр 14, блок 15 у)равления, формирователь 16 функции тангенса, арктангенсный преобразователь 18 и индикатор 19 фазы, Цель достигается за счет обеспечения частотно-зависимой коррекции фазовых сдвигов между эл-тами связи, которая осуществляется с помощью делителя 17, формирователя 16 и преобразователя 18.ил.И тоГ 1)реп ение отцогцтся к радиои тм -рительц 1 й техник и может бытт игполг зонацт в авттматичггких измерительных системах и приборах для настройки радиотехнических объ ктов.Цель цзобретс ция - цоньппецие точности измерения фазы комплексного коэффициента отражения н широкой полосе частот.На чертеже представлена структурная электрическая схема измерителя комплексного коэффициецта отражения,Измеритель комплексного коэффициента отражения содержит СВЧ-генератор 1, четырехэлементцьпт датчик 2, выход которого является входом для подсоединения измеряемого днухтцтлюг.- ника Э, элементы 4-7 связи четырех- элементного датчика 2, СВЧ-коммутатор 8, квадратичный детектор 9, полосоный фильтр 10, линейный амплитудный детектор 11, перный управляемый делитель 12 напряжения, индикатор 13 модуля, Фазометр 14, блок 15 уцрапления, формирователь 16 функи и твнгецса, второй управляемьп) делитель 17 напряжения, арктацгецсцый иреобраэонатель 18 и индикатор 19 ф гзы.Измеритель комплексного коэффициента отражения работаст следующим образом.Сигнал постоянной амплитуды от СВЧ-генератора 1 поступает и реп честырехэлементцый датчик 2 к измерлемому днухцолюсцику 3 г комплексным коэффициентом отраженияГ= )Г)е гдеГ- модуль коэффициецта отражения;фаза коэффициента отражеция.Отраженная волна Б,) интерферирует с падающей. Анализ распределения поля осущестнляетгя с помощью элементов 4-7, размещенных н различных сечениях таким образом, чтобы фал зоные набеги между ними были равны4на средней длине волны ЯстСВЧ-коммутатор 8 по сигналу г первого выхода блока 15 периодически коммутирует с частотой Й каждый из ныходцых сигналов элементов 4-7 н общий канал. При этом на выходе СВЧ- коммутатора 8 получается ситцал н нц де цериодцчекой последовательности радцоимпулт гон, Выходной сигнал СВЧ-ком 1 уторв 8 цетс ктируется квадратичным дтек- ром 9. Выходной сигнал детскт ра 9 являетгя периодической функцией, к 1- торая ца интервале, равном периоду кгммутации Т=2/Я, имеет нид: н.с.г рНо 1к(г 1.ргр н 1 с 5 Ы со 5( -38/ Сот (- -8 5 Ю со 5 ( -)и 1 5 гС где К - коэффициент пропорциональности;н", у - частотные коэффициенты.Коэффициент ( зависит от распределения элементов 4-7 вдоль тракта и определяется формулой ср ыЛ,1 Лу =агсСц( -- С ф )о асср где ,р- фазовый сдвиг эа счет раэво рота на средней длине волны.В диапазоне частот волновода(427) коэффициент д изменяется в пределах 0,63-1,37, коэффициент " для угла поворота детектора р=К/8 иэме няется в пределах 1,47-0,73. Такимобразом, эти коэффициенты имеют значительную частотную зависимость, что приводит к погрешности измерения модуля и фазы при работе в полосе частот, Физически это объясняется тем, что расстояние между элементами 4-7 фиксировано, поэтому фаэовые сдвигилмежду ними равны - только на средней4длине волны (1=1, у 1), а на других частотах они становятся отличными о 1 лчто приводит к возникновению погрешности в измерениях.55 Полосовый фильтр 10 выделяет первую гармонику из выходного сигнала Цс квадратичного детектора 9 де л,р- средняя длина волны диапаэона;о; - дискретное значение текущейдлины волны в канале,Коэффициент у зависит от разворотаэлементов 4-7 и определяется форму- лой5 1518803 6 где К, - ко 1 ф(Ъициецт иередачи полосового Фильтр 1 О на частоте1=д+,1 - суммарныи частотцый коэффициент. 10Напряжение с выхода полосового фильтра 1 О поступает ца вход линейного амплитудного детектора 11, выходное напряжение И 1 которого имеет вид:15 И=КК(К 1 Г 1 Гягп 2- 1-соя 21(соя-где К, - коэффициент передачи амплитудно го де те к то р а.Для исключения частотной составля- ф ющей погрешности измерения модуля коэффициента отражения, обусловленЮной множителем ягп ; - сигнал (1 по% 9 даеТся на сигнальный вход первого управляемого делителя 12, на управля-1 ющий вход которого подается сигнал с синхронизирующего выхода СВЧ-генератора 1. При этом в зависимости от частоты меняется коэффициент переда- З 0 чи первого управляемого делителя 12 по закону 1( К 4(К 1 Х сК ) У Ко К 35 2 Л; Ии КоК1УК Р 40=К Напряжение У 1 с выхода второго управляемогого делителя7 подается н а вход арктангенсного преобразователя 18, выходное напряжение которого пропорционально фазе коэффициента отра- жения 13 5 1 8 К,1Г(я(ц - , - 11-соя 2 исояс 1(я(1 1 4 а 1 (8 1 где К, - коэффициент передачи перво(го управляемого делителя12 при Л;=Л,.Тогда сигнал на выходе первого управляемого делителя 12 имеет вид: Б - КК,К,К НГ 111-соя 21 гсоя-8 11 Это напряжение подается на индика-(451 тор 13, шкала которого калибруется непосредственно в значениях 1 Г 1. Погрешность измерения модуля зависит только от частотного коэффициента 50Одновременно напряжение П с выхо 7 да полосового фильтра 1 О подается навход фазометра 14, на опорный вход которого поступает опорное напряжение с второго выхода блока 15. Напряже 1 ние на выходе фаэометра 14 имеет вид Н(о =Кэагс "К("КЧссК8) гд к, - ко.1 ФФи(гиецт передачи Фа.(ометра 14.Абсолютная погрешность измерения Фаэы комплексцог 11 коэффициента отражеция определяется по формуле йлЧ = Г-агс СК ( СЮ(с 1:К , 8),где 1 Г - истинное значение фазы,Для 42 ь-ного диапазона частот волцовода при измерении коэффициента 1 от 2 до 2,1 абсолютная погрешность измерения составляет д ч,.;=2,25 (при 1(=45 ) и Л 1(,= -2,25 (при ЧУ=135 ).Для исключения частотной составляющей погрешности измерения4 фазы, обусловленной множителем сйК( -8 сигнал Н подается на вход формирователя 16. Сигнал на выходе формирователя 16 имеет вид: где К 4 - коэффициент передачи формирователя 16,Это напряжение подается на сигнальный вход второго управляемого делителя 17, на управляющий вход которого подается сигнал с синхронизирую- щего выхода СВЧ-генератора 1. В зависимости от частоты СВЧ-генератора 1 меняется коэффициент передачи второго управляемого делителя 17 напряжения по закону: 1(где К, - коэффициент передачи второгоуправляемого делителя 17 при Л, =ЛТогда сигнал на выходе второго управляемого делителя 17 имеет вид: где К - коэффициент передачи арктангенсцого преобразователя 8.1880 1 тнньп де ектор, и );н)гов(н 1)и.)ьтр,ниц ни 41 лгяцгигчгнг 1 тек 1 о . ггерН д и р я ж е ни. и од д . т5 н д ив л 1 у 1 тр 1вкала которого грггчиру 1 гя НС 1 ОР., 1 ВЕГИО Н НДЧ НИЯХ Ч, гэ О иэготоннения но рдг)цени с ненни)11 рдоедииен г управляющим нходом первого унрдвляемогс целителя напряжения, выход СВЧ-когглгутд тора подклг)чец к входу квадратичного гг тктора, нь; - ход полосового фильд ра подгединен к иэ мерительному входу Ьлэоггет рд, а ВЫХОД ЧЕТЫРЕХ .1 ЕМ Нчцпго Д )ТЧИКЛ ЯВчдстот Г о р м у л д и ) о и р е т е н и я Измеритель ком)ехиднго коэффици -ента отражения, содерждщий погеГго -нательно соединнцые СВЧ-генератор и четырехзлементный датчик, подсоединенный к сигцдльным входам СВЧ-коммутатора, посредством элементов связи,последонательцо соединенные квддрл -ЗО СоставительКро:пиТехред Л. (пи 1(н к Редактор Л. Пчолицская Корректор С,Черни Заказ 6604/52 Тираж 714 Подписцое ВНИПП Госуддр.тг.нн го коми.гд по н ойр т нгчм и открьтням при ГКНТ СССР 11.10 3 5, Мо кн. 1(-1 э, .(гугд кая нгй л. 4/5 Производстненн( -иэддтепьский к )мйиндт Ч 1,1.Ят"г, ужгород, ул. Гагарина, 101 позволяет применять лицйцую грддуи -5 ронку икд.(11, то ддет ьч)эм жногть снизить тре о)дция о точности е ной пкалий, грлдуиронкд которой ведется с учетог 1 дтотной госта в,гяющй 10 сС; -8 Б)гдгддря чдгтотцо- дни имой коррекции фа )овьгх сдвигов ле)кду элементами 4, 5, 6, 7, котордя осуществля ется г помог(ь) второго упранляемого делителя 17, формирв;гтепя6 и арктднгенгного греоГ)рг )ондтеля 18, иовывается точноть и)мер ния фазы кс ффи 1(цент отражения н широкой олосе 2(1 ньп уорд н)1 яел 1 и ггс,ни г ль нднряж цияи ицдик;Тор моду я, Глок угрднления,иерньи выход котор)г поели)ен с упрд вл я ущим я: одо и (; Л- ,(л чу та то рд, авторой вьгход - г порным входом фдэометрг и ицдикат)р )1 ы, нри )томсинхронигирук(ий нгЯод СВЧ-генерат ) -ляется Вь 1 ходом для огкичегя измеряелого двухпццп никд, о г и и ч а-Щ ИС Я тЕМ, Ч) О, Г (ЕЛ)К) НоВЬПЯ -ния дочцости и)мер ния флэы комплексного ко )ффициент . отражения , пнрокои полосе частот, вход Ьдэ метрачер еэ введенные но "годов атея ьн ) соединенные формир тел, фуцкции гдцг)пса, второй угрдвлгелы 1 дглитель напряжения, управляющий вход которогоподключен к гинхроцизирукпяему ньгходуСВЧ-генератора, и дрктангенсный преобрговдтель соединенвходом индикат рд флэы,