Устройство для измерения коэффициента отражения свч элемента

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИ 166357 ЕСПУБЛИК 1 В 27/(51) ЗОБ ТЕ ПИСАНИ У ВИДЕТЕЛ К АВТОР КОодуль и фаза коэЧ-элемента 7. та отГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(088.8)видетельство СССР6 01 В 27/06, 1983;свидетельство СССР6 01 К 27/04, 1985.ВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОА ОТРАЖЕНИЯ СВЧ-ЭЛЕ Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения комплексного коэффициента отражения двухполюсников СВЧ,Цель изобретения - расширение частотного диапазона.На фиг.1 представлена структурная электрическая схема устройства для измерения коэффициента отражения СВЧ-элемента; на фиг,2 - структурная электрическая схема блока управления.Устройство для измерения коэффициента отражения СВЧ-элемента содержит СВЧ- генератор 1, измерительный СВЧ-тракт 2 с тремя зондами 3, 4, 5 и первым фазовращателем 6, СВЧ-элемент 7, первый и второй детекторы 8, 9, СВЧ-сумматор 10, второй фазовращатель 11, блок 12 управления, суммирующий блок 13, вычитающий блок 14, третий детектор 15, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 16, вычислитель 17 и цифровой индикатор 18,(57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - расширение частотного диапазона. Для этого устройство содержит СВЧ-генератор 1, измерительный СВЧ-тракт 2 с тремя зондами 3, 4 и 5 и фазовращателем 6, СВЧ-элемент 7, детекторы 8, 9 и 15, СВЧ-сумматор 10, фазовращатель 11, блок 12 управления, суммирующий и вычитающий блоки 13 и 14, АЦП 16, вычислитель 17 и цифровой индикатор 18. Данное выполнение устройства обеспечивает вычисление модуля и фазы коэффициента отражения СВЧ-элемента 7. Устройство по п.2 ф-лы отличается выполнением блока 12 управления, 1 з.п. ф-лы, 2 ил,Блок 12 управления содержит СВЧ-сумматор 19, детектор 20, первый и второй компараторы 21, 22, первый и второй блоки И 23, 24, генератор 25 импульсов, реверсивный двоичный счетчик 25, функциональный преобразователь 27, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 28 и буферный усилитель 29.Устройство для измерения коэффициента отражения СВЧ-элемента работает следующим образом.При распространении СВЧ-энергии по измерительному СВЧ-тракту 2 с зондов 4 и 3 снимаются следующие напряжения:ц Ц е ",г -23 иОбозначив ф = 2 г - ро и учитывая,что 8 7= сов ф - зи 1/ получимЦ, Ое" (1 ГсоьС 1-Г 5 дЦ 3,Оа=" Оп е " Г 1-гсоб(нгв Ю 15Вторым фазоврэщателем 11 напряжение О 2 сдвигается на 90 и на его выходеснимается следующее напряжение: О =Ое11-Гсовс Гос 9. 10Напряжения О 1 и Оз поступают на СВЧсумматор 10, на выходе которого получается следующее напряжение.О 4= 01+ Оз=2 О.ЕР"которое детектируется третьим детектором 1515, работающим в квадратичном режиме,Выходное напряжение этого детектора имеет видО 5=4 О ,Напряжения О 1 и О 2 могут быть представлены в следующем виде;О,:Ое 1" гсовргв,де 1,"- ., 1 с м;РР;.Ое фг 2 гсову 1цс+м 125О Ц е"-гсовгвд(увц.+4 си с:=Ое 1 о"е 1 гс 2 гсдву,Гэд гвдггде о. дгс 1 с 1агс 1Эти напряжения поступают соответственно на второй 9 и первый 8 детекторы,также работающие в квадратичном режиме,и на их выходах получаются следующие напряжения; 35О= О(1 ф Г +2 гсоьСгО,:у(1+Г-аГсое О,Эти напряжения поступают на суммирующий 13 и вычитающий 14 блоки, нэ выходах которых напряжения имеют видОз- О-О 7 -ФО Гсов С 1,О,=О, О,-2 О(1.Г 1,Напряжения О 5, Оз и О 9 преобразуются 45АЦП 16 в цифровой код и поступают навычислитель 17, рассчитывающий значенияГ и гро по следующим соотношениям:Г= О - 1;ф = сГССОЯО 5 Г- Ф 30 0 фо - 2 ф гПри этом зным путем из знпающего нафазовращателидится через АЦ начение А получено косвеначения напряжения, посту первый 6 и второй 11 из блока 12, которое вво- П 16 и вычислитель 17,Вычисленные значения Г и ро поступают на цифровой индикатор 18.Блок 12 работает следующим образом.С зондов 3. 5 снимаются следующие напряжения:О-Ое" 1 ге (2" со 1Оо ОЕ1 ГЕ (2 Рг-Чо)Эти напряжения поступают на входы СВЧ-сумматора 19, на выходе которого получается следующее напряжение (при расстоянии между зондами 3 и 5, равном Х/2):-Ге(В"-М 11Это напряжение детектируется детектором 20, выходное напряжение которого поступает на входы первого 21 и второго 22 компараторов. Если напряжение О 11 отлично от нуля, что соответствует расстройке расстояния между зондами 3 и 5 от А/2, например напряжение больше нуля, срабатывает первый компэратор 21 и через первый блок 23 от генератора 25 начнут поступать импульсы на суммирующийвход реверсивного двоичного счетчика 26. Изменяющийся выходной код реверсивного двоичного счетчика 26 преобразуется функциональным преобразователем 27 (например, табличным способом в виде ПЗУ) и поступает на ЦАП 28. Выходное напряже-, ние ЦАП 28, усиленное буферным усилителем 29, поступая на первый 6 и второй 11 фазовращатели, изменяет значение фазового сдвига, вносимого ими до тех пор, пока на выходе СВЧ сумматора 19 напряжение не станет равным нулю, т,е. расстояние между зондами 3 и 5 не станет равным А/2, при этом первый компаратор 21 вернется в исходное состояние и запретит прохождение импульсов от генератора 25 через первый блок 23 на реверсивный двоичный счетчик 26.Аналогичным образом блок 12 работает, если выходное напряжение СВЧ-сумматора 19 станет меньше нуля. В этом случае срабатывает второй канал, состоящий из второго компаратора 22, второго блока 24 и вычитэющего входа реверсивного двоичного счетчика 26Использование устройства для измерения коэффициента отражения СВЧ-элемента обеспечивает высокую точность измерений в широком диапазоне частот и автоматизацию процесса измерений.формула изо бре те н и я Устройстводля измерения коэффициента отражения СВЧ-элемента, содержащее последовательно соединенные СВЧ-генератор и измерительный СВЧ-тракт с распо 3663577ложенными в нем на расстоянии четверти длины волны друг от друга первым и вторым зондами, последовательно соединенные первый детектор, аналого-цифровой преобразователь, вычислитель и индикатор, а также второй и третий детекторы, причем выход измерительного СВЧ-тракта является выходом для подсоединения исследуемого СВЧ-элемента, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения частотного диапазона,в него введены третий зонд, расположенный в измерительном СВЧ-тракте на расстоянии четверти длины волны от второго зонда, первый фазовращатель, размещенный в измерительном СВЧ-тракте между первым и третьим зондами, второй фазовращатель, включенный между выходом второго зонда и первым входом введенного СВЧ-сумматора, второй вход которого соединен с выходом первого зонда, входом второго детектора и первым входом введенного блока управления, а выход - с входом третьего детектора, а также суммирующий и вычитаащий блоки, первые выходы которых соединены с выходом второго детектора, вторые входы - с выходом третьего детектора, а выходы - с вторым и третьим входами аналого-цифрового преобразователя. при этом выход первого зонда соединен с входом третьего детектора, выход третьего зонда - с вторым входом блока управления, первый выход блока управле ния - с управляющими входами первого ивторого фазовращателей, а второй выход - с управляющим входом аналого-цифрового преобразователя.2. Устройство по п,1, отл ич а ю щее с я тем, что блок управления содержит последовательно соединенные СВЧ-сумматор, детектор, первый компаратор, первый.блок И, реверсивный двоичный счетчик, функциональный преобразователь, цифроа налоговый преобразователь и буферныйусилитель, последовательно соединенные второй компаратор и второй блок И, при этом вторые входы первого и второго блоков И соединены с выходом генератора импуль сов, выход второго блока И соединен с вычитающим входом реверсивного двоичного счетчика, вторые входы первого и второго компараторов соединены с точкой нулевого потенциала, выход буферного усилителя яв ляется первым выходом, выход цифроаналогового преобразователя - вторым выходом, а входы СВЧ-сумматора - первым и вторым входами блока управления..Гагарина, 101 одственно-издательский комбинат "Патент", г, Уж каз 265 Тираж 414 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4(5