Измеритель s-параметров элементов свч-тракта

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 1 16776 п 9) САНИЕ ИЗОБРЕТЕН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Севастопольский приборостроительный институт(56) Бондаренко И.К., Дейнека Г.А., Маграчев З,В, Автоматизация измерений параметров СВЧ-трактов, М.: Сов.радио, 1969.Авторское свидетельство СССР М 362262, кл, 6 01 В 27/28, 1971.54) ИЗМЕ РИТЕЛ Ь Б-ПАРАМЕТРОВ ЭЛ ЕМЕНТОВ СВЧ-ТРАКТА57) Изобретение относится к технике измерений на С В Ч и может быть использовано для создания системвстроенного контроляи диагностики состояния элементов СВЧ-трак(5 ц 5 6 01 Я 27/28, 27/32 тов радиотехнических объектов, Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. Измеритель Я-параметров элементов СВЧ-тракта содержит генератор 1 СВЧ, четырехзондовые датчики 2 и 4, исследуемый четырехполюсник 3 СВЧ, направленный ответвитель 5 падающей волны, исследуемый двухполюсник б СВЧ, трехканальный СВЧ-коммутатор 7, нагрузки 8,9 и 10 с различными коэффициентами отражения, блок 11 обработки информации и управления. Процесс измерения параметров элементов СВЧ-тракта состоит из трех режимов. Режим измерения определяется состоянием СВЧ-коммутатора 7. Вычисленные в трех режимах измерения значения коэффициентов отражения на входе и выходе четырехполюсника 3 позволяют определить его Я-параметры, 2 ил.Изобретение относится к технике измерений на сверхвысоких частотах и может быть использовано при создании систем встроенного контроля и диагностики состояния элементов СВЧ трактов радиотехнических обьектов,Цель изобретения - расширение функциональных возможностей.На фиг,1 изображена структурная электрическая схема измерителя Я-параметров элементов СВЧ-тракта; на фиг.2 - структурная злект:ческая схема блока обработки информации и управления.Измеритель Я-параметров элементов СВЧ-тракта содержит генератор 1 СВЧ, первый четерехзондовый датчик 2, исследуемый четырхполюсник 3 СВЧ, второй четырехзондовый датчик 4, направленный ответвитель 5 падающей волны, исследуемыйдвухполюсник 6 СВЧ, трехканальный СВЧ-коммутатор 7, первую 8, вторую 9 и третью 10 нагрузки с различными коэффициентами отражения, блок 11 обработки информации и управления.Блок1 обработки информации и управления содержит коммутатор 12, АЦП 13, ЭВМ 14 и блок 15 индикации.Измеритель Я-параметров элементов СВЧ тракта работает следующим образом.В результате подключения трехканальным СВЧ коммутатором 7 к выходу направленного ответвителя 5 любой из нагрузок 8,9 или 10, на выходах второго четырехзондового датчика 4 появляются напряжения, которые описываются выражением02 Гп= (1+ Ггщ+К 21 2+2Бпсов (92 лп - 2 Ъ )1=1,2, 3,4тп =1,2,3,где Кз - коэффициент передачи 1-го зонда второго четырехзондового датчика 4; Оп - коэффициент, зависящий от параметров элементов СВЧ тракта;Ггп , ргп модуль и Фаза коэффициента отражения в плоскости подключения направленного ответвителя 5 к второму четырехзондовому датчику 4 при подключении СВЧ коммутатором гп-ной нагрузки 8,9 или 10 к выходу направленного ответвителя 5; 82 - Фазовое расстояние от плоскости размещения 1-го зонда до плоскости подклю гения направленного ответвителч 5 ко второму четырехзондовому датчику 4, Комплексный коэффициент отраженияв плоскости подключения направленного ответвителя 5 к второму четырехзондовому датчику 4, связан с параметрами СВЧ тракта 5 следующим соотншениемФГгв = Гн + Я 41 Гщ, п 1= 1,2,3 (2) о 1 = (1+Г 1 1 +Кн 2О4(3) где К 11 - коэффициент передачи -го зонда первого четырехзондового датчика 2;Г 1 п , р 1 п - модуль и фаза коэффициента отражения в плоскости подключения четырехполюсника 3 к первому четырехзон довому датчику 2, при подключении СВЧкоммутатором 7 тп-той нагрузки 8,9 или 1 О к выходу направленного ответвителя 5; Йц - фазовое расстояние от плоскости размещения 1-го зонда до плоскости подключения исследуемого четырехполюсника 3 к первому четырехзондовому датчику 2. Комплексный коэффициент отраженияв плоскости подключения исследуемого че тырехполюсника 3 к первому четырехзондовому датчику 2 связан с параметрами элементов СВЧ тракта соотношением- 2255 Гщ = Я 11+Я 221 Гг е(4) где Я 11 - комплексный коэффициент огражения входа исследуемого четырехполюсВ10 где Гн =Гне " - комплексный коэффициент отражения исследуемого двухполюсника 6; Ь 1 - комплексный коэффициент передачи канала направленного ответвителя 5, используемый для ответвления мощности волны, падающей на исследуемый двухполюсник 6, ГП 1 - комплексный коэффициент отражения одной иэ нагрузок 8,9 или 10, подключенной СВЧ коммутатором 7 к выходу направленного ответвителя 5,В результате подключения трехканальным СВЧ коммутатором 7 к выходу направленного ответвителя 5 любой из нагрузок 8,9 или 10, на выходах первого четырехзондового датчика 2 появляются напряжения, которые описываются выражением(6)=12,3,4 Система из четырех уравнений (6) с двумя неизвестными является избыточной и 35 может быть решена ртноситепьно неизвестных параметров(Г, , ъ) одним из известных методов.Одновременно с этим, решением системы уравнений (3) определяется комплекс н ый коэффициент отражения ф 1) в плоскости подключения исследуемого четырехполюсника З.к первому четырехзондовому датчику 2, Вычисленные значения коэффициентов отражения Г 11, Г 21 запо ми на ются в Э В М 14.Второй режим измерения (п 1=2). По команде с блока 11 трехканальнцй СВЧ коммутатор 7 подключает к выходу направленного ответвителя 5 вторую нагрузку 9 с коэффициентом отражения Г 2 Ф О,Производят аналогичные операции измерения комплексных коэффициентов отражения на входе и выходе исследуемого четырехполюсника 3 ( Г 12, Г 22), Вычислен ные значения коэффициентов отражения Г 12, Г 22 запоминаются в ЭВМ.Третий режим измерения (п 1=3), По команде с блока 11 трехканальный СВЧ ника 3; Я 21 - комплексный коэффициент передачи исследуемого четырехполюсника 3; Я 22 - комплексный коэффициент отражения выхода исследуемого четырехполюсника 3: 2 - фазовэя длина второго 5 четы рехзондового датчика 4.Процесс измерения паоаметров эле- ментов СВЧ тракта состоит из трех режимов, определяющихся состоянием СВЧ коммутатора 7. 10Первый режим измерения (гп=1). По команде из блока 11 трехканальный СВЧ коммутатор 7 подключает к выходу направленного ответвителя 5 первую нагрузку Р с нулевым коэффициентом отраже ния ( Г 1= О), Иэ (2) следует, что при Г 1=0 комплексный коэффициент отражения в. плоскости подключения направленного ответвителя 5 ка второму четырехзондовому датчику 4 равен 20 коммутатор 7 подключает к выходу направленного ответвителя 5 третью нагрузку 10 с ГзГ 2О. производятся измерения комплексных коэффициентов отражения на входе и выходе исследуемого четырехполюсника 3 (Г 1 з, Ггз). Вычисленные значения коэффициентов отражения Г 1 з, Ггз запоминаются в ЭВМ.Вычисленные в трех режимах измере.- ния значения коэффициентов отражения на входе и выходе исследуемого четырехполюсника 3 позволяют определить его Я-параметры. Система уравнений (4) преобразуется следующим образом.ф- 22Г 1 в = Я 11 + Ягг Г 1 в Ггщ е ++ Ь Г 2 п 1 е, гп = 1, 2, 3гдЕ Ь= Яг 1 - Я 11 Я 22.Система из,трех уравнений (7) с тремя неизвестными(Я 11,Яг 2, ь ) является линейной и решается относительно неизвестных методом Крамера или Гаусса.Вычисленные значения параметров элементов СВЧ тракта ( Гн Я 11 Я 22, Я 21), в цифрОвом или аналоговом виде поступают в блок 15.Формула изобретения Измеритель Я-параметров элементов СВЧ-тракта, содержащий генератор СВЧ= первый и второй четырехзондовые датчики, выходы зондов которых подсоединены к входам блока обработки информации и управления, и коммутатор, причем выход первого и вход второго четырехзондовых датчиков являются соответственно выходом и входом для подключения исследуемого четырехпрлюсника СВЧ, а управляющий вход коммутатора соединен с выходом блока обработки информации и управления, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, введены направленный ответвитель падающей волны, выход вторичногоканала которого соединен с входом коммутатора, выполненного трехканальным, и первая, вторая и третья нагрузки, подключенные к соответству 1 ощим выходам трехканального коммутатора, при этом вход первого четырехзондоного датчика соединен с выходом генератора СВЧ, выход второго четырехзондового датчика - с входом направленного ответвителя падающей волны, выход первичного канала которого является выходом для подсоединения исследуемого двухполюсника СВЧ,1677669Составитель М.Кромин Редактор Н.Химчук Техред М.Моргентал Корректв Заказ 3113 Тираж 396 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101