Устройство для измерения амплитудных и фазовых характеристик четырехполюсников

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК О А 1 6 01 Я 27/28 ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ИЯ У СВИДЕТЕЛЬСТ АВТО ах для иэмереСущество изоразрешэющей бласти испольено управляюледовательно ления и комму- содержит генеподмодуляторэ, два преобразометр, 1 ил,о СССР , 1990.МЕРЕНИЯ АМП- Х ХАРАКТЕРИКОВтение относ я ь использо о 1(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗЛИТУДНЫХ И ФАЗОВЫСТИК ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИ(57) Использование: изобрек радиотехнике и может бы Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано, например, в автоматизированных стендах дляизмерения характеристик антенн,Известно устройство для измерения амплитудных и фазовых характеристик испытуемых четырехполюсников (ИЧ) высокочастотных диапазонов, основанное на применении модуляции. Особенность этого устройства состоит в том, что в каналахприменены амплитудные модуляторы и дляобработки информации используют фильтры до и после преобразователей частоты,Недостатком устройства является низкая разрешающая способность и узкая область использования.Целью изобретения является увеличение разрешающей способности и расширение области использования устройства,В устройстве, содержащем амплифазометр; два модулятора; клеммы для подключения ИЧ, последовательно включенныегенератор, первый разветвитель, последовательно соединенные первый модулятор,в автоматизированных стендния характеристик антенн,бретения: для увеличенияспособности и расширения озования устройство снабжщим входом и поссоединенными блоком управтатором. Устройство такжератор, два модулятора, двадва сумматора, два фильтра,вателя частоты и амплифазо второй разветвитель, последовательно соединенные второй модулятор, третий разветвитель, последовательно соединенные первый сумматор, первый фильтр, первый преобразователь частоты, первый усилитель промежуточной частоты (УПЧ), а также последовательно соединенные второй сумматор, второй фильтр, второй преобразователь частоты, второй УПЧ, причем, выходы первого разветвителя подключены к сигнальным входам двух модуляторов, клеммы для подключения ИЧ подключены к первому выходу второго разветвителя и первому входу первого сумматора, второй выход второго разветвителя подключен к первому входу второго сумматора, выходы третьего разветвителя подключены к вторым входам соответственно первого и второго сумматоров, а выходы УПЧ подключены к соответствующим входам амплифаэаметра, поставленная цель достигается тем, что амплифазометр снабжен управляющим входом, а в устройство введены последовательно соединенные блок управления икоммутатор, к входам. которого и одкл ючен ы выходы подмодуляторов, выходы коммутатора подключены к управляющим входам модуляторов, второй выход блока управления подключен к управляющему входу амплифазо метра.На чертеже приведена структурная схема устройства для измерения амплитудных и фазовых характеристик четырехполюсников.В его состав входят генератор 1, разветвитель 2, модуляторы 3, 4, подмодуляторы 5, 6, коммутатор 7, блок управления 8, разветвители 9, 10, первая пара клемм 11 для подключения ИЧ, ИЧ 12, вторая пара клемм 13 для подключения ИЧ, сумматоры 14, 15, фильтры 16, 17, преобразователи частоты 18, 19, УПЧ 20, 21 и амплифазометр 22.В качестве ИЧ могут использоваться антенны, аттенюаторы, усилители, модуляторы и другие устройства радиодиапазона,Генератор 1 соединен с разветвителем 2, выходы которого через модуляторы 3, 4 подключены соответственно к разветвителям 9 и 10. Блок управления 8 подключен к амплифазометру 22 и к коммутатору 7, к входам которого подключены подмодуляторы 5, 6, а выходы соединены с управляющими входами соответственно модуляторов 3 и 4, Первая пара клемм 11 подключена к первому выходу разветвителя 9, а вторая пара клемм 13 - к первому входу сумматора 14, второй выход разветвителя 9 подключен к первому входу сумматора 15. Между клеммами 11 и 13 включен ИЧ 12, Выходы разветвителя 10 подключены к вторым входам сумматоров соответственно 14 и 15, Выход сумматора 14 через последовательно включенные фильтр 16, преобразователь частоть 1 18 и УПЧ 20 подключен к первому входу амплифазометра 22, а выход сумматора 15 через последовательно включенные фильтр 17, преобразователь частоты 19 и УПЧ 21 подключен к второму входу амплифазометра 22.Выполним анализ устройства при следующих допущениях, условиях и обозначениях:одноименные узлы в каналах устройства идентичны, поэтому характеристики каналов устройства идентичны и не влияют на точность измерений;используются амплитудные модуляторы;модулирующие напряжения синусоидальны, их частоты равны Е 1 и Е 2;выполняется условие Е 1Е 2;коэффициенты амплитудной модуляции (АМ) М 1 М 2 = М;коэффициент передач (КП) ИЧ Кх = Кхехгде Кх = модуль, а дЪ - фаза КП ИЧ,Работа устройства состоит из повторяющихся циклов, Каждый цикл состоит издвух частей. Рассмотрим работу устройствав первой части цикла. Он характеризуетсятем, что подмодулятор 5 подключен черезкоммутатор 7 к модулятору 3, а подмодуля"0 тор 6 - к модулятору 4.Радиосигнал высокой частоты 1 из генератора 1 через разветвитель 2 поступает намодуляторы 3, 4, в которых его модулируют,по амплитуде модулирующими функциями15 частот Е 1 и Е 2 соответственно. Модулированные сигналы поступают через разветвители 9, 10 и через соответствующие связи насумматоры 14, 15, с выходов которых сигналы поступают на фильтры соответственно 16 и 17. С их помощью выделяют одноименные боковые полосы, например, верхние,Выделенные в каждом канале две компоненты имеют вид:на выходе фильтра 16:2501 = МКХ Е соз (в+ Й ) е++ МЕ соз (о+ й )1(3)35Выделенные компоненты преобразуютпо частоте, Из продуктов преобразования с помощью избирательных УПЧ 20, 21 выде ляют напряжения разностной комбинационной частотыОз = КхМ Е созЙ - й)С+ ЧЪ 3 (4)О 4 = М Е соз ( Й 1 - 4 )(5)Фазовый сдвиг между напряжениями(4), (5)ф 1 =Ъ50является фазой КП ИЧ. Его измеряют в амплифазометре 22 в пределах шкалы 0360.Для перехода ко второй части циклаблок уп равления 8 дает команду коммутатору 7 и амплифазометру 22. Благодаря этому коммутатор 7 подключает подмодулятор 5 к модулятору 4, а подмодулятор 6 - к модулятору 3, В результате преобразований на выходах УПЧ 20. 21 формируются напряжения1797080 05=КхМ Е сов(01 - й)с-ДЪ) (7) 06=М Е сов(01 Й)1фазовый сдвиг между которыми В амплифазометре 22 из (6) вычитают (9) и врезультате получают 1=91-й =Р -(-дЪ) =2 дЪ (10) Из (10) следует, что устройство обеспечивает увеличение разрешающей способности в два раза при сохранении однозначных измерений в пределах шкалы 0360. Амплитуды напряжений (4) и (7) пропорциональны Кх, что позволяет измерять также и модуль КП ИЧ,Формула изобретения Устройство для измерения амплитудных и фазовых характеристик четырехполюсников, содержащее амплифазометр, два подмодулятора, клеммы для подключения испытуемого четырехполюсника, последовательно включенные генератор. первый разветвитель, последовательно соединенные первый модулятор, второй разветвитель, последовательно соединенные второй модулятор, третий разветвитель, последовательна соединенные первый сумматор, первый фильтр, первый преобразователь частоты, первый усилитель промежуточной частоты, а также последовательно соединенные второй сумматор. второй фильтр, второй преобразователь частоты, второй усилитель промежуточной частоты, причем выходы первого разветвителя подключены к сигнальным входам двух модуляторов, клеммы для подключения испытуемого чеПоскольку в формировании напряжений (4), (5) и(7), (8) принимают участие только одноименные боковые компоненты модулированных колебаний, то из этого следует, 5 что в качестве модуляторов можно использовать также балансные модуляторы или фазовые модуляторы или комбинацию различных видов модуляторов, Это позволит расширить область реализации, а, сле довательно, область использованияустройства.Аналогичный результат может быть получен при Г 1Г 2.Преимуществом данного устройства яв ляется то, что достижение положительногоэффекта Обеспечивается переключением относительно низкочастотных цепей модулирующих напряжений и осуществлением просто реализуемой операции вычитания 20 (10) в амплифазометре 22. тырехполюсника подключены к первому выходу второго разветвителя и первому входу первого сумматора, второй выход второго разветвителя подключен к первому входу второго сумматора, выходы третьего разветвителя подключены к вторым входам соответственно первого и второго сумматоров, а выходы усилителей промежуточной частоты подключены к соответствующим входам амплифазометра, отл ич а ю ще ес я тем,что, с целью увеличения разрешающей способности и расширения области использования устройства, амплифазометр снабжен управляющим входом, а в устройство введены . последовательно соединенные блок управления и коммутатор, к входам которого подключены выходы подмодуляторов, выходы коммутатора подключены к управляющим входам модуляторов, второй выход блока управления подключен к управляющему входу амплифазометра.1797080 Огороднийчук нтал Корректор Н.Ревска оляда едак Заказ Б 52 Тираж ВНИИПИ Государственного комитета и 113035, Москва, Жственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10 ои ставитель хред М.Мо Подписноеобретениям и открытиям при ГКНТ ССРаушская наб 4/5