Измеритель прямых и обратных потерь невзаимных четырехполюсников

Союз Советских Социалистических РеспубликЗависимое от авт, свидетельстваявлено 28.Х,1969 ( 1279094/26 1 а,исоединением заявкиелам Комитет ииаобретенийпри СоветеССС 1 ПК б 15/О иоритет открыти нистаов бликовано 22 Л 111970, Бюллетеньа опубликования списания 15.1.1971 УДК 621.317,341(088.8) Авторизобретени А. С. Елизаро Заявител ЗМЕРИТЕЛЬ ПРЯ НЕВЗАИМНЫХ Невзаимные четырехполюсники, в которых ИСПОЛЬЗОВаНЫ ПрОДОЛЬПО- И ПОПЕрЕЧНО-НаМагниченные ферриты, получили широкое распространение в технике СВЧ как самостоятельные СВЧ-узлы, так и в качестве составных элементов более слож тых узлов. Наиболее распространенными невзаимными четырехполюсниками являются ферритовые вентили и независимые ферритовые фазовоащатели.В известных измеригелях по основному авт. св.171032 в кольцевую систему включены два высокочастогных переключателя, К одним клеммам их подключают исследуемый невзаимный четырехполюсник, а к другим - произвольный четырехполюсник, потери которого одного порядка с потерями исследуемого четырехполюсника.Однако известный измеритель имеет ряд недостатков. Он позволяет определять прямые Вр и обратные Д,ор потери с точностью до потерь в переключателях. Для определения потерь в переключателях необходимо точно знать потери дополнительного взаимного четырехполюсника. Одчовременное воспроизведение характеристик рпр и Д,ор в функции от частоты или напряжености управляющего магнитного поля невозможно из-за наличия третьего переключа геля, коммутирующего энергию генератора.Целью настоящего изобретения является 1 Х И ОБРАТНЫХ ПОТЕРТЫРЕХПОЛЮСНИКОВ устранение, во-первых, зависимости результатов измерения рр и Д,ор от потерь в переключателях и потерь дополнительного взаимного четырехполюсника и, во-вторых, обеспе чение одновременного панорамного воспроизведения характеристик Р,р и боерДля этого в предлагаемом измерителе входизмерительного тракта годключен к выходу генератора, выход измерительного тракта 10 имеет согласованную нагрузку, к одним клеммам высокочастотных переключателей подключен исследуемый невзаимный четырехполюсник, а другие клеммы этих переключателей замкнуты накоротко.15 Кроме того, между выходами кольцевогоизмерительного тракта и выходом генератора включено 3 дб гибридное соединение; в кольцевой измерительный тракт между общими клеммами высокочастотных переключателей и 20 ферритовыми вентилями включены четыре однонаправленных ответвителя с детекторными секциями, ориентированные попарно на парциальные волны, падающие на четырехполюсник и прошедшие через него. Выходы усили телей сигналов, снибаешьх с детекторных секций, подключены ко входам измерителя Отношений через переключатель.На фиг. 1 предстазлена функциональнаясхема предлагаемого измерителя, Схема со держит СВЧ-генератор 1, ферритовый вен 277029(2) 01=КО/2, т. е. К=КК 5, тиль 2, двухдетекторные датчики уровня мощности 8, 4, высокочастотные переключатели 5,исследуемый невзаимный четырехполюсник б,согласованная нагрузка 7, суммирующиекаскады 8, усилители 10, 11 и измеритель отношений 12.На фиг. 2 представлена функциональнаясхема предлагаемого измерителя, обеспечивающая возможность одновременного воспроизведения характеристик 1 рямых и обратныхпотерь, В эту схему Вклю ены свин-генераторИ, о Об гиоридное о ДН 1 ение Н, ферритовыеВентили 1, нанравле 1 Вые ответвители 1 ь,ОрРСНТИрозапНЫЕ На ВОЛНЫ, ПНДНЮщИЕ На ЧЕлРО.,10.1 О.пР 1 к, напр ав.снные ОтВетвители 1/,ОРРРНТИРОВНННЫЕ На ВО,ИЫ, ПРОШЕДШИЕ ЧЕРЕЗетырехнолюсник, Высокочастотные переклюаеРд, Р ССЛЕДуЕЪ 1 ЫИ НЕВЗИИМНЫЙ ЧЕТЫРЕХ 1 о,ю ник 1 э, детекторные секции О, усилитеРи сина,Ов 21, 21, д, Л.Р, сниаемых с Детекгор ых секций, и измеритель отношений 25.,редгагаемый измеритель работает следуЮщим ОораЗОМ,.энергия генератора;1 оступает в обычныйизмерительныи тракт, оканчивающийся согласованнои нагрузкой. Клеммы а и а перек.ючателеи а замкнуть накоротко (соединены отрезком тракта).1.аЗНОСтЬ ПОкаэаинй ИЗМЕрнтЕЛя ОтНОШЕНИйпри подключении переключателей к исследуЕпОМу ЧЕТЫрЕХПОЛЮСНИКу И Прн КОрОтКОМзамыкании их будет Оа.1 на искомой величинепр Фб) или робр (до), 1 ри этом Она не зависит от потерь в сами:, переключателях.41 РИ РВЗДЕЛЬНОМ ИЗЪЕРЕНИИ пр РЛИ обр НЕТнеооходимости создания самого кольцевогогр 1 кта и двухкратРОго измерения показании измерителя отношений после предварРтельпоР калибровки его на О дб.Режиму измерения предшествует режим калиоровки измерителя отношений. В этом режиме переключатели 5 устанавливаются в положения а и а, а входные сигналы измерителя отношений (при условии квадратичногодетектирования) могут быть представлены наклемме в в виде /,=КРа на клемме г -(/,=К"БпРгде Р, - величина мощности в измерительномтракте в месте расположения датчика уровня 8;К - коэффициент передачи системы 8 -8 - 10;К" - коэффициент передачи системы 49 - 11;5 п - СУММаРНЫй КозффИЦИЕНТ ПЕРЕДаЧИпер еключателеи 5.Изменением коэффициента усиления усилителей 10 или 11 измеритель отношений калибруется установкой на ) дб. Это соответствует: где К - введенный коэффициент передачи (в данном случае в усилителе 11), 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 Если теперь переклю 1 атели 5 перевести в положения б и б, то входные сигналы измерителя отношений окажутся равными на клемме в У 2 - ККп пр 1 г (1) где В общем случае Р 24=Р 1. Измеритель отношений (если его шкала проградуирована в дб) даст показание, разное следующему выражению: Л= - 1 О 1 д , = - 101 д(/1 Кили с учетом (2) получаемА= 101 д, (3,т. е. отсчет по шкале измерителя отношенийявляется искомой величиной пр (дб).Если исследуемый;етырехполюсник переориентировать или изменить направление управляющего магнитного поля (при наличииэлектромагнита), то описанная методика позволит измерить моор (дб)Таким ооразом, предлагаемый измерительпозволяет не только устранить зависимостьРЕЗУЛЬтатОВ ИЗМЕРЕНИЯ пр И Робр От ПОТЕРЬ Впереключателях и исключить необходимостьиспользования дополнительного четырехполюсника, но и значительно упростить как саму функциональную схему, так и методикуизмерения.Автоматизация процесса измерения р пр иобр (одновременное панорамное воспроизВЕДЕНИЕ ХаРаКтЕРИСтИК РпрИ" бр) ДОСтИГаЕтСЯседующиъ 1 образом:1, Одновременным распространением СВЧэнергии через исследуемый четырехполюсникв двух противоположных направлениях,2. Использованием информации о параметрах этих парциальных волн на входе и выходе четырехполюсника для целей измеренияпр И обрДля выполнения первого условия необходим кольцевой измерительный тракт, в котором к выходу генератора должно быть подключено 3 дб гибридное соединение, обеспечивающее одновременную запитку кольца с противоположных концов. Выделение же информации о параметрах парциональных волнобеспечивается применением в качесве датчиков уровня мощности четырех сднонаправленных или двух двуна 1 равленных ответвителей.Ферритовые вентили для энергии генератора включены в прямом направлении, а дляпарциальных волн, прошедших через четырехполюсник, - в обратном,Это исключает циркуляцию энергии- по измеритальному кольцу и связанные с ней погрешности измерения,С помощью каждой пары ответвителей сдетекторными секциями обеспечивается выделение сигналов, пропорциональных при квадратном детектировании мощностям каждой парциальной волны на входе и выходе четырехполюсника. После этого необходимо использовать информацию о величинах этих сигналов для измерения р р и ,р,Методика измерения следующая. Режиму измерения предшествует режим калибровки измерителя отношений. В этом режиме переключатели 18 находятся в положениях а и а, а измеритель отношений с помощью переключателя 26 поочередно подключается к выходам усилителей 21, 2 и 23, 24, Сигналы на клеммах в и г (как и в предыдущем случае) определяются выражениями (1), если ослаоление первичного канала левого ответвителя 1/ учесть в величине Ь, а переходные ослабления левого ответвигеля 1 б и правого ответвителя 17 - в величинах К и К".Изменением коэффициента усиления одного из усилителей 21 или 28 измеритель отношений калибруется на О дб, Аналогичны рассуждения и в отношении сигналов на клеммах д и е, причем в этом положении переключателя 2 б измеритель отношений калибруется изменением коэффициента усиления одного из усилителей 22 и 24.Если теперь переключатели 18 перевести в положения б и б, то показания измерителя отношений в зависимости от положения переключателя 2 б будут соответствовать Рр (дб) или р,бр (дб). Подачей выходного напряжения измерителя отношений на отклоняющие пластины ЭЛТ, обеспечивается панорамное воспроизведение характеристик ,р или Робр в функции от частоты нли напряженности управляющего магнитного поля. Для одновременного воспроизведения этих характеристик переключатель 2 б выполняют в виде электронного коммутатора.При использовании двунаправленных ответ вителей общее число ответствителей можетбыть уменьшено до двух.Предмет изобретения1. Измеритель прямых и обратных потерь 10 невзаимных четырехполюсников по авт. св.171032, от,гичающийся тем, что, с целью устранения зависимости результатов измерения от потерь в высокочастотных переключателях, вход измерительного тракта подключен 15 к выходу генер атор а, выход измерительноготракта имеет согласованчую нагрузку, к одним клеммам высокочастотных переключателей подключен исследуемый невзаимный четырехполюсник, а другие клеммы этих пере ключателей замкнуты накоротко (соединеныотрезком тракта)2. Измеритель, по п. 1, отличающийся тем,что, с целью обеспечения возможности одновременного воспроизведения характеристик 25 прямых и обратных потерь, между входамикольцевого измерительного тракта и выходом генератора включено 3 дб гибридное соединение, в кольцевой измерительный тракт между общими клеммами высокочастотных пере ключателей и ферритовыми вентилями включены четыре однонаправленных ответвителя с детекторными секциями, ориентированные попарно на парциальные волны, падающие на четырехполюсник и прошедшие через него, а 35 выходы усилителей сигналов, снимаемых сдетекторных секций, подключены ко входам измерителя отношений через переключатель,277029Фиг 1иа.Составитель С. БазароваТехред 3. Н, Тараненко Корректор Н. Л. БронскаяРедактор Г. ГромоваЗаказ 3791/9 Тираж 480 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5Типография, пр. Сапунова, 2