Свч-коррелометр

(51)М, Кл,6 Об 6 7/19 с присоединением заявки Йо Государственный комитет СССР по делам изобретеиий и открытий(72) Авторыизобретения Д,А, Кабанов, Ж;А. Сабиров и А.М. Сизьмин Горьковский ордена Трудового Красного Знамени научноисследовательский радиофизический институт(71) Заявитель 54) СВЧ КОРРЕЛОМЕТР Изобретение относится к радиоиз= мерительной технике, а именно к устройствам, предназначенным для измерения корреляционных функций сигна- лов с весьма малым интервалом корреляции (10 + 10с) и может быть .использовано в ядерной технике, в нано- и пикосекундной импульсной технике.Известен СВЧ коррелометр 11 параллельного действия, содержащий полосковую линию задержки и ряд умножителей, размещенных так, что перемножаемые сигналы поступают на каждый из них с определенной фиксированной задержкой. Для измерения корреляционной функции сигналов выходы перемножительных ячеек по очереди подключаются к входу осциллографа. Как известно, точность измерения корреляционнйх Функций определяется, в частности, минимальным шагом задержки, т,е. интервалом между значениями задержки, при которых измеряются отдельные точки корреляционНой функции. В известном коррелометре шаг задержки Фиксирован и зависит от числа ячеек.Недостатком такого устройства является его сложность и малая точность ввиду разброса параметров перемножителей и конечного числа ячеек.Известен коррелометр последовательного действия 21, содержащий полосковую линию, к которой посредством.скользящего контакта подключен йелинейный элемент, и интегратор. Сигналы поступают на оба конца линии. Приперемещении нелинейного элементавдоль линии на него поступает суммавходных сигналов, время задержки между которыми определяется в каждойточке расстоянием от этой точки доконцов линии. На выходе интегратора 15 регистрируют корреляционную функциювходных сигналов.Однако при измерении корреляционных Функций с малым интервалом корреляции точность; обеспечиваемая из вестным коррелометром, во многих случаях йедостаточна.Так например, при измерении корреляционной Функции вида случайногогармонического сигнала с частотой10 ГГц, для обеспечения погрешностине более 1 минимальный шаг временизадержки должен составлять не более7 пс. Это соответствует перемещениюнелинейного элемента вдоль полоско вой линии известного коррелометрана величину менее 1 мм. При измерениикорреляционнйх функций более высокочастотных сигналов, а также для сигналов с меньшим интервалом корреляциинеобходимая величина оказываетсяменьше 7 пс, т.е. требуется перемещение нелинейного элементамногоменьыее чем на 1 мм. В извееетйоме коРрелометре техническая-реализация ша га задержки указанной величины представляет собой задачу практически неосуществимуюе что ведет к невозможности обеспечения необходимой точносЦелью изобретения является повышение точности измерения корреляционных функций при уменьшении шага задержки.Поставленная цель достигается тем,что н СВЧ коррелометр, содержащий основную полосксвую: линию задержки сослоем"диэлектрика, нелинейный элемент, выход которого подключен к вхо ду интегратора, дополнительно введены два разветвителя, входы которых.являются соответственно первым и вторым входами коррелометра, фазовращатель,вторая полосковая линия задержки со слоем диэлектрика и подвижнаядиэлектрическая пластина, размещенная между ,лоями диэлектрика первойи второй полосковых линий задержки,причемвходы первой полосковой линиизацержки соединены ссотнетственно спервыми выходами первого и второгоразветвителей, входы второй полоскоъой линии задержки соединены соответственно со вторым входом первого разветвителя и с выходом фазонращателя,вход которого подключен к второму выходу второго разветвителя, вход нелинейного элемента соединен с отводом первой полосковой линии задержки;На фиг. 1 приведена структурнаясхема СВЧ коррелометра; на фиг 2один из вариантов выполнения связанных полосковых линий с введенной диэлектрической пластиной.СВЧ коррелометр содержит основнуюполосковую линию 1 задержки длиной 1и вторую полосковую линию 2 задержки, связанную с линией 1. Линии 1, 2разделены слоем основного диэлектрика Э. С нбзможностью ввода в основной диэлектрик 3 и вывода из негоустановлена диэлектрическая пластина 4. К фиксированной точке лйнии 1на расстоянии 8 от ее первого входаподключен нелинейный элемент 5, навыходе которого включен интегратор б,Первый и второй входылйний 1 соеди нены с первыми вйходамй разветнителей 7, 8 соответственно. Первый входлинии 2 соединен со вторым выходомразветвителя 7.непосредственное авторой вход линии 2,соединен со вторым вйходом разветвителя 8 через фазонращатель 9.СВЧ коррелометр работает следующим образом.Сигнал 2 О(с) поступает на вход разветвителя 7, а сигнал 2 О(с) поступает на вход разветвителя 8.Разветвители 7,. 8 обеспечивают разделение входных сигналов на дна сигнала,равных по амплитуде и фазе. На первыевходы связанных линий 1, 2 поступаютсинфазные сигналы О, (с). На второй 10вход полосковой линии 1 поступаетсигнал О (с), а на второй вход линии2 ; сигналы -О)(с), сдвинутый фазовращателем 9 на 180 по сравнению ссигналом О 0.(с) на втором входе линии 1. Синфазные сигналы, поступаю щие на связанные полосковые линии1, 2 со стороны их первых входов,возбуждают в каждой из них быстрыеволны. Скорость этих волн определяется параметрами полосковых линий 1, 2: 20О,где ,С - соответственно распределенные индуктивность и емкость полосковых линий. 5 35 где С - емкость связи между линиями 1, 2. 40 ЛиниЯ 1 осуществлЯет суммирование сигналов, поступивших со стороны первого и нторого входов. Поэтому на вход нелинейного элемента 5 поступает сумма сигналов 45 О (с - ) + О(с -),. - задержка сигналаО (с) относительнопервого входа ли-.нии 1; где сс)") у 50 1=. - задержка сигналаО(с) относительно второго входа линии 1,Эадержка сигналов О(с) и О.е(с)друг относительно друга на нходе нелинейного элемента 5 составит е-ее чвыхода нелинейного элебОНапряжение смента 52.О (с- С)65 + 2 О О, с О(с- Т) +Противофазные сигналы О (с ) и -О( с )1поступающие на связанные полосковыелинии 1, 2 со стороны их вторых вхо дов, возбуждают в каждой из них медленные волны, которые распространяются н линиях со скоростьюгде С = в- емкость связи приЕа 5выведенной клиновидной пластине;5 - площадь перекрытиясвязанных линий;д - зазор между линиями;. Ь 6 - ход пластины;Ео- диэлектрическая проницаемость,основногодиэлектрика 3;Е, - диэлектрическая проницаемость диэлектрическои пластины 4;в , угол между плоскостями .:линовидной пластины.Это приводит к изменению скорости медленных волн в линиях 1, 2. Эта скорость принимает значение В точк мента ц (с) ляет е, е 2. игнала О (с) отноторого входа лйновом положенииа 3;- задержка ссительно внии 1 придиэлектрикскорость рмедленныхположениии этом шаг зад ранения и новом рика.3. волн и диэлек ержкие ен ко второетвителявх ыходу второго разелинейного элемента ом первой полосково Е- Е 7 %-, - "(е-е,) - , ний для У,до=7-с ПослеиМ п 9 подстановки выр олучим;од соединенлинии зад е к поступает на интегратор 6, на выходе которого регистрируют корреляционную функцию входных сигналов.При вводе диэлектрической пластины 4 в основной диэлектрик 3 или выводе из него изменяется емкость Ср связи между линиями 1, 2Со Едб.д - 6 са сс(6 "о ) подключения нелинейного эле-,задержка сигналов О (с) иуг относительно друга состав 716401 6ь,еТаким образом при измерении гармонической корреляционной функциивида ( Р (е) = Со ь 2 УГц ь ( с частотой .10 ГГц обеспечивается погрешностьменее 1, Величина д с может бытьуменьшена за счет соответствующеговыбора величин д, еее, б , что даетвозможность повысить точность измерения.Таким образом, использование вСВЧ коррелометре двух связанных полосковых линий в качестве линии задержки и сумматора и регулированйесвязимежду линиями .за счет изменения эффективной диэлектрической проницаемости основного диэлектрика,разделяющего линии, позволило обеспечить весьма малый шаг задержки иповысить тем самым точность измерения корреляционных функций сигналов. Формула изобретенияСВЧ коррелометр, содержащий полосковую линию задержки со слоем ди электрика, нелинейный элемент, выходкоторого подключен к входу интегратора, о,т л и ч а.ю щ и й с я тем,что, с целью повышения точности приуменьшении шага задержки, в корреля тор введены два разветвителя, входыкоторых являются соответственно первым и вторым входами коррелометра,фазовращатель, вторая полосковая линия задержки со слоем диэлектрика и З 5 подвижная диэлектрическая пластина,раэмещенная между слоями диэлектрикапервой и второй полосковых линий задержки, причем входы первой полосковой линии задержки соединены соответственно с первыми выходами первогои второго разветвителей,. входы второй полосковой линии задержки соединены соответственно со вторым выходом первого разветвителя и с выходомфазовращателя, вход которого подклю-,срмации, ри эксп изе . ятые та,СССР67. В частном случае, пСС=5 10 - ; до0,001 и, ос = 10лучим йТ = 2 пс. и Е-Е 0,0 ф599/ П ак исноССР д. 4/ Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,тираж 745 ВНИИПИ Государствен по деламизобрете 113035, Москва, 3-35, го комитета С й и открытий аушская наб.