Измеритель комплексных параметров свч четырехполюсников

(3) Ф С 01 В, 27/28 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯй0 СН 01 НЮййъ(71) Минский радиотехнический институт(56) Справочник по радиоизмерительныю приборам, Под ред; В.С. Насонова. М., "Советское радио", 1977, т.с. 168-169.Кабанов Д.А. и др. Автоматический анализатор СВЧ цепей с двенадцатиполюсными рефлектометрами. - "Радиоэлектроника", т. 17. Вильнюс, 1981, с. 165-168 (прототип).(54)(57) ИЗМЕРИТЕЛЬ КОМПЛЕКСНЫХ ПАРАМЕТРОВ СВЧ-ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКОВ, содержащий СВЧ-генератор, трехдецибельный делитель мощности, к одному выходу которого последовательно подключены первый электрически управляемый аттенюатор и вход первичного канала первого направленного ответвителя, 1 выход которого является входом для подключения исследуемого СВЧ-четыРехполюсника, к другому выходу трехдецибельного делителя мощности послеЯО 1167537 довательно подключены второй электрический управляемый аттенюатор и вход первичного канала второго направленного ответвителя, выход которого является выходом для подключения исследуемого СВЧ-четырехполюсника, блок управления, выходы которого соответственно соединены с управляющими входами первого и второго электрически управляемых аттенюаторов, а также измеритель мощности, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерений, между выходом СВЧ-генератора и входом измерителя мощности последовательно включены шестидецибельный направленный ответвитель, второй выход которого соединен с входом трехдецибельного делителя мощности, четырехпозиционный СВЧ-фазовращатель и сумматор мощности, второй вход которого через введенный электрически управляемый переключатель подключенЬвай к выходам вторичных каналов первого и второго направленных ответвителей, ф при этом управляющие входы четырех- позиционного СВЧ-фазовращателя и СЛ электрически управляемого переключа- М теля соединены.с выходами блока уп-ф равления.37 2позиционным СВЧ-фаэовращателем 6,равному а=Ор 90, 180, 270,выходе входного квадратичного детектора измерителя 12 мощности при указанных фазовых сдвигах будут опреде"ляться следующими выражениямиепри аУ=О О =КЯ Г д ( а= И=Цб Ре :РК)Д Г . б е, а: К(4 а(4.2(ВЯ ееесб / /)етуАтЕто О = К/А Г 8 / /еК/дкоэффициент преобразования детектора измерителя мощности 12;комплексный коэффициент передачи тракта, образованно- . го первичным каналом шести- децибельного направленного ответвителя 2, первым плечом трехдецибельного делителя 3 мощности, первым электричес- . ки управляемым аттенюатором 4, первым направленным ответвителем 7, короткозамыкателем, электрически управляемым переключателем 10, первым плечом сумматора 11; комплексный коэффициент пере,цачи тракта, образованного вторичным каналом шестидецибельного направленного ответвителя 2, четырехпозиционным СВЧ-фазовращателем 6, вторым плечом сумматора 11; комплексная амплитуда поля на выходе СВЧ-генератора 1 при первой калиЪровочной операции;разность аргументов компле;сных величин Г, =1 и В/А. 40 а кЗначения Ц,кр 02 к. Узк Н,к запоминаются в микроЭВМ 14, а затем в результате математической обработки находятся неизвестные значения /В /А/и 1, 11675Изобретение относится к радиоиэмерительной технике.Целью изобретения является повышение точности измерений.На чертеже приведена структурнаяэлектрическая схема измерителя комп 5лексных параметров СВЧ-четырехполюсников.Измеритель содержит СВЧ-генера-тор 1, шестидецибельный направленный ответвитель 2, трехдецибельныйделитель 3 мощности, первый и второй электрически управляемые атте- д 90 0 -кЯД2 д (нюаторы 4 и 5, четырехпоэиционныйСВЧ-фазовращатель 6, первый и вто-х(1 ф 210 /Я э,ф+8 /д 1112рой направленные ответвители 7 и 8,исследуемый СВЧ-четырехполюсник 9,электрически управляемый переключатель 10, сумматор 11 мощности, измеритель 12 мощности и блок управления 13, функции которого выполняет микроЭВМ 14 с интерфейсом 15.Измеритель комплексных параметроа бВЧ-четырехлолюсиикоа работает 1-1(8 А ееб 6 (б)еследующим образом,25 где К -Режиму измерения предшествуетрежим калибровки. Калибровка состоит из четырех операций. Во времяпервой калибровочной операции исследуемый СВЧ-четырехполюсник 9 исключается из измерительного тракта ик выходу первого направленного ответвителя 7 подключается подвижныйкороткозамыкатель для создания режима холостого хода (модуль и аргумент коэффициента отражения короткозамыкателя при этом будутГо =1;агя (Г )=20). Это необходимо длясоздания определенной точки отсчетана фазовой плоскости,.МикроЭВМ 14 через интерфейс 15Восуществляет с помощью сигналов,подаваемых на управляющие входыпервого и второго электрически управляемых аттенюаторов 4 и 5 и электрически, управляемого переключателя 10, перевод первого и второгоэлектрически управляемого аттенюатора 4 в открытое состояние, второго электрически управляемого аттенюатора 5 в закрытое состояние и 50подключение выхода вторичного канала первого направленного ответвителя 7 к первому входу сумматора 11.Кроме того, микроЭВМ 14 через интерфейс 15 поочередно переводит четы ррехпозиционный СВЧ-фазовращатель 6в состояния, соответствующие фазово-му сдвигу а Ч, вносимому четырех"к "зк " Таким образом, в результате первой калибровочной операции определяют постоянныеВ/А /и г, используемые в дальнейшем при измерении значений 1исследуемого СВЧ-четырехполюсника 9.Во время второй калибровочной опе- рации определяются постоянные / В 1/А /220гги гт" , необходимые при определении значений Яисследуемого СВЧ-четырехполюсника 9. Лля этого при исключенном из измерительного тракта25 исследуемом СВЧ-четырехполюснике 9 подвижный короткозамыкатель, создающий режим холостого хода, подключается к выходу второго направленного ответвителя 8. С помощью микроЭВМ 14 открывается второй электрически управляемый аттенюатор 5, закрывается первый электрически управляемый аттенюатор 4 и к первому входу сумматора 11 через электрически управляемый переключатель 10 подключает- З 5 ся вторичный канал второго направленного ответвителя 8. Алгоритм определения величин /В 1/А /иф остается прежним, при аЧ=О; 90; 180;270 Фиксируются напряжения Бгг ц" гг ггкф кф 0 зк, У " и по выражениям, аналогичным (2), находятся В/А /, Ч" . Величина А в данном случае представляет собой комплексный коэффициент передачи тракта, образованного 45 первичным каналом шестидецибельно-, го направленного ответвителя 2, вторым плечом трехдецибельного делите- . ля 3 мощности, пер ым электрически управляемым аттенюатором 5, вторым 50 направленным ответвителем 8, короткозамыкателем, переключателем 10, первым плечом сумматора 11. Величина Ь остается прежней, а Ч является разностью аргументов комплекс ных величин Го =1 и В /АТретья калибровочная операция необходима для определения постоянкоторые заносятся в оперативную память микроЭВМ 14 1167537 4ных г В 1/Аз / и Чк, используемых принахождении значений 8 исследуемого СВЧ-четырехполюсника 9. Для этого выход и вход первого и второгонаправленных ответвителей 7 и 8соединяются. С помощью микроЭВМ 14к первому входу сумматора 11 черезпереключатель 10 подсоединяетсявторичный канал второго направленно 10 го ответвителя 8, открывается первыйэлектрически управляемый аттенюатор 4 и закрывается второй электрически управляемый аттенюатор 5. Соединение выхода и входа первого ивторого направленных ответвителей7 и 8 соответствует включениюСВЧ-четырехполюсника с коэффициен"тами передачи в прямом и обратномнаправлениях с =1. Сигналы У, Бщ,ш цо1 кю 2 кфБзк, Цк, полученные на выходе измерителя 12 мощности при различныхзначениях фазовых сдвигов четырехпозиционного СВЧ-фазовращателя 6,выражаются соотношениями, аналогичными (1), но Г, заменяется наоВеличины /В /А, / и Ч" находятсяиз выражений, аналогичных (2).Величина А в данном случае представляет собой комплексный коэффициент передачи тракта, образованного первичным каналом шестидецибельйого направленного ответвителя 2,первым плечом трехдецибельного делителя 3 мощности, первым электрически управляемым аттенюатором 4, первичным каналом первого направленного ответвителя 7, вторичным каналомвторого направленного ответвителя8, электрически управляемым переключателем 10 и первым плечом сумматора 11. Величина В остаетсяпрежней, а Ч является разностьюаргументов комплексных величинсо=1 и В /Аз.В результате четвертой калиоровочной операции находятся постоян,ные /В/Аи Ч", используемыепри нахождении значений Б исследуемого СВЧ-четырехполюсника 10.Выход и вход первого и второго направленных ответвителей 7 и 8 остаются соединенными. С помощью микроЭВМ 14 к первому входу сумматора 11через электрически управляемый переключатель 10 подсоединяется вторичный канал первого направленного ответвителя , открывается второй электрически управляемый аттенюатор 5 и1167537 закрывается первый электрически управляемый аттенюатор 4. Для различИ ных фазовых сдвигов фиксируются Б , Б Б П и по выражениям, анаг логичным (2), находятся (Й 1 Я 2/ и 5Величина А в данном случае представляет собой комплексный коэф- фициент передачи тракта, образованного первйчным каналом шестидецибельного направленного ответвителя 2,1 О вторым плечом трехдецибельного делителя .3 мощности, вторым электрически управляемым аттенюатором 5, первичным каналом второго направленного ответвителя 8, вторичным каналом пер вого направленного ответвителя 7, электрически управляемым переключателем 10 и первым плечом сумматора 11. Величина В 1 остается прежней, а 5 является разностью аргументов 20Ккомплексных величин с =1 и В /АВ режиме измерения исследуемый СВЧ-четырехполюсник 9 включается в измерительный тракт. При измерениис помощью микроЭВМ 14 производится те же переключения, что и при первой калибровочной операции. При(этом напряжения П, р Пги, ППи 5 Пи на выходе входного квадратичного детектораизмерителя 12 мощности при 3 различных значениях фазового сдвига будут определяться следующими выражениями:сРо 81:8 о .к 8 5 о 8 "о с: к 8 , 5о 25,о 25,8,4,соо ,о 8,/А /о,ц( ( 50 Фс:у(11 к и к При измерении Я , 8 , 1 с помощью микроЭВМ 14 производятся такие5же переключения, что и при второй,третьей, .четвертой калибровочныхоперациях соответственно. Модули иаргументы этих параметров находятся микроЭВМ 14 из формул, аналогичных (4),Как следует из описания принципаработы измерителя, преобразованиеСВЧ-сигналов, несущих информацию обизмерениях Б-параметровр осуществляется с помощью только одного квад(в прототипе для тся 8 квадратичпозволяет устз-за неидентичдетекторов и вьппения точносении с прототи-,Н 88 о:к(А 1.28,ок 8 с+ -25, В,йс( ( Щ)",гдеа - комплексная амплитуда поляина выходе СВЧ-генератора 1при измерении параметра Я 1М( - разность аргументов Компилексных величин 1( и В/а .Модуль и аргумент Я находятсямикроЭВМ 14 из формул ратичного детектораэтих целей используюных детекторов), чторанить погрешности иности характеристиктем самым достичь поти измерений в сравнпом. Кроме того, из измеряемого трах" та исключены сложные двенадцатиполюсные рефлектометры, что позволило существенно упростить калибровку измерителя за счет снижения количества калибровочных операций с 8 до 4 и тем самым достичь уменьшения сложсти и времени процесса измере1167537 Составитель Р. КузОгар Техред Ж. Кастелевич оваКор И, Эрдей Редакто Зака наб., д. Патент", г. Ужгород, ул. Проектна илиад 432/44 ВНИИНИ цо д 113035, И