Способ определения проходящей мощности

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК ПЮ (И(504 С ИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ кород ьство СССР 1/00, 1983, е пп.сгоыаче а сазсас 1 ей 1 ойгезеагс гапс 1 агдз Я1971,Ь ЯА Й РО ДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетел1087906, кл. С 01 К 2Вгаша 11 К.Е, Ассцгасрочег шеазцгетпепг. цз 1 п 8соцр 1 ег шестой, ".1 оцгпаой Маг 1 опа 1 Вцгеап ой Ячо 1 75 с Ио 3,4 1 и 1 у-Песрр. 185-192,(57) Изобретение относится к технике радиоизмерений и обеспечивает повышение точности при измерении проходящеи мощности большого уровня,Устр-во, реализующее способ, содержит направленные ответвители 1, 2падающей волны, направленные ответвители 3, 4 отраженной волны, СВЧкоммутатор 5, ваттметр 6, эталонныйваттметр 7, короткозамыкатель 8,плавный аттенюатор 9, дополнительныСВЧ-коммутаторы 10, 11, дискретныйаттенюатор 12, блок управления 13,блок сопряжения 14, вычислитель 15,цифровой индикатор 16Способ заключается в том, что на линию передачи (ЛП) подают СВЧ-мощность и измеряют мощность Р 0 в нагрузке ЛП,мощности Р Р во вспомогательнойлинии (ВЛ), пропорциональные падающей и отраженной волнам при значении модуля коэф, отражения (МКО)нагрузки ЛП равном единице Затем увеличивают подаваемую мощность и при двух значениях коэф. связи ЛП с БЛ измеряют мощности РР во ВЛ, пропорциональные падающей мощности при значении МКО меньше единицы, и мощности Р , Р пропорци2 Инальные отраженной мощности при значении И(0 нагрузки ЛП равном 1345125единице. Кроме того, при первоначальном значении входной мощности/измеряют мощности Р Р, пропорциональные падающей мощности при значении ГП(0 меньше единицы для двух значений коэф. связи ЛП и ВЛ, отличающихся в К разПроходящую мощность определяют по формуле, 1 ил.Изобретение относится к техникерадиоизмерений и может быть использовано для измерения больших значений проходящей СВЧ-мощности в антен-сно-Фидерных трактах мощных СВЧ-передатчиков.Цель изобретения - повышение точности при измерении проходящей мощности большого уровня, 10На чертеже приведена структурнаяэлектрическая схема устройства, реализующего способ определения проходящеймощности в линии передачи,Устройство содержит направленные 1 Вответвители 1 и 2 падающей волны,направленные ответвители 3 и 4 отраженной волны, СВЧ-коммутатор 5, ваттметр б, эталонный ваттметр 7, короткозамыкатель 8, плавный аттенюатор 209, первый дополнительный СВЧ-коммутатор 10, второй дополнительный СБЧкоммутатор 11, дискретныи аттенюатор12, блок 13 управления, блок 14 сопряжения, вычислитель 15, цифровой ин бдикатор 16,Устройство работает следующим образом,Для определения коэффициентов С,С 2,, С 1 1 с помощью коммутатора 305 к линии передачи подключается реальная нагрузка, устанавливается некоторый стабильный уровень СВЧ-мощности в линии, значение которого выбирается так, чтоты при полностью 35введенном плавном аттенюаторе 9 (максимапьное затухание) и включенном визмерительный тракт с помощью коммутатора 10 дискретном аттенюаторе12 он соответствовал нижнему пределу 40измерения мощности ваттметром 6,подключенным с помощью коммутатора 11 к направленному ответвителю 1,настроенному на подающую волну вглавной линии,При полностью введенном плавноматтенюаторе 9 и исключенном из тракта дискретном аттенюаторе 12 производится измерение мощности Р ватт 14метром б, подключенным с помощьюкоммутатора 11 к вспомогательной линии направленного ответвителя 1,значение Р записывается в оперативную память вычислителя 15. Затемпри помощи коммутатора 10 вводитсядискретный аттенюатор 12, что вызы"вает уменьшение в К раз мощности навходе ваттметра 6 (где К - затухание, вносимое аттенюатором 12), производится измерение мощности Р,значение которой Фиксируется в оперативной памяти вычислителя 15, после чего уменьшается вносимое затухание плавным аттенюатором 9, исключается дискретный аттенюатор 12, производится измерение мощности Р 2ваттметром 6 значение которой записывается в оперативную память вычислителя 15, вводится дискретныйаттенюатор 12 и производится измерение мощности Р , значение которойазаписывается в оперативную памятьвычислителя 15 Таким образом выбирается .М пар значений мощности Р; -- Р ., Градуировочная характеристика11измерительного преобразователя ваттметра имеет вид;Р = 81 Р + Х(Р),где Р - значение СВЧ-мощности на входе ваттметра 6;(7) Б - крутизна характеристики преобразователя ваттметра 6; Р - показания измерительного блока ваттметра 6; 1(Р) - нелинейность преобразователя ваттметра 6. Нелинейность измерительного преобразователя 6 имеет вид полинома степени Б:/ значений мощности Р . - Р , запибсывают две системы уравнений: аР + С Р ++24(р" 3; Р кнР +СР + +и 11 Н где К - вносимое затухание дискретного аттенюатора 12 (в дозах), 1Поделив уравнения системы (3) на соответствующие уравнения системы (4), получают систему из М нелинейных уравнений с И - 1 неизвестными вида:(5) Решая систему (5) вычислитель 15определяет значение коэффициентовС, , С, и хранит их в своейоперативной памяти. Как показали результаты математического моделирования, оптимальным значением К является 2-5 дБ.После определения коэффициентовС,1 Ф См, по команде вычислителя 15 блок 13 управления, связанныйс вычислителем 15 через блок 14 сопряжения, управляя коммутаторами 10 10 и 11, подключает к направленному ответвителю 1 ваттметр 6 (при этомплавный аттенюатор 9 устанавливаетсяв положение, соответствующее нуле.вому затуханию, а дискретный атте нюатоР 12 исключается из тракта) и,управляя СВЧ-коммутатором 5, подключает к главной линии эталонный ваттметр 7.Регулировкой выходного уровня ге нератора устанавливается удобное дляэталонного ваттметра 7 значение СВЧмощности в главной линии (Ро ), кото-.рое измеряется ваттметром и записывается в память вычислителя 15, Также измеряется и фиксируется в опе"ративной памяти вычислителя 15 значение мощности во вспомогательной линии направленного ответвителя 1 (Р ),настроенного на падающую волну в 30 главной линии.На основании значений Р, и Р,а также в соответствии с (5) записы- вают Р, = К С, 81 Рл + (Р)3 (6) где К - коэффициент связи направС 1ленного ответвителя 1.Вычислитель 15 определяет значе 40 ние К Я и хранит его в своей оперативной памяти,Затем по команде вычислителя 15коммутатор 5 подключает к главнойлинии вместо эталонного ваттметра 745 короткозамыкатель 8, а коммутатор 11подключает к вспомогательной линиинаправленного ответвителя 2, настроенного на отраженную волну, ваттметр6, значение измеренной мощности (Р 2 )50 фиксируется в оперативной памяти вычислителяАналогично (6) записывают55 о - С, 1 а( 2)1 Вычислитель 15 определяет значение К Я и хранит его в своей оперативснои памяти, 1345125Затем по команде вычислителя коммутатор 5 подключает к главной линии реальную нагрузку, а коммутаторы 10 и 11 подключают ваттметр к направленному ответвителю 1.Регулировкой выходного уровня генератора увеличивают уровень СВЧ- мощности в главной линии и устанавливают его таким (Р ), чтобы измеряемое значение мощйости ваттметром 6 во вспомогательной линии направленного ответвителя 1 (Р ) соответствовало верхнему определению измерений, Значение Р фиксируется в памяти вычислителя.После этого, не меняя уровня мощности в главной линии, производят подключение ваттметра 6 к вспомогательной линии направленного ответвителя 3, настроенного на падающую волну в главной линии при помощи коммутатора 11, и производят измерение мощности во вспомогательной линии (Р), результат измерений фиксируется в оперативной памяти вычислителя 15.Коэффициент связи К направленноЗго ответвителя 3 с главной линией выбран так, что КК (наприсмер К = -30 дБ К-- -20 дБ),С.к 131 иНа основании измерений Р и Р записывают выражения для мощности Р в главной линии передачи: где К - коэффициент связи направсленного ответвителя 3.Значение КБ определяется слезьдующим образом: К Я -(10) С Р РЗ а а где а, а , а = аопределяется+ С Р (11) где Р - соответствующее измерение мощности ваттметром 6. Вычислитель определяет значение К Б и хранит его в своей оперативЗ ной памяти, Затем, не меняя уровнямощности в главной линии, с помощьюкоммутатора 5 к линии подключаетсякороткозамыкатель 8 и производится 5подключение ваттметра 6 к вспомогательной линии направленного ответвителя 4, настроенного на отраженнуюволну в линии передачи, и ваттметр 6производит измерение мощности (Р 4 ), 10 значение которой записывается в оперативную память вычислителя 15,К и Кс, коэффициенты связиснаправленного ответвителя 4, выбраны так, что К 4К, Значение 15 К Я вычисляется по формуле;К. Я - )РоР 2 н агн (12)"4 Р Р аг а 4 где а а а = а определяется20 Як гк 4 по Формуле га =1+СР +СР. + +2(13)25Вычислитель определяет значениеКс Я и хранит его в своей оперативнои памяти,После окончания вычислений. КЯЗо по команде вычислит я 15 ко утатор11 подключает к главной линии передачи реальную нагрузку, коммутатор11 подключает ваттметр 6 к вспомогательной линии направленного ответвителя 3 и устройство готово к измерению проходящей мощности высоких значений.Устанавливают СВЧ-мощность в главной линии передачи, значение которойнеобходимо измерить. Измеряют теку 40щее значение мощности ваттметра 6,подключенным к направленному ответвителю 3 (Р ), и записывают его воперативную амять вычислителя 15,затем подключают ваттметр 6 к вспо 45могательной линии направленного ответвителя 4, производят измерениемощности (Р ), а ее значение записывают в оперативную память вычислите"ля 15.Значение проходящей мощности РДРвычисляют по формуле Р (РеРа, е, а ье) пР о Р Р а а( ь Рги Р аг а 4 ) Г Р Р 4 ага 4 где а и а 4 определяют по формуЗи лам, аналогичным,(11) и (13),е1345125 мой на вход линии передачи, измеряют мощности Р , и Р . , пропор 1 тциональные падающим волнам при значении модуля коэффициента отражения меньше 1 для двух значений коэффициента связи линии передачи и вспомогательной линии, отличающихся в К раз, определяют проходящую мощность Р по формулер р (Р 1 Рэл а 1 О а 30Р,Рэ ааРэп Р 1 ла 2 ла 4 ъРР, а а Полученные значения проходящеймощности вычислитель 15 отображаетна цифровом индикаторе 16,а 1 ф ага арф ада ф а 3 а 4.ф "3 иа определяются по формуле а=1+С,Р +С Р + +й2йР =КР +С(КР-Р)+/ Р 2И 1 1 11 где М ь М - 1,Составитель Р.КузнецоваТехред И.Попович Корректор И.Демчик Редактор Л,Повхан Тираж 730 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Заказ 4915/44 Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул, Проектная, 4 5Формула из обретения Способ определения проходящей мощности в линии передачи, заключающийся в том, что подают на вход линии 10 передачи СВЧ-мощность, измеряют мощность Р 4 в нагрузке линии передачи, мощности Р , Р во вспомогательной1 элинии, связанной с линией передачи, пропорциональные соответственно па дающей и отраженной волнам в линии передачи при значении модуля коэффициента отражения нагрузки линии передачи равном 1, увеличивают мощность, подаваемую на вход линии передачи, 2 О .измеряют мощности Р Р во вспомогательной линии, пропорциональные подающей мощности при значении модуля коэффициента отражения нагрузки линии передачи меньше 1 соответ ственно для двух значений коэффициента связи линии передачи и вспомогательной линии, измеряют мощности Р и Р 4, пропорциональные отражен 2ным волнам при значении модуля коэффициента отражения нагрузки линии передачи равном 1 соответственно для двух значений коэффициента связи линии передачи и вспомогательной линии, о т л и ч а ю щ и й с я тем,35 что,с целью повышения точности при измерении проходящей мощности больших уровней, устанавливают первоначальное значение мощности, подаваегде РЗ и Р 4 - измерения мощности во вспомогательных линиях при изчерении проходящей мощности,где Р " соответствующие значениямощности;а коэффициенты С .. С, определяют решением системы уравнений