Измеритель ослаблений и вентильного отношения линейных невзаимных сверхвысокочастотных четырехполюсников

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоевтскикСоциалистическихРеспублик и 924623. 7 (088,8) оо делам иэебретеиий и открытий(5 т ИЗМЕРИТЕЛЬ ОСЛАБЛЕНИЙ И ВЕНТИЛЬНОГО ОТНОШЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ НЕВЗАИМНЫХ СВЕРХВЫСОКОЧАСТОТНЫХЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКОВИзобретение относится к технике СВЧ.Известен измеритель ослаблений и вентильного отношения линейных невзаимных сверхвысокочастотных четырехполюсников, содержащий генератор качающейся частоты, выход раэ" вертки частоты которого соединен с горизонтально отклоняющими пластинами электроннолуцевой трубки, а к его выходу через управляемый переключатель подключены две цепи из последовательно соединенных развязывающего вентиля, направленного ответвителя падающей волны, направленного ответвителя прошедшей волны и волноводного переключателя, при этом между вторыми плечами волноводных переключателей вклю" чен отрезок линии передачи, а тре" тьн плечи служат для подключения ис" следуемого линейного невзаимного сверхвысокоцастотного четырехполюсника, к вторичным плечам направленных ответвителей падающей и прошед"щей волн подключены усилители, ауправляющий вход управляемого переключателя соединен с блоком управления Г 15.5Однако известный измеритель необеспечивает одновременное наблюдение частотных зависимостей измеряемых величин и высокую точность.Цель изобретения - обеспечениеодновременного наблюдения частотныхзависимостей измеряемых величин иповышение точности.Для достижения поставленной целив измеритель ослаблений и вентильногоотношения линейных невэаимных сверхвысокочастотных цетырехполюсниковсодержащий генератор качающейся частоты, выход развертки частоты которогосоединен с горизонтально отклоняющими пластинами электроннолучевой трубки, а к его выходу через управляемыйпереключатель подключены две цепи изпоследовательно соединенных развяэы вающего вентиля, направленного ответвителя падающей волны, направленного ответвителя прошедшей волны и волновод. ного переключателя, при этом между вторыми плечами волноводных перек" лючателей включен отрезок линии передачи, а третьи плечи служат для подключения исследуемого линейного невзаимного сверхвысокочастотного четырехполюсника, к вторичным плечам направленных ответвителей падающей и прошедшей волн подключены усилители, а управляющий вход управляемого переключателя соединен с блоком управления, введены цифро вой арифметический блок с цифровым табло отображения и блок гашения луча, выход которого подключен к модулятору яркости электроннолучевой трубки, при этом выходы усилителей сое динены с входами цифрового арифметического блока, выход которого подключен к вертикально отклоняющим пласти" нам электроннолучевой трубки, а блок управления дополнительно соединен с 25 цифровым арифметическим блоком, блоком гашения луча и входом остановки качания генератора качающейся частоты,30На чертеже приведена структурная электрическая схема измерителя.Измеритель ослаблений и вертильного отношения линейных невзаимных сверхвысокочастотных четырехполюсников содержит генератор 1 качаю 35 щейся частоты, выход развертки частоты которого соединен с горизонтально отклоняющими пластинами электроннолучевой трубки 2, а к его выР 0 ходу через управляемый переключатель 3 подключены две цепи ч и 5 из последовательно соединенных развязывающего вентиля б, направленного ответви-, теля 7 падающей волны, направленного ответвителя 8 прошедшей волны и волЯ новодного переключателя 9, а также отрезок 10 линии передачи, включенный между вторичными плечами волновод ных переключателей 9, третьи плечи которых служат для подключения исследуемого линейного невзаимного сверхвысокочастотного четырехполюсника 11, усилители 12-15, подключенные соответственно к вторичным плечам направленных ответвителей 7 и 8 падающей и прошедшей волн, цифровой арифметический блок 16 с цифровым табло 17 отображения, электронным коммутатором 18, логариФмическим аналого-цифровым преобразователем 19,арифметическим вычислителем 20 с памя.тью и цифроаналоговым преобразователем 21, блок 22 гашения луча, выходкоторого подключен к модулятору яркости электроннолучевой трубки 2,и блок 23 управления, соединенный суправляющим входом управляемого переключателя 3, с цифровым арифметическим блоком 16, блоком 22 гашениялуча и входом остановки качания генератора 1 качающейся частоты, приэтом выходы усилителей 12-15 соединены с входами цифрового арифметическогоблока 16.Устройство работает следующим образом.В режиме капибоовки измерительпереключается на ручной режим работы,генератор 1 устанавливается насреднюю частоту рабочего диапазоначастот, с помощью волноводных переключателей 9 в измерительный трактвключается отрезок 10 линии передачи,электронный коммутатор 18 устанавливается в такое положение, при котором к входам логарифмического аналого-цифрового преобразователя 19 подключены выходы усилителей 12-15,а управляемый переключатель 3 устанавливается в такое положение, прикотором в измерительном тракте распространяется прямая СВЧ-волна, которая с выхода генератора 1 черезуправляемый переключатель 3, развяэывающий вентиль 6 цепи 4 проходитчерез основные каналы направленныхответвителей 7 и 8 и волноводный пе"реключатель 9 цепи 1, отрезок 19линии передачи, волноводный переключатель 9 и основные каналы направленных ответвителей 8 и 7 цепи 5 и поглощается развязывающим вентилем 6цепи 5. При этом на выходе усилителя 12 при квадратичном детектировании появляется сигнал О=КР 1, гдеР - уровень СВЧ-мощности на входенаправленного ответвителя 8 цепиК- коэффициент, включающий в себяпереходное ослабление направленногоответвителя 7 цепи 1, коэффициентпередачи его детектора и коэффициентпередачи усилителя 12,На выходе усилителя 15 появляется сигналО;=рВР,где 5 - потери СВЧ-мощности в волноводных переключателях 9;5 92465 - потери СВЧ-мощности в направленном ответвителе 8цепи 4 вследствие его конечной направленности и всоединениях между элементами измерительного тракта,К " коэффициент, включающий всебя переходное ослаблениенаправленного ответвителя 8цепи 5, коэфФициент переда Очи его детектора и исходный коэффициент передачиусилителя 15.При этом потери СВЧ-мощности в отрезке 1 О линии передачи пренебрежимо малы. Регулировкой коэффициента передачи усилителя 15 добиваются показаний на цифровом табло. 17и экране электроннолучевой трубки2, при этом на выходе усилителя 15появляется сигнал О=О =К 1 К5;5 Р,г 1Кгде К = - введенный в усилите 1 К 55п ле 15 коэффициент передачи.На втором этапе калибровки с помощью электронного коммутатора 18 квходам арифметического аналого-цифрового преобразователя 19 подключаются выходом усилители 13 и 14, а управляемый переключатель 3 устанавливается в положение, соответствующеераспространению в измерительном тракте обратной СВЧ-волны. При этом СВЧ"энергия поступает через управляемыйпереключатель 3, развязывающий вентиль 6 цепи 5, проходит последовательно основные каналы направленных ответ.вителей 7 и 8 и волноводного переключателя 9 цепи 5, отрезок 1 О линии передачи волноводный переключатель 9 ффи основные каналы направленныхответвителей 8 и 7 цепи 4 и поглощается развязывающим вентилем 6 цепи 4.В этом случае на выходе усилителя 13появляется сигнал О =К РЦровень мощности образинойСВЧ-волны на выходе направленного ответвителя 7 цепи 5; К- коэффициент,включающий в себя переходное ослабле"ние направленного ответвителя 7 цепи ф,5, коэффициент передачи его детектора и коэффициент передачи усилителя 13.А на выходе усилителя 14 появляет"ся сигнал О 4=К 4 5 и 5 Р где 5 - потери СВЧ мощности в направленном от"ветвителе 8 цепи 5 вследствие егоконечной направленности и в соединениях между элементами измерительного 23 6-тракта, К - коэффициент, учитываю"щий переходное ослабление направленного ответвителя 8 цепи 4, коэффициент передачи его детектора и исходный коэффициент передачи усилителя 14,Регулировкой коэффициента передачи усилителя 14 добиваются показанийна цифровом табло 17 и экране электроннолучевой трубки 2. Тогда на выхо"де усилителя 14 появляется сигналО =О =КК 55 Р,Ф 34 П,где К =, - введенныйК 34 К5.в усилителе 14 коэффициент передачи.На этом процесс калибровки заканчивается.В режиме измерения с помощью волноводных переключателей 9 в измерительный тракт включается исследуемыйневзаимный сверхвысокочастотный четырехполюсник 11, измеритель переключа.ется на автоматический режим с частотой Г на управляющий вход управляемого переключателя 3. С этой же частотой осуществляется управлениеэлектронным коммутатором 18. Верхнийпредел Е выбирается из соотнощенияГ(20 Г, где Г- частота амплитудной модуляции СВЧ-сигнала, а нижнийпредел " из условия Г=пГ , где изаданное число точек отсчета в полосе качания, Г - частота качаниягенератора 1 качающейся частоты. Работу измерителя рассмотрим напримере измерения прямых ослаблений,После окончания переходных процессовизмерителя блок 23 управления выдает сигнал на остановку качания частоты генератора 1 и сигнал началаизмерений на аналого-цифровой преобразователь 19. При этом на его входыподаются сигналы с выходов усилите"лей 12 и 15, которые имеют видО=КР 1О 1=К 1 К 5 в 5 фпр=КЕгде - измеряемое на данной частоте прямое ослабление,Входящий в состав аналого-цифрово.го преобразователя 19, управляемыйаттенюатор ослабляет сигнал О 1 довеличины О, причем ослабление управляемого аттенюатора равно ф, Приэтом значению измеряемого ослабленияставится в соответствие цифровой кодтакой, что десятичное число, соответствующее этому коду, равноМ=201 д ,1 Р, 7 92162Режим измерения обратных ослабленийпроходит идентично, при этом положения управляемого переключателя 3 и электронного коммутатора 18 изменяются на противоположные.Цифровые коды, соответствующие прямым и обратным ослаблениям, запоминаются в регистрах памяти арифметического вычислителя 20, в котором по сигналу, поступающему от 10 блока 23 управления, осуществляется выполнение арифметической операции вычисления вентильного отношения В по формуле15Вп аьЦифровой код, соответствующий значению вентильного отношения В, также запоминается в регистре памя О ти. Затем по сигналу, поступающему от блока 23 управления, эти три цифровых кода поступают последовательно на вход цифроаналогового преобразователя 21, на выходе которого 2 з появляются три последовательных импульса равной .длительности с амплитудой, пропорциональной измеряемым параметрам 5, (, В на данной частоте, В момент появления каждого из этих трех импульсов на выходе цифроаналогового преобразователя 21 по сигналу с блока 23 управления, блок 22 гашения луча снимает запирающее напряжение с модулирующего35 электрода электроннолучевой трубки 2, на вертикально отклоняющие пластины которой с выхода цифроаналогового преобразователя 21 подается напряжение, пропорциональное значению измеряемого параметра, а на горизонтально отклоняющие пластины подается в это время напряжение с выхода генератора 1, пропорциональное частоте СВЧ-сигнала, на которой производится измерение.Таким образом, на экране электроннолучевой трубки 2 получается светящаяся точка, положение которой определяется по вертикальной оси коор 50 динат значением измеренного параметра, а по горизонтальной оси координат - частотой СВЧ-сигнала, на которой это измерение выполняется.Затем цикл измерений повторяется55 при другой частоте СВЧ-сигнала. Автоматическая перестройка генератора 1 в полосе частот позволит наблюдать на экране электроннолучевой трубки 2 три характеристики Ърг Ч., , об:= Ж(Г), В= Ч,(Г), состоящее из светящихся точек,После записи в регистры памятиарифметического вычислителя 20 значений измеренных параметров они вычисляются на цифровом табло 17. Однако при большом количестве точек отсчета и сравнительно высокой частотекачающего напряжения снять показанияциФрового табло 17 невозможно. В этомслучае на цифровой выход арифметического вычислителя 20 необходимо подключать быстродействующее цифропечатающее устройство,Таким образом предлагаемый измеритель по сравнению с известным имеет более высокую точность, которая достигается, во-первых, временным разделением каналов прямой и обратной волны и, во-вторых, введением цифровой обработки измерительной информации, что, в свою очередь, приводит к возможности панорамного наблюдения одновременно частотных зависимостей трех измеряемых параметров.Формула издбретенияЪИзмеритель ослаблений и вентильного отношения линейных невзаимныхсверхвысокочастотных четырехполюсников, содержащий генератор качающейся частоты, выход развертки частоты которого соединен с горизонтально отклоняющими пластинами электроннолуче- . вой трубки, а к его выходу через управляемый переключатель подключены две цепи из последовательно соединенных развязывающего вентиля, направленного ответвителя падающей волны, направленного ответвителя прошедшей волны и волноводного переключателя, при этом между вторыми плечами волноводных переключателей включен отрезок линии передачи, а третьи плечи служат для подключения исследуемого линейного невзаимного сверх- высокочастотного четырехполюсника, к вторичным плечам направленных ответ вителей падающей и прошедщей волн подключены усилители, а управляющий вход управляемого переключателя соединен с блоком управления, о т л и ч а ю щ,и й с я тем, что, с целью одновременного наблюдения частотных зависимостей измеряемых величин иЗаказ 2810/63 Тираж 7 дпис илиал ППП "Патент", г.ужгород оектная,М 9 92 Й 623 10 повывения точности, в него введены динен с цифровым арифметическим блоцифровой арифметический блок с циф- ком, блоком гавения луча и входом/ ровым табло отображения и блок гаше- остановки. Качания генератсра качаюния луча, выход которого подключен к щейся частоты. модулятору яркости электроннолучевойтрубки, при этом выходы усилителей Источники информации, соединены с входами цифрового ариф- принятые во внимание при экспертизе метического блока, выход которого 1. Авторское свидетельство СССР подключен к вертикально отклоняющим по заявке У 2614653/18-09, пластинам электроннолучевой трубки, О кл. 6 01 й 27/28, 10.05.78. (прото- а блок управления дополнительно сое- тип).