Измеритель коэффициента отражения

 

ИЗМЕРИТЕЛЬ КОЭФФИЦИЕНТА ОТРАЖЕНИЯ, содержащий направленный ответвитель падающей волны и направленный ответвитель отраженной волны, к выходам вторичных каналов которых подсоединены первый и второй детекторы , генератор сверхвысоких частот, последовательно соединенный с направленным ответвителем падающей волны , измеритель отношения,индикатор, причем выход измерителя отношения подключен к индикатору, а выход основного канала направленного ответвления отраженной волны является входом для подключения исследуемой. нагрузки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения в широком диапазоне частот, в него введены ферритовый вентиль, дополнительный направленный отв.етвитель падающей волны, к выходу вторичного канала которого подсоединены третий детектор и алгебраический сумматор, причем к выходу основного канала направленного ответвителя падающей волны последовательно подсоединены ферритовый вентиль и направленный ответвитель отраженной волны, основной канал которого совмещен с основным каналом дополнительного направленного ответвителя падающей волны,, а их отверстия связи расположены симметрично на противо (Л положных сторонах волновода основного канала, выход первого детектора соединен с первым входом измерителя отношения и с первым входом алгебраического сумматора, выходы второго и третьего детекторов подсоединены к второму и третьему входам алг.ебраического сумматора, выход которого соединен с другим входом измерителя отношения. ел со СП

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(59 G 01 R 27/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВЪ/

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3458560/18-09 (22) 27.08.82 . (46) 07.12. 83. Бюл. Р 45 (72) А.Н.Трушкин и H.A.Ãðóäèíà (71) Севастопольский приборостроительный институт (53) 621.317. 341(088.8) (56) 1. Миклашевская A.В. Автоматические измерители в диапазоне СВЧ.

М., Связь, 1972, с. 10.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 798638, кл. G 01 R 27/28, 1981, (прототип). (54) (57) ИЗМЕРИТЕЛЬ КОЭФФИЦИЕНТА

ОТРАЖЕНИЯ, содержащий направленный ответвитель падающей волны и направленный ответвитель отраженной волны, к выходам вторичных каналов которых подсоединены первый и второй детекторы, генератор сверхвысоких частот, последовательно соединенный с направленным ответвителем падающей волны, измеритель отношения, индикатор, причем выход измерителя отношения подключен к индикатору, а выход основного канала направленного ответ вления отраженной волны является входом для подключения исследуемой

„„Su„„1059514 А нагрузки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения в широком диапазоне частот, в него введены ферритовый вентиль, дополнительный направленный ответвитель падающей волны, к выходу вторичного канала которого подсоединены третий детектор и алгебраический сумматор, причем к .выходу основного канала направленного ответвителя падающей волны последовательно подсоединены ферритовый вентиль и направленный ответвитель отраженной волны, основной канал которого совмещен с основным каналом дополнительного направленного ответвителя падающей волны, а их отверстия связи расположены симметрично на противоположных сторонах волновода основного канала, выход первого детектора соединен с первым входом измерителя отношения и с первым входом алгебраического сумматора, выходы второго и третьего детекторов подсоединены к второму и третьему входам алгебраического сумматора, выход которого соединен с другим входом измерителя отношения.

1059514

20

Изобретение относится к радиоиэмерительной технике и может использоваться в диапазоне сверхвысоких частот (СВЧ) в простых и панорамных измерителях.

Известен измеритель коэффициента 5 отражения, содержащий последовательно соединенные генератор СВЧ, направленные ответвители падающей и отраженной волны и фланцы для подсоединения исследуемой нагрузки.

Сигналы, снимаемые с детекторов, подсоединенных к,выходам вторичных каналов направленных ответвителей, подаются на входы измерителя отношения, выход которого подсоединен 5 к индикатору Pl) .

Однако известный измеритель .коэффициента отражений обладает существующими погрешностями измерения эа счет конечной направленности применяемых ответвителей.

Наиболее близким к предлагаемому является измеритель коэффициента отражения и ослабления, содержащий последовательно соединенные генератор СВЧ, направленный ответвитель падающей волны и направленный ответвитель отраженной волны, к выходам вторичных каналов которых подсоединены первый и второй детекторы, измеритель отношения, индикатор, 30 ступенчатый аттенюатор, блок автоматической регулировки мощности

{APM) и цепь для измерения ослаблений четырехполюсников, причем выход измерителя отношения подключен к 35 индикатору, а выход основного канала направленного ответвления от-. раженной волны является входом для подключения исследуемой нагрузки (2j .

Одна о данный измеритель коэффициента отражения и ослабления также обладает существенными погрешностями измерения, так как результат измерения зависит как от величины направленности ответвителей, так и от длины соединительного тракта и фазы коэффициента отражения от исследуемой нагрузки.

Цель изобретения — повышение точности измерения в широком диапазоне частот.

В измерителе коэффициента отражения, содержащем направленный ответвитель падающей волны и направленный ответвитель отраженной волны, к выходам вторичных Каналов которых подсоединены первый и второй де текторы, генератор сверхвысоких час-, тот, последовательно соединенный с направленным ответвителем падающей 60 волны, измеритель отношения, индикатор, причем выход измерителя отношения подключен к индикатору, а выход основного канала направленного ответвителя отраженной волны является входом для подключения исследуемой нагрузки, введены ферритовый вентиль, дополнительный направленный ответвитель падающей волны, к выходу вторичного канала которого подсоединен третий детектор и алгебраический сумматор, причем к выходу основного канала направленного ответвителя падающей волны последовательно подсоединены ферритовый вентиль и направленный ответвитель отраженной волны, основной канал которого совмещен с основным каналом дополнительного направленного ответвителя падающей волны, а их отверстия связи расположены симметрично на противоположных сторонах волновода основного канала, выход первого детектора соединен с первым входом измерителя отношения и с первым входом алгебраического сумматора, выходы второго и третьего детекторов подсоединены ко второму и третьему входам алгебраического сумматора, выход которого соединен с другим входом измерителя отношения.

На фиг.1 приведена структурная электрическая схема измерителя коэффициента отражения; на фиг.2 — совмещенная конструкция направленных атветвителей 4 и 5.

Измеритель коэффициента отражения содержит последовательно соединенные СВЧ генератор 1, направленный ответвитель 2 падающей волны, ферритовый вентиль 3, направленный ответвитель 4 отраженной волны, дополнительный направленный ответвитель 5 падающей волны, детекторы б, 7 и 8, выходы которых подсоединены к соответствующим входам алгебраического сумматора 9, выход которого соединен с одним иэ входов измерителя 10 отношений, другой вход которого подключен к выходу детектора б, а выход соединен с индикатором 11. Исследуемая нагрузка 12 подключается на выходе совмещенного основного канала направленных ответвителей 4 и 5.

Измеритель коэффициента отражения работает следующим образом.

Падающая волна со сверхвысокочас отного генератора через направленные ответвители 2 и 5 поступает на детекторы 6 и 7 и на исследуемую нагрузку 12. Часть ее проникает на детектор 8 из-за конечной направленности ответвителя 4. Отраженная от исследуемой. нагрузки 12 волна поступает на детектор 8. Часть ее из-за конечной направленности дополнительного направленного ответвителя 5 проникает на детектор 7. До направленного ответвителя 2 отраженная волна не доходит и поглощается ферритовым вентилем 3. Следователь1059514 коэффициенты чувствитель25 ности соответствующих детекторов; коэффициенты, зависящие от переходного затухания и направленности в направ- ЗО ленных ответвителях 4 и 5 и ответвителе 2; модуль и Фаза коэффициента отражения исследуемой нагрузки 12; 35

Фаэовая постоянная и длина основного волновода между плоскостями подключения исследуемой нагрузки 12 и отверстий связи; 40 амплитуда волны на выходе сверхвысокочастотного генератора 1. где Ь

l(x l.Mx

<,е4Ъя Р

Составитель В.Васильев

Редактор М.янович Техред И.Метелева Корректор О.Билак

Заказ 9824/50 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, W-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 но, на детектор 6 попадает только падающая волна (опорная).

Таким образом, на детекторы 7 и 8 поотупают по две составляющих. Известно, что амплитуда результирующего сигнала определяется амплиту- 5 дами составляющих и их разностью фаз.

Симметричное расположение отверстий связи направленных ответвителей

4 и 5,относительно волновода основного канала приводит к Фазовой симметрии сигналов, распространяющихся в прямом и обратном направлениях.

Это обеспечивает одинаковое значение разности фаз между составляющими падающих и отраженных волн, посту- . пающих на детекторы 7 и 8. Напряжения, снимаемые с детекторов.6,7 и 8 имеют значения

Ц=Ь6К,Е

2, UZ-Ь(Е (к K z l T I 2 К К 2 lÃ"„ „l os (2 ((q „));

U<=beE (KçlÃx1 K4+2K3K4l xlcos(Е+qx)}

Используя калибровку измерителя 2 2..

b6К(, =Ъ2К,; ЪК(К2 =Ъ К3)(4 ) получим независимость разности Ue-0 от аргументов 2g3, что соответствует автоматической компенсации косинусной составляющей сигнала отраженной волнй такой же .составляющей, имеющейся з канале падающей волны.

Аппаратурная реализация такой компенсации осуществляется с помощью алгебраического сумматора 9, который реализует алгоритм

Uq=k>(U8 UZ1U6)=(b8k ъ-Ьг" 2)Е /Г„ f +К4Ъ8

Напряжение 09 линейно зависит от (не содержит косинусных составляющих), а имеющийся в этой зависимости член К b Е 2 сравнительно мал

4 8 и к тому же может быть учтен (при измерениях малых (Г„/ ), так как он не зависит ни от параметров исследуемой нагрузки, ни от длины 6 соединительного тракта.

Напряжение U9 .поступает на вход числителя измерителя 10 отношения.

На вход знаменателя подается напряжение 06 с детектора 6 опорной волны.

При этом напряжение на выходе измерителя 10 отношения будет

"tp К9)(((()8-ОУ106)(() 6 где К,, )(,.о — масштабные коэффициенты алгебраического сумматора 9 и измерителя 10 отношения.

Напряжение и р поступает на индикатор 11.

Шкала индикатора может быть проградуирована непосредственно в /Г„/ или в значениях KCB.

Таким образом, измеритель коэффициента отражения обеспечивает существенное снижение погрешности измерения.