Измеритель фазового сдвига невзаимного свч-устройства

 

СО)ОЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 3(51) G 01 R 25/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ (21) 3288040/18-09 (22! 06.05.81 (46) 07.04 .84 . Бюл. )) 13 (72) В.К.Алферьев, В.Т. Никитин, A.В.Прусов и И.К.Яковлева (71) Ленинградский институт авиационного приборостроения (53) 621. 317. 77 (088. 8) (561 1. Елизаров А.С. Q принципах построения измерителей параметров. невзаимных СВЧ четырехполюсников.

"Электронная техника" ° Сер. "Контрольно-измерительная аппаратура", 1970, вып. 2, с. 11.

2. Авторское свидетельство СССР

146811,кл. G 01 В 25/02, 1959 (прототип). (54Ц571 ИЗМЕРИТЕЛЬ ФАЗОВОГО СДВИГА

НЕВЗАИМНОГО СВЧ-УСТРОЙСТВА, содержа-. щий последовательно соединенные гене-. ратор, аттенюатор, первый зонд, подключенный через детектор к индикато.ру, а также СВЧ-мостовой блок с согласованной нагрузкой, о т л и ч а — . ю шийся тем, что, с целью повы-. шения точности измерений, а также измерения прямых и обратных потерь без перестыковки исследуемого невзаимного СВЧ-устройства, СВЧ-мостовой блок выполнен в виде двух волноводно-щелевых мостов и введен. второй зонд, входное плечо первого волноводно-щелевого моста соединено с выходом аттенюатора, второе входное плечо нагружено на согласованную нагрузку, а в выхОдных плечах на одинаковом расстоянии от щели связи размещены соответственно первый и второй зонды, первое входное плечо второго волноводно-щелевого моста соединено с первым выходным плечом первого волноводно-щелевого моста, а в его выходных плечах установлены I с возможностью синхронного перемещения, введенные короткоэамыкатели, ° причем второе выходное плечо первого волноводно-щелочного моста и вто- С рое входное плечо второго волноводно-щелевого моста являются соответ- Я ственно входом и выходом для подключения исследуемого невзаимного СВЧустройства..1084696

Изобретение относится к технике радиоизмерений, и может использоваться при разработке .ферритовых изделий

Известен измеритель фазового сдвига невзаимных устройств, содержащий генератор СВЧ колебаний, аттенюатор, измерительную линию с индикатором, волноводную секцию с исследуемым ферритом, короткоэамыкатель и согласованную нагрузку, в котором невэаимный фазовый сдвиг СВЧ колебаний в волЛоводе с фарритом измеряется с помощью зонда измерительной линии путем определения смещения положения минимума стоячей волны при повороте феррита относительно направления распространения энергии СВЧ в волноводе на 180 (или наоборот, меняется направление распространения .энергии СВЧ на 180 ), причем волно-, водная секция с ферритом устанавли- 20 вается эа измерительной линией и эакорачивается короткоэамыкателем, при измерении невзаимных потерь энергии СВЧ волноводная секция с ферритом устанавливается перед измеритель- 25 ной линией, а конец волновода измерительной линии состыкован с согласующей нагрузкой, при этом величина невзаимных потерь СВЧ энергии в феррите определяется сравнением двух показаний величины мощности СВЧ, которые снимаются с помощью измеритель ной линии при изменении волноводной секции с ферритом относительно направления распространения энергии 35

СВЧ на 180 (11.

Недостатком такого устройства является необходимость производить изменение направления распространения СВЧ энергии в волноводе на обрат-4 ное, что затрудняет автоматизацию

40 процесса измерений особенно при измерении характеристик ферритовых изделий, работающих с переменным подмагничивающим полем.

,Наиболее близким к предлагаемому является измеритель фазового сдвига невзаимного СВЧ-устройства, содержащий последовательно соединенные генератор, аттенюатор, йервый зонд, подключенный через детектор к инди- 50 катору, а также СВЧ-мостовой блок с согласованной. нагрузкой $23.

Однако известный измеритель не обеспечивает высокую точность измерений из-за большого количества кос-венных измерений и не позволяет измерять прямые и обратные потери без перестыковки исследуемого невзаимного СВЧ-устройства. 60

Цель изобретения — повышение точности измерений, а также измерение прямых и обратных потерь без перестыковки исследуемого невзаимного

СВЧ-устройства. 65

Для достижения поставленной цели в измерителе фазового сдвига невэаимного СВЧ-устройства, содержащем последовательно соединенные генератор, аттенюатор, первый зонд, подключенный через детектор к индикатору, а также СВЧ-мостовой блок с согласованной нагрузкой, СВЧ-мостовой блок выполнен в виде двух волноводно-целевых мостов и введен второй зонд, входное плечо первого волноводно-щелевого моста соединено с выходом аттенюатора, второе входное плечо нагружено на согласованную нагрузку, а в выходных плечах на одинаковом расстоянии ат щели связи размещены соответственно первый и второй зонды, первое входное плечо второго волноводно-щелевого моста соединено с первым выходным плечом первого волноводно-щелевого моста, а в его выходных плечах установлены с воэможностью синхронного перемещения введенные короткозамыкатели, причем второе выходное плечо первого волноводно-щелевого моста и второе входное плечо второго волноводнощелевого моста являются соответственно входом и выходом для подключения исследуемого невзакмного СВЧустройства.

На чертеже приведена структурная электрическая схема измерителя фазового сдвига невзаимнсго СВЧ-устройства.

Измеритель фазового сдвига невэаимного СВЧ-устройства, содержит последовательно соединенные генератор .

1, аттенюатор 2, первый зонд 3, подключенный через детектср 4 к индикатору 5, а также СВЧ-мостовой блок 6 с согласованной нагрузкой, причем

СВЧ-мостовой блок 6 выполнен в виде двух волноводно-щелевых мостов 7 и 8 и введен второй зонд 9, входное плечо первого волноводно-щелевого моста

7 соединено с выходом аттенюатора 2, второе входное плечо нагружено на согласованную нагрузку, а в выходных плечах на одинаковом расстоянии от щели 10 связи размещены соответственно первый и второй зонды 3 и 9, первое входное плечо второго волноводнощелевого моста 8 соединено с первым выходным плечом первого волноводнощелевого моста 7, а в его выходных плечах установлены с возможностью синхронного перемещения короткоэамыкатели 11 и 12, причем второе выходное плечо первого волноводно-щелевого моста. 7 и второе входное плечо второго волноводно-щелевого моста 8 являются соответственно входом и выходом для подключения исследуемого невзаимного СВЧ-устройства 13, а также микрометрический винт 14.

1084696

1ь еее-е,I-е )е

Тираж 711 Подписное

ВНИИПИ Заказ 1990/39

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проеткная,4

Измеритель фазового сдвига невза имного СВЧ-устройства работает следующим образом.

При измерении фазового сдвига

-прямых и обратных потерь энергия СВЧ,. модулированная по амплитуде, поступает от генератора 1 через аттенюатор 2, служащий для развязки, во входное плечо волноводно-щелевого моста 7, делится пополам, причем длина щели 10 выбирается так, чтобы фазы волн в выхбдных плечах волноводно -щелевого моста 7 отличались на 90. Та часть энергии, которая о просачивается во второе входное плечо волноврдно-щелевого моста 7 за !5 счет .отражений от краев щели 10 поглощается в согласованной нагрузке 15. На входе плеч волноводно-щелевого моста 8 колебания СВЧ будут дополнительно отличаться по фазе íà 70 величину, которая набегает при прохождении энергии через исследуемое невзаимное СВЧ устройство 13. Передвигая микрометрическим винтом 14 короткозамыкатели 11 и 12 в выходных 25 плечах волноводно-щелевого моста 8, добиваются чтобы в месте расположения первого зонда 3 был минимум стоячей волны, которая образуется сложением колебаний энергии СВЧ, прошед- 30 шей через исследуемое невзаимное СВЧ устройство и пришедшей со стороны генератора 1. Затем производится второе измерение. Передвигая короткозамыкатели 11 и 12, добиваются, чтобы второй зонд 9 оказался в минимуме стоячей волны, которая образуется при сложении колебаний энергии СВЧ, прошедшей через исследуемое невзаимное СВЧ-устройство в обратном направ ленин, т.е. со стороны волноводно40 щелевого моста 8 с волной, проступа. ющей со стороны щели 10 волноводнощелевоГо моста 7. По, разности показаний микрометрического винта 14 определяется фазовый сдвиг невзаимного СВЧ-устройства 13 где Л вЂ” длина волны в волноводе; 50

l„,2 — показания микрометрического винта 1 при первом и втором измерениях.

Первый и второй зонды 3 и 9 при измерениях могут поочередно подклю- 55 чаться к детектору 4 (показано пунктиром ), либо при обеспечении идентичности параметров детекторов устанавливается вторая детекторная секция. Измерение прямых и обратных по- щ терь энергии СВЧ при прохождении через исследуемое невэаимное СВЧ-устройство производится через определение коэффициентов стоячей волны (КВС, до и после секции.

Для этого, передвигая микрометрическим винтом 14 короткозамыкающие поршни 11 и 12 в выходных плечах волноводно-щелевого моста 8 на расстояние, не менее чем половина длины волны в волноводе, снимают rn x и пiеее показания величины напряженности поля с первого и второго зонцов 7 и 8 и

u„ вычисляют их отношение ", т.е.

Веп величину КСВ. По величине RCB с помощью первого зонда 3 определятся прямые потери, т.е. потери энергии

СВЧ при прохождении ее через исследуемое невзаимное СВЧ-устройство 13 со стороны генератора 1, из выражения

КСВ-1 ееР КСВ+1е где К„ — коэффициент потерь энергии

СВЧ при прохождении. ее через исследуемое невзаимное СВЧ-устройство со стороны генератора 1.

По показаниям о величине КСВ, снимаемых с второго зонда 9, определя! ется коэффициент потерь энергии СВЧ, проходящий через исследуемое невзаимное СВЧ устройство 13 в обратном направлении, т.е. отраженной от подвижных короткозамыкающих поршней 11 и 12.

Таким образом, предлагаемый измеритель позволяет производить измерения фазового сдвига невзаимных СВЧустройств с высокой точностью, так как величина невзаимного фазового сдвига определяется не по величине коэффициента стойчей волны как в прототипе, а по расстоянию смещения минимума стоячей волны, обусловленного невзаимным фазовым сдвигом, отсчет которого производится с помощью микрометрического винта 14 с точностью до сотых миллиметров. Длина волны в нолноводе Л также может измеряться с той же точностью по расстоянию между двумя минимумами стоячей волны с помощью микрометрического винта 14. Поэтому определение величины невзаимного фазового сдвига может производиться с точностью до единицы градуса. Выполнение конструкции мостовой схемы в виде двух волноводно-щелевых мостов 7 и 8 с установкой в их плечах зондов и передвижных короткозамыкающих поршней, связанных с микрометрическим винтом, позволяет также производить измерения прямых и обратных потерь энергии СВЧ.