Устройство для измерения амплитуды и фазы свч сигнала

 

УСТРбЙСТВО ДЛЯ ИЗ EPEHИЯ АМПЛИТУДЫ И ФАЗЫ СВЧ-СИГНАЛА, содержащее делитель мощности, вход которого является входом опорного сигнала, щелевой мост, первый вход которого является входом исследуемого сигнала , а к .его двум выходам подсоединены соответственно два детектора, од ,ноименные электроды которых соединены с противоположными выводаг-ш двух последовательно соединенных резисторов , общая точка которых подключена к друхим электродам диодов, отличающееся тем, что, с целью повьшгения точности измерений и чувствительности , в него введены сумматор мощности, первый и второй модуляторы , к управляющим входам которьк подсоединены первый и второй генераторы неравных низких частот, фазовращатель , на 90 , два фильтра низкой частоты, два усилителя и дна дополШ1тельных детектора, при этом между первым выходом делителя мощности и. первым входом сумматора мощности последовательно включены первый модулятор и фазовращатель на 90 , между его вторым выходом и вторым входом сумматора мощности включен второй модулятор, выход сумматора мощноети соединен -с вторым входом щелевого моста, к противоположным выводам двух последовательно соединениьЬс резисторов подсоеданены два параллель ных канала, каждый из которых состо- i ит из последовательно соединенных фильтра низкой частоты, усилителя . I и дополнительного детектора, выхоЕчд ды которых ЯВЛЯ10ТСЙ выходами уст- i ройства. ;

СВОЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСтИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ИВ Ш)

SU„

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТ н лвто сиомм свиДКТЕЛьСТВУ (21) 3593087/24-09 (22) 18.05.83 (46) 07.12.84. Бюл. Р 45 (72) В.В.Якунин (71) Таганрогский радиотехнический институт им. В.Д.Калмыкова (53) 621.317.341(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 475569, кл. G 01 R 29/08, 1975.

2. Гинзбург В.N., Мещанкин В.М.

Измерение ампл:1тудно-фазовых распределений- радиополей методами голографии. "Радиотехника и электроника 1, 1973, т. 18, У. 2, с. 221-225. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АМПЛИТУДЫ И ФАЗЫ СВЧ-СИГНАЛА, содержащее делитель мощности, вход которого является входом опорного сигнала, щелевой мост, первый вход которого является входом исследуемого сигнала, а к его двум выходам подсоединены соответственно два детектора,. одноименные электроды которых соединены с противоположными выводами двух последовательно соединенных резисторов, общая точка которых подключена к другим электродам диодов, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений и чувствительности, в него введены сумматор мощности, первый и второй модуляторы, к управляющим входам которых подсоединены первый и второй генераторы неравных низких частот фазоо

Э вращатель на 90, два фильтра низкой частоты, два усилителя и два дополнительных детектора, при этом между первым выходом делителя мощности и. первым входом сумматора мощности последовательно включены первый моду0 лятор и фазовращатель на 90, между его вторым выходом и вторым входом сумматора мощности включен второй щ

О модулятор, выход сумматора мощности соединен с вторым входом щелево" го моста, к противоположным выводам двух последовательно соединенных резисторов подсоединены два параллель Я м ных канала, каждый из которых состоит из последовательно соединенных фильтра низкой частоты, усилителя

1 и дополнительного детектора, выходы которых являются выходами устройства.

1128191

Изобретение относится к технике

СВЧ и может быть использовано для из иерения амплитуды и фазы СВЧ-сигнала, Известно устройство для измерения амплитуды и фазы сигнала, содержащее 5 генератор, приемник, фазометрическую схему с опорным и измерительным приемными каналами и каналом подавления несущей, измерительную нтенну, поворотный стенд и механизм перемеще- 10 ния (1) .

Однако данное устройство сложно и обладает значительной погрешностью.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения 15 амплитуды и фазы СВЧ-сигнала, содержа. щее делитель мощности, вход которого является входом опорного сигнала, ще. левой мо1т, первый вход которого яв.ляется входом исследуемого сигнала, 20 а к его двум выходам подсоединены соответственно через два щелевых мос. та по два детектора, одноименные электроды которых соединены с противоположными выводами двух последо- 25 вательно соединенных резисторов, об-. щая точка которых подключена к другим электродам диодов, а противополож ные выводы двух последовательно соединенных резисторов являются двумя З0 выходами устройства, причем выходы делителя мощности соединены соответственно с другими входами двух щелевых мостов (2) .

Известное устройство обладает существенной погрешностью измерения за счет неидентичности плеч щелевого моста, делящего мощность исследуеМой вол! ны, квадратичных детекторов . и вычитающих устройств, а также уменьше- 40 ния чувствительности устройства вслед ствие деления исследуемой и опорной волн на две исследуемые и две опорные волны. !

Цель изобретения — повышение точности измерений и чувствительности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения ампли- туды и фазы СВЧ-сигнала, содержащее делитель мощности вход ксторого яв- 50 ляется входом опорного сигнала, щелевой мост, первый вход которого является входом исследуемого сигнала, а к era двум выходау подсоединены соответственно два,детектора, одноимен-55 ные электроды которых соединены с противоположными выводами двух последо вательно соединенных резисторов, общая точка которых подключена к другим электродам диодов, введены сумматор мощности, первый и второй модуляторы, к управляющим входам котоV рых подсоединены первыи и второй генераторы неравных низких частот, фаэовращатель на 90, два фильтра низкой частоты, два усилителя и два дополнительных детектора, при этом между пер вым выходом делителя мощности и первым входом сумматора мощности последовательно включены первый модулятор и фазовращатель на 90, между, его вторым выходом и вторым входом сумматора мощности включен второй моду(лятор. выход сумматора мощности сое= динен с вторым входом щелевого моста к противоположным выводам двух последовательно соединенных резисторов подсоединены два параллельных канала, каждый из которых состоит из посл довательно соединенных фильтра низкой частоты, усилителя и дополнительного детектора, выходы которых являются выходами устройства.

На чертеже приведена структурноэлектрическая схема устройства для i-змерения амплитуды и фазы СВЧсигнала.

Устройство содержит делитель 1 мощности, сумматор 2 мощности, щелевой мост 3., первый и второй модуляторы 4 и 5, первый и второй генераторы 6 и 7 неравчых .низких частот, фазовращатель 8 на 90, два детеко тора 9 и 10, два последовательно соединенных резистора 11 и 12 два фильтра 13 и 14 низкой частоты, два усилителя 15 и 16, два дополнительных детектора 17 и 18.

Устройство работает следующим образом.

-«д

Опорная волна e„= Ве, ампли-. туда В и фаза ф которой известны, поступает на делитель 1 мощности, с вы1 хода которого волны

6 . „>

Г; <-.л поступают на первый и второй модуляторы 4 и 5, где модулируются по зак сиам cos Р 1 и со с Д соответственно, где Л, и g частоты соответственно первого и второго генераторов 6 и 7, Поэтому на входы сумматора 2 мощности поступают волны (с учетом изменения фазы на 90 в фазовращателе 8) о

11281 щ — Е coq p.,1;; где ) 1,= 0,1,2...„, В е„,= =е cosa,1 2 2 )

5 .а на его выходе создается волна

 — (cosa

1 е =А(х,)) q (×) где А(х,у) и ср (х,у) — амплитуда и фаза исследуемой

ВОЛНЫ.

Поскольку щелевой мост 3 обеспечивает деление входной волны на две вопны, равные по амплитуде, но сдвинутые по фазе одна относительно другой на 90, то с учетом того, что ще,левой мост 3 имеет связь между своими .плечами по узкой стенке волновода, на его выходах соответственно образуются волны

В гю S -г(А(х,g) -1(р(х,у) -е cosmist-i-q cosa,Ь Е

2 . 8 =i<) В -1y A(x.ö) -1q(x,()) - — В Co602 — Е COS @1 г-, С 30

Эти волны поступают на детекторы 9 и .

10, на выходах которых соответственно имеем сигналы г В г А(х,1ф .(t(r,(г

oooo a,1 — ooo а,1: (У

4 г г (г " 35

j к в «4 <(xo(1)) 1((1(-cp (х(цф (1 в 1coss? $> ." "у)ВГ- tv- (j));fq-„(„,„)))

2.И (, )Cos51 4

: В2 Сонг g+ S2,1 t " Ху) A(x Ц)В

+ (г г(г гй (Ч-(г(г1Я „ сои й21" " " В - l9-

242

В результате вычитания на двух последовательно соединенных резисторах 11 и 12 получается напряжение . 2А(х;ц)6 щ((-q(x.q)cos а2t1

ЯА(х,ц) В совjq-фх,g))fog 1г1$

91 4 из которого с помощью двух фильтров

13 и 14 низкой частоты, настроенных соответственно на частоты 571и Р2, выделяются сигналы

1А(хл) В

y coe/g-g(x ц) с05 51 < (2A(x,q) В . К, sinful-q(x,1Q co,гг 2 э

" 2 где К и К коэффициенты передачи Р1 фильтров 13 и 14 низ кой частоты соответ- ственно.

С помощью двух усилителей 15 и 16 и двух дополнительных детекторов 17 и 18 сигналы (1 и 32 усиливаются и детектируются. Таким образом, на выходах устройства образуются сигналы 1= k< — А(х(1) 8 cos(g-g(x,у))

2 г "г уг(г 1(г(г((-сг(г,ч(1 и Kx - коэффициенты передачи двух параллельных ка-

1 валов соответственно.

Если пОлОжить, чтО К1 = К2 = Кг то фазовое и амплитудное распрецеление исследуемой волны можно определить по следующим формулам:

1 "г

М(ч) =(11-а(ctg — 2) Ф Мп

Таким образом, Йспольэование иовйх элементов позволяет уменьшить ошибку, возникающую В .процессе формирования

СВЧ-голограмм, х увеличить чувствиt тельность.устройства в целом, поскольку формирование сигналов осущест- вляется с помощью одних и тех же вол. новодно-щелевого моста, квадратичных .детекторов и вычитающего устройства, г и ошибка, вызванная неидентичностью каналов их формирования, полностью ис ключается °

1128191 ,Составитель В.Васильев

Редактор В.Петраш Техред C ..Пегеза Корректор О.Билак

Заказ 9024/34 Тираж 710 Поднисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП"Патент", r Ужгород, ул. Проектная, 4