Устройство для измерения амплитуды и фазы свч сигналов

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ Амплитуда И ФАЗЫ СВЧ-СИГНАЛОВ, содержащее отрезок СВЧ-тракта, вход которого является входом для подачи исследуемого СВЧ-сигнала, источник когерентного сигнала и измеритель .амплитуды и разности фаз, отличающееся тем, что, с целью повьпнения точности измерений путем исключения влияния параметров СВЧ-трактов, в него введены первый и второй зонды, включенные соответственно на входе и выходе отрезкаСВЧ-тракта , блок регулировки, состоящий из направленного ответвителя, вход первичной линии которого соединен с вькодом СБЧ-тракта, а выход с первой согласованной нагрузкой, последовательно соединенных регулируемого фазовращателя, вход которого соединен с первым выходом вторичной линии направленного ответвителя, и регулируемого аттенюатора, соедис € ненного выходом с выходом источника когерентного сигнала и первым входом (Л измерителя амплитуды и разности фаз, второй вход которого соединен с вторым выходом вторичной линии направленного ответвителя, к выходам первого и второго зондов подключены соответственно последовательно соединенные детектор и индикатор. 00 о 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 G 01 R 29/08

/ у, ;

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.?

C иг.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3721392/24-09 (22) 03.04.84 (46) 23.09.85. Бюл. - 35 (72) В.А.Яцкевич (71) Гомельский государственный университет (53) 62 1.3 17.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1061069, кл. G 01 R 29/00, 1981.

Гольдберг И. Е. и др. Комплекс аппаратуры для определения параметров антенн голографическими методами.

Сборник "Радио и акустическая голо— графия". — Л.: Наука, 1976, с. 56. (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗИЕРВНИЯ

АМПЛИТУД!! И ФАЗ!! СВЧ-СИГНАЛОВ, содержащее отрезок СВЧ-тракта, вход которого является входом для подачи исследуемого СВЧ-сигнала, источник когерентного сигнала и измеритель амплитуды и разности фаз, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений

SU 1180811 A путем исключения влияния параметров

СВЧ-трактов, в него введены первый и второй зонды, включенные соответственно на входе и выходе отрезкаСВЧ-тракта, блок регулировки, состоящий из направленного ответвителя, вход первичной линии которого соеди— нен с выходом СВЧ-тракта, а выход с первой согласованной нагрузкой, последовательно соединенных регулируемого фазовращателя, вход которого соединен с первым выходом вторичной линии направленного ответвителя, и регулируемого аттенюатора, соединенного выходом с выходом источника когерентного сигнала и первым входом измерителя амплитуды и разности фаз, второй вход которого соединен с вто— рым выходом вторичной линии направленного ответвителя, к выходам первого и второго зондов подключены соот. ветственно последовательно соединенные детектор и индикатор.

1 1«(< 1

К РЯ;! HO— -1 (i С Т f f O (. T! 1 ия ямп!(ii 1ож T т(3(яп,(аИ Т Дl I O

h1! i (i Г О К Я!

»(1>

С И Г f I (3 О В

1! Я: Р У .3 (! j 1 .

40 < < (P<;i< (ВО П<) !(, 1 <) т

Ч Я Ю Ii(С (. < . Я ТСМ> Ч(< Т31 !Х<>д П(!i—

BHif f1011 . (!11(H B;III P (3 B. (1 Н НОГ О <>1 В (1 !31 тс)IЯ 0(«динР н Г пеРВ(7Й ГО(ЛЯГ 013 Зн!(Ой нЯГPv3 к ОЙ и BTOPI I!! ВхОДОм If 3I 1(PHт(JI>3 ямплит < J(l I и 1) яз нОГти Ая 3 чс pe<3 Вг с

ДР нн(ff» и (3 pf3hIH ъ!»р <ЗВ:IE(с«(п«(Й (.БЧ вЂ” f («р Г—! 1. 3 О б () («1 (н и Р О т н О с и т Г Я

«

И 31!e PИТС (Ь!10!1 Т((ХНИКР > В

К Уг TPOHC1 НС(М i(El»I H 3МРPC li т)(:(1<1 и А(1 311 (БЧ Г ИГ и Я..l oE3 > б(П Ь ИСПО.(ЬЗОВЯНО 13 КЯ !ЕC

j) <1 Т У P i«! Д: Я f i (3 М (Р С !1!i Я Я МП

<разового р,< сире;(е((ения В

l1 ! 1«1(1 Iх (? с т Р мах и:(и р <Зд)! О 1 <. ..и О Г р я А «»

Ч С С К I I Х >«C 1 Я Н О В К Я Х . ! (Р (ь HÇ0!)pCT Ð1(ИЯ IOBhf!i!P Ни(ТОч 0

ИОГ TH из I i p(. ПИЙ и"-тс и исклю<1(!(Пя влияния пяраметрс В СБ (— трякто(.

Ня

I»çë eðeния Ямплитудь! H Аазы СБЧ вЂ” =.Игн . !5

JIoB; ня с )ИГ. 2 — 1»яри

;;!»Я il 3 h»PP (ВИН <Зл(п. (итУДЫ H A(3 3hf (:Б !— устройство»(ля измерения амплитуды и Лазы СБЧ вЂ” си<г((апов содержит от— резок 1 СБЧ-тракта, источник 2 ко—

Г (p e и т i i О 1 О с и Г н ял я . 1 <3 м c p ит (. л > ямплит)< «(ы и ря3 HОсти Аяз и(pн1 и! и нторой зонды 4 и 5, блок 6 регулир 0 Е3 К И, (О С Т О Я щИ и И. 3 Н Я»1 р Я ВЛ е Н Н О Г О ««5 отнетвителя 7, регулируемых фя<»овра— щяте<(я Я и аттенн)яторя 9, первую соглясо »янную нагрузку 1(), детекторы 11 H 12, индикаторь! 13 и 14, а также первый управляемъ(й СВЧ вЂ” переключатель 15, BTOpvto согласованную нагрузку 16 и второй управляемый СВЧ пер(К7ючатель 17, источник 18 исслед), Смог О СБЧ-с иг нала, Устройство работает следующим

0бРЯ3ОМ, 1"«-следуемый СВЧ-сигнал, амплитуду и Аазу которого требуется определить, ЯВЛЯ РТСЯ НЯПРЯЖРНИЕМ ГIЯДЯЮП(РЙ ВОЛНЫ, поступающей с выхода источника 1с) исследуемого сигнала ня вход отрез— ка 1 СБ 1 — тр Зктя (Аиг. 1) .! « 1!1f>!! i.« <" « «Р

:iH1!C. i(< 1(ТO .,:?):, >,! ;((: ", (),! < (13 я!»и. .и (уд I !1 р;! 3!(< !71 >a" i! (3" <, (<. l

НОЙ 13T!)P < «й « il !!;1<" "Ji i!! f! <>>1 (3 i f)>, 3!; < >>1 I С P < 3 В (3 С Д(>! (!1 Н . 131 i > >!! Сl! P Н <3! "»((! . (, 1 (-.IPP C h.f(i> i,«! . (. (.1, .Ъ с

1(<3 131 lх Од(i p с 3 1 1 1 ) р 31<

:3 ",01 IIC ГJ(e, (> e . B Jit (.И(1(Я:1 1!(>Я«3 !B(! : 5! (УЧЕТОМ КC)>11(1< .-.Г !ОГ:> К«)<>)(!>1»Ц(»Р(:. !. :

I1Рp е!i(> И IIО (1ЯП(«) ЯЖC 1(IT(< > ГП (3 1 Я

СБЧ вЂ” трал (Я:

1!Jp,! — и;>и->яже(1»c !»(с:! „уем 1 РС,, < (I! l кя 1 СБЧ-тс)НКTП«, < (<

) Е I! I(Pi(iK((Н(Н;:(J(e,i» (-Л(< .

"П) (H . 3; <: 1 Я Н Я В Х О >-, « P e 3 i: (! (БЧ вЂ” — ряктя;

МОД", ;l!«!3 >Я 3 ". НГ < :I(;. (<.

С H I l I Я: 1 (1

КОМП IРКС.!И !!1 (ОЭ,)!» I!i; П!

ПР НС!(1)Я;(С >3;;,, т( ка 1 СБЧ-тракта " у !ГП o!".

ТР«й< тВО I 1 и ° >1(1)Гни т<(д(«! H Аязы (,Б<1 си(н ь1О!3 поз(30 <«(ОПР С ДС (!ИТ 1««"«I(1!)H TV!! V /Г I» ( исследуемого сиг нала пс р(Bv(!ь -BTBB;

ИЗ I(«!PP I(HEI С?»Г ft,:70!3 НЯ ВЬ(ХОДР )TP! 3— ка 1 СБЧ вЂ” тракта, т.е. ня удалени!(0Т ИСТОЧНИК(1 ИГСЛЕДУС МОГО СИГНЯ. I(i .

При этом значение к озААициентя и(— редачи отре<зка 1 СБЧ вЂ” тракта ня p(— зул(тат измерения не В7ияет.

Hc cJi e«7 ehfhIA c HI B 7>7 .! „c Вь(ХОДЯ

ИГ 1 ОЧНИКЯ ИССЛ(.ДУР Л»ОГО Г ИГНЯЛЯ i! >С Т V пает на вхо", Отрезка 1 (;БЧ-тракта, п17 Ох ОДит по нсMv и с Р Го Вых 071Я !to стyl»aåT f1<3 11(pE»l,(й !(ход б:(ока 6 р-— г)лировки, V> б !(Оке 6 pe(,:1!»р 013 ки Г и Ол101("«н> рр улируем(«»х <»тте нн)ят ОГ>я 9 и Ая 3<)—

В17ЯI (ЯтелЯ Б, Я T(((e)I!(I! (1 IP;IE3JJ(. и но-0 ответвителя 7 Аормируется кс мп< :: и—

P >7н)!((и Й c HI н к«1" (P (ll . i! l i;1 НГ Г. 1 РД < ! 18081 4 где I =/ /е - " 7 — известный комплекс1 H blrl мым. Этот сигнал в виде встречной волны напряжения поступает с первого входа блока 6 регулировки на выход отрезка 1 СВЧ-тракта и распространяется по нему навстречу исследуемому сигналу. При этом результатирующая редачи напряжения с входа первичной линии направленного ответителя 7 на его первый выход вторичной линИИ, который является выходом блока 6 регулировки; комплексная амглитуда на входе и выходе отрезка 1 СВЧ-тракта равна:

i t, « Ч

U,„„==L„ U, = è „ е lU,(e К, к

У, ых "ax +ê, =; (e К+ )U 1р

1 где U и U, результатирующие

ВХ комплексные амплитуf0 ды на входе и выходе отрезка 1 СВЧтракта соответственно; напряжение компенЦ =/U, /е

1 (/ сирующего сигнала, поступающего с выхо. да блока 6 регулировки на выход отрезка 1 СВЧ-тракта;

/Пк/, V — модуль и Лаза этого сигнала.

Процесс измерения осуществляется тракта, при этом результатирующая амплитуда напряжения на выходе отрезка 1 СВЧ-тракта оказывается равной нулю, а компенсирующий и иссле— дуемый сигналы связаны соотношением:

КВ /е2 х = — /U /е!рк =/U /е1т18 ) х К1 К1

Момент выполнения указанйого соот— ношения определяется с помощью второго индикатора 14, минимальные показания которого соответствуют нулевому напряжению на входе второго зонда 5, подключенного к выходу отрезка 1 СВЧ вЂ трак. При этом производится измерение сигнала, поступающего с второго выхода блока 6 регулировки на второй вход измерителя 3 амплитуды и разности Лаз. Этот

45 сигнал связан с компенсирующим сигна лом на входе блока б регулировки че— рез известный коэффициент передачи с направленного ответителя .7, что позволяет по результату его измерения определить величинч компенсирующего

55 сигнала: в два этапа.

На первом этапе регулировкой амплитуды и Лазы компенсирующего сигнала устанавливается узел стоячей волны на выходе отрезка 1 СВЧ—

3 изм

К язм„ " язм

П изм „ / И91

/U,„„ /е — измеренное значение -"" 1 сигнала на первом этапе, поступающего с второго выхода блока 6 регулировки.

На втором этапе регулировкой амплитуды и Лазы компенсирующего напряжения устанавливается узел стоячей волны нз входе отрезка 1 СВЧтракта, при этом результатирующая амплитуда напряжения на входе отрезка 1 СВЧ-тракта оказывается равной нулю, а компенсирующий и измеряемый сигналы связаны соотношением: в. 4 7 1М.7+,ga ) (u,å =-

ЭХ г < Кг, Выполнение данного соотношения определяется по минимальному показанию индикатора 13» соответствующему нулевому напряжению на входе первого зонда 4, подключенного к входу отрезка 1 СВЧ вЂ трак. При этом, также как и на первом этапе, производится измерение сигнала, поступающего с второго выхода блока 6 регулировки.

Это позволяет по результату его измерения Б„„ . определить величину компенсирующего сигнала с входа блока 6 регулировки: иэппg

Из полученных выражений следует, что

Пвх 1 ах П „Пк7 т. е. неизвестный сиг на 1 оказывается равным

/Ь / e =/U и может быть выражен через результаты измерений на первом и втором этапах:

1(изм„кЗмг )

1 8 (1сВ 1

Y.X,„

Г»с. > — 1 С

>1i л> с -v (>-лс

И)л?С Р(Н? О(Зс? 1«? ИЕ сигнала на перв(м этлпс, постуттлюп.его с вь:хода отрезка 1

СВЧ тракта р(Hл lè ч Hлпрл??лс нн:.>l с.

nтв Рт Bi iòñ ля

30

ВКИИПИ Заказ 5916 43 Тираж 747 По писное

I ;1 С > с., > (1 ., МО>7у. T E> И (3>Л 3 Л И ill ((?в

НОГ О КО 3(X)HI(HE НТсl IT

Тлк им Обр лз Ом, н с.(TI«HIIa иГ с. т(и" смОЕ о Гит нллл и 1 е?хОг((ОтрР 3кл 1 (:1>(I — трлктл От ждлттенногo исто.iiIHK(l тс.слстду(мого сигналл oilðcT7å«ÿется

fIO P С .3 I ЬТЛТЛМ >IB)с X И 3 MPP P НИ Й И Нс

3<113И(. Ит О Г Хсlс) lKTPPH(T ?ЕКИ ОТРР 3КЛ 1

СВ 1 — тр;»; гл, 1 лботл ус тройстнл для измерения ллят?птту>ты и флз(,f C:P>× вЂ” сигнале в (фиг .! л?(ллогтт«ил работе первого вариант;1

"с ГТРОйГТЕ?л Л ТЛКЖЕ ОГ 1>1(: ГТНЛЯС>Т(Я

13 дв;1 )T;»(, (1тстичис> 3 II

> т;» Iс . I I(7:)7 ом этап(Обр л ..3 Ов»?и(:; с fl rl .л. 3-1(> Г О Я>ЕС>11 ?3 О 11П I !iË ВЬЕХ ОГ(С

> тэ(кл 1 сВ 1 — тракта не Iipnilз 3 дит— (1Г Г.>: Рд>, ем?>?Й Г иг If 7)T, С . 131 1. ();(с7 H(Т(>« нт! КЛ 1 В HC с:I(дуе мот О (:1>11 Cl i II(3-17 ПрОХОдит OT pC ЗС)К 1

СВ(1 — трлктл, Bтори тнук, ?тиник> Етлирлн:.(нног, oT13(твителя 7 в б Еок 6 pc—

1 "у. Tiipoli? л татс и гоступлет через 3(ix1êIIó7 I.; первый упрлвляемый СI(II1:Гр к.ii)«атель 1В (нл (3)HI . 2 ттоклзлно

c o(т,) ?I I II I СВЧ переключателей 5 и 17 ?1«я рст боты на первом эт(311Р!

If (Г(3 ВЕЕХОДЛ ПОС Гy?T(?CÒ НЛ 13TOPOй вхо;е и 3?тер гт еля 3 амплитуды и рл.?в

Еос ти (37сзэ . В измеРителе 3 лмплит Уды

И 1)Л 3НОГТИ (1)ЛЗ ПРО?>ЭВОПИТ(.Я И3?f(P(IВЕ> Г И! НЛЛЛ К ОТОРЫИ OKЛЗЫВЛС ТГ Я

РЛ?311! ."1

> с 1 аким Образом, Ila е?ер?3ОМ .)Тлтт, 1Ip»1I7I3o7?f7ся н "пос.редственно(Hзмере нис иссле;>уемог О сигналл npoI3x иед(ВРго отрезок СВЧ-трлктл, т,(1. с у (етом его коэ(11)(ЬИЕ?иентл передачи.

Второй этап работы полностьк> аналогичен второму этапу работы устрой—

Гтвл для изморе ни?1 амплитуды и Лазы

СВ?1 СИГНаЛОВ C(I)HC . 1) . ПрИ 3 ОМ (Ля

Т О Г О «Т О б Ы I p O H 3 B E C TH И 3 л?Р р Р ?1 ИС> коьтпенсирую?>(егГ сигнала, вход первого СВЧ вЂ” переключателя 15 по7ключл(тГя к первой согласо?3анной нлгр,.зсе 1О, а вход второго управляелк>1 о

СВ 1 перекстючлтеля 17 г.о?тключлетсе к второму входу измерителя 3 лепт и— тугll и разности Алз. Что соответс TBv (т режиму работ:1 устройства для ? змерения 7MITTIIiòó7II и (1)лзы сВч сигналов

1(а втором этапе, Io 3ToMó исследуемый

СHI НЛЛ ОКЛЗЕ(ВЛ(ТСЯ рЛВHITIrl:

=.! с, )

» (3x (133 Ä I Зм„ -. -1(«, (, .,1(-1

+Ч . (&0

Х 2 L 13злЛ и3лл С?

Таким образом, в варианте устрэйс гва для измерения амплитуды и Лазы

СВЧ .игналов также определяется и-..— с..flå7i емт-Ей сигнал по результатам двух

1(эмерений сигнал(он: одного непосред— ствеетно нл в((ходе отрезка СВЧ-трак40 тл и другого —:тропориионального ком— пенс?груютцему нлпряжеети?().