Устройство для автоматического измерения параметров свч- четырехполюсников

 

Изобретение относится к СВЧ измерительной технике. Повышаются разрешающая способность и точность измерений . Устройство содержит генератор 1 зондирующих импульсов , два стробоскопических преобразователя 2 и 3, два СВЧ-переключателя 4 и 5, ЭВМ 6, ЦАП 7, индикатор 8, АЦП 9, генератор 10 качающейся частоты(ГКЧ), два развязывающих вентиля (РВ) 11 и 12, три направленных ответвителя (НО) 13, 14 и 15, три детектора 16; 17 и 18 и электронный коммутатор 19. В устройстве во всем диапазоне его рабочих частот определяются параметры рассеяния посредством измерений во временной области. При этом используется быстрое преобразование Фурье импульсных сигналов, падающих и прошедших через исследуемый СВЧ-четырехполюсник 20, а также отраженных от него. После этого производятся более точные измерения пар.аметров рассеяния в интересующих участках диапазона частот посредством измерений в частотной области. Цель достигается введением ГКЧ 10, РВ 11-и 12, НО 13, 14 и 15, детекторов 16, 17 и 18 и электронного коммутатора 19. 1 шт. с (Л tS3 СО QD о: со

СО1ОЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (511 4 С 01 R 27/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3774069/24-09 (22) 16, 07 ° 84 (46) 23.06.86.Бюл. № 23 (71) Минский радиотехнический институт (72) И.И.Шпак, А.С.Елизаров, В,Т.Ревин и А.П,Белошицкий (53) 621.317.341(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

794536, кл, G 01 R 27/06, 1980.

Авторское свидетельство СССР

¹ 938158, кл. G 01 R 13/28, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО

ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ СВЧ-ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКОВ (57) Изобретение относится к СВЧ измерительной технике, Повышаются разрешающая способность и точность измерений. Устройство содержит генератор 1 зондирующих импульсов, два стробоскопических преобразователя 2 и 3, два СВЧ-переключателя 4 и 5, „„Я0„„1239632 А 1

ЭВМ 6, ЦАП 7, индикатор 8, АЦП 9, генератор 10 качающейся частоты(ГКЧ), два развязывающих вентиля (PB) 11 и

12, три направленных ответвителя (НО) 13, 14 и 15, три детектора 16.

17 и 18 и электронный коммутатор 19.

В устройстве во всем диапазоне его рабочих частот определяются параметры рассеяния посредством измерений во временной области. При этом используется быстрое преобразование

Фурье импульсных сигналов, падающих и прошедших через исследуемый СВЧ-четырехполюсник 20, а также отраженных от него. После этого производятся более точные измерения параметров рассеяния в интересующих участках диапазона частот посредством измерений в частотной области. Цель достигается введением ГКЧ 10, PB ll u

12, НО 13, 14 и 15, детекторов 16, 17 и 18 и электронного коммутатора

19. 1 ил °

l 2396

Изобретение относится к СВЧ измерительной технике и может быть использовано при измерениях частотных и временных параметров СВЧ-цепей и устройств, б

Целью изобретения является повышение разрешающей способности и точности измерений.

На чертеже показана структурная электрическая схема устройства для 111 автоматического измерения параметров

СВЧ-четырехполюсников.

Устройство для автоматического измерения параметров СВЧ-четырехполюсников содержит генератор 1 зондирующих импульсов, первый и второй стробоскопические преобразователи 2 и 3, первый СВЧ-переключатель 4, второй СВЧ-переключатель 5, ЭВМ 6, цифроаналоговый.преобразователь (ЦАП) 7, 2О индикатор 8, аналого-цифровой преобразователь (АПП) 9, генератор 10 качающейся частоты, первый и второй развязывающие вентили ll и 12, первый, второй и третий направленные 25 ответвители 13-15,первый, второй и третий детекторы 16-18 и электронный коммутатор 19.

Устройство для автоматического измерения параметров СВЧ-четырех- щ полюсников работает следующим образом.

Осуществляется определение параметров рассеяния посредством измерений во временной области. С использованием быстрого преобразования

Фурье импульсных сигналов, падающих и прошедших через исследуемый СВЧ-четырехполюсник 20, а также отраженных от него. Элементы матрицы рассеяния исследуемого СВЧ-четырехпо.июсника 20 йри этом определяются по формулам (z) - - — — — °

F tUoq (t)) + F U (t) (2)

SÄ (f) . Ы2Р.Ы 1 (3) 50

Р(П, (t)$ (4) гце F { I — операция быстрого преобразования Фурье временных сигналов;

37 2

U (t) — зондирующий импульсный

3 сигнал;

U „,(),U (t) — импульсные сигналы, отраженные от входа и выхода исследуемого

СВЧ-четырехполюсника

20 соответственно;

U Р,(t) ц„ () †импульсн сигналы, прошедшие с входа на выход и с выхода на вход исследуемого СВЧчетырехполюсника 20 соответственно.

Перед измерениями производится калибровка. Для этого вместо исследуемого СВЧ-четырехполюсника в измерительный тракт включается прецизионный короткозамыкатель.

По командам ЭВМ 6 первый и второй

СВЧ-переключатели 4 и 5 устанавливаются в положение A электронный коммутатор 12 подключает выходы аналого- . вых сигHGJIoE первого и второго стробоскопических преобразователей 2 и 3 соответственно к первому и второму входам двухканального АЦП 9, запускается также генератор l, который запускает первый и второй стробоскопические преобразователи 2 и 3. При этом положении СВЧ-переключателей

4 и 5 обеспечивается. поступление сигнала с выхода генератора 1 на вход первого стробоскопического преобразователя 2 и регистрация при помощи этого преобразователя сигнала

U)„(t)F отраженного от короткозамыкателя ° При этом на аналоговом выходе стробоскопического преобразователя

2 образуется сигнал, пропорциональный сигналу íà его высокочастотном входе в момент запуска преобразователя, Этот сигнал поступает на первый вход двухканального АЦП 9, который также запускается ЭВМ 6. По команде ЭВМ 6 сигнал с цифрового выхода ЛЦП 9 считывается в память ЭВМ

6. Процесс повторяется до тех пор, пока в памяти ЭВМ 6 не сформируется массив значений сигнала U (t) в различные дискретные моменты времени.

Сигнал U (t) регистрируется с помощью второго стробоскопического преобразователя 3 аналогичным образом при установке второго СВЧ-переключателя 5 по команде ЭВМ 6 в положение Ь

Затем вместо короткозамыкателей в измерительный тракт (к первому и второму входам устройства) включаетз 1239637 ся четырехполюсник без потерь, эквивалентный исследуемому по геометрическим размерам.

По командам ЭВМ 6 первый и второй СВЧ-преобразователи 4 и 5 устанавли5 ваются в положение А и в память ЭВМ

6 записывается сигнал U z(t) с анаЭ логового выхода стробоскопического преобразователя 3. После чего посредством ЭВМ 6 второй. СВЧ-переклю- . 1p чатель 5 устанавливается в положение

Ь и в память ЭВМ 6 записывается сигнал Ц ь (t) с аналогового выхода стробоскопического преобразователя 2. На . этом калибровка устройства заканчивается.

В измерительный тракт к первому и второму входам устройства включается исследуемый объект. При измерении значений.S< и S г по командам ЭВМ 6 первый и второй СВЧ-переключатели 4 и 5 устанавливаются в положение A а электронный коммутатор 19 подключает к первому и второму входам двухканального АЦП 9 соответственно выходы аналоговых сигналов первого и второго стробоскопических преобразователей 2 и 3. Сигналы с цифрового выхода первого Uo (t) и второго

V>p„ (t) каналов АЦП 9 считываются в память ЭВМ 6, Затем ЭВМ 6 осуществляет вычисления S« S Йв соответствии с формулами (1) и (2). Полученные результаты с помощью ЦЩ 7 преобразуются в аналоговую форму и отображаются на экране индикатора 8 в виде час35 тотных зависимостей измеренных величин в диапазоне рабочих частот устройства, При измерении значений 81т и Szz .40 второй СВЧ-переключатель 5 устанавливается в положение 5 . В память ЭВМ 6 заносятся сигналы U hpz (t) и Upz (t) > затем в соответствии с формулами (3) и (4) вычисляются значения Sqzи

Я и отображаются их частотные зависимости на экране блока индикации.

Измерение параметров рассеяния в частотной области. После определения значений S (Г), Б < (Е), Б (Х) и

Sqg (f) во всем диапазоне рабочих частот устройства посредством .измерений во временной области производятся более точные измерения указанных параметров в интересующих участках диапазона частот посредством измере55 ний в- частотной области.

При этом в измерительный тракт вместо исследуемого объекта сначала включается эквивалентный ему гго геометрическим размерам четырехполюсник, не вносящий потерь, и производится калибровка устройства.

При калибровке устройства по параметру рассеяния Sqq по командам ЭВМ

6 первый СВЧ-переключатель 4 устанавливается в положение Ь, второй

СВЧ-переключатель 5 — в положение А, а электроннь|й коммутатор 19 подключает выходы направленных ответвителей

13 и 14 к входам AIJII 4.

Формула изобретения

Устройство для автоматического измерения параметров СВЧ-четырехполюсников, содержащее генератор зондирующих импульсов, выход синхронизирующего сигнала которого соединен с синхронизирующими входами первого и второго стробоскопических преобразователей, а выход — с первым входом первого СВЧ-переключателя, а также второй СВЧ-переключатель„ при этом управляющий вход генератора зондирующих импульсов соединен с первым управляющим входом ЭВМ, информационный выход которой через цифроаналоговый преобразователь подключен к индикатору, а вход соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения разрешающей способности и точности измерений,в него введены первый направленный ответвитель, основное плечо которого включено между вьгходам первого и входом второго СВЧ-преобразователей, первый развязывающий вентиль, включенный между первым выходом второго СВЧ-переключателя и входом первого стробоскапическога преобразователя, втс ьой раэвязывающий вентиль, включенный между вторым выходом второго СВЧ-переключателя и входом в-орого стробоскопического преобразователя, второй направленньгй ответвитель, вход основного плеча которого подсоединен к выходу первого стробоскопического преобразователя, а выход является входом для подсоединения входа исследуемого СВЧ-четырехполюсника, третий направленный ответвитель, вход основного плеча которого соединен с выходом второго стробоскопического преобразователя, а выход является выходом для подсоединения выхода исследуемого СВЧ-четырехполюсника, причем.. 9637

Сосавитель Р.Кузнецова

Техред И.Ходанич. Корректор Е.Рошко

Редактор Л. Гратилло

Заказ 3391/4з Хираж /28

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие,r.Ужгород,ул.Проектная,4 к выходам вспомогательных плеч первого, второго и третьего направленных ответвителеи подсоединены соответственно первый„ второй и третий детекторы, генератор качающейся частоты, включенный между вторым управляющим выходом 381 и вторым входом первого СВЧ-переключателя, и злектронный коммутатор, управляющий

Bxo,ö которого подключен к третьему управляющему выходу 3ВМ, выход сое— линен с входом аналого-цифрового преобразователя, а первый, второй, третий, четвертый,и пятый входы соединены соответственно с выходами перного, второго и третьего детекторов и выходами первого и второго стробо10 скопических преобразователей.