Устройство для измерения модуля и фазы комплексного коэффициента отражения свч-двухполюсника

 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике. Цель изобретения - повьппение точности измерения модуля комплексного коэф. отражения i (ККО). Устр-во содержит СВЧ-г-р 1 линию 2 передачи, выход к-рой является выходом для подключения исследуемого двухполюсника 3, зонды 4-7-связи , четырехканальный СВЧ-коммутатор 8, блок 9 управления, квадратичный детектор 10, полосовой фильтр 11 1-й гармоники частоты коммутации, блок 12 выборки и хранения, линейные амплитудные детекторы 13 и 18, фазометр 14, индикатор 15 фазы ККО, блок 16 деления и индикатор 19 модуля ККО. Введение полосового фильтра 17 4-й гармоники частоты коммутации позволяет сформировать сигнал, корректирус ющим мультипликативную погрешность на переменном токе, что полностью исключает влияние дрейфа нуля у-ля на точность измерения. 1 ил. (Л оо 00 О5 QD

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„317369 (51) 4 01 R 27/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

g(5 ;1 ., т

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 13

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3921890/24-09 (22) 02.07.85 (46) 15.06.87. Бюл. Ф 22 (71) Севастопольский приборостроительный институт (72) И.К.Бондаренко, Ю.Б. Гимпилевич, С.Р,Зиборов, И.Л.Афонин и С.С.Тарасюк (53) 621.317.34 1 (088.8) (56 ) Авторское свидетельство СССР

Ф 1282020, кл. G О 1 К 27/06, 1985.

Авторское свидетельство СССР

М- 1191843, кл. С 01 R 27/06, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МОДУЛЯ

И ФАЗЫ КОМПЛЕКСНОГО КОЭФФИЦИЕНТА ОТРАЖЕНИЯ СВЧ-ДВУХПОЛЮСНИКА (57 ) Изобретение относится к радиоизмерительной технике. Цель изобретения — повьппение точности измерения модуля комплексного коэф. отражения (ККО). Устр-во содержит СВЧ-r-р 1 линию 2 передачи, выход к-рой является выходом для подключения исследуемого двухполюсника 3, зонды 4-7.связи, четырехканальный СВЧ-коммутатор

8, блок 9 управления, квадратичный детектор 10, полосовой фильтр 11 1-й гармоники частоты коммутации, блок

12 выборки и хранения, линейные амплитудные детекторы t3 и 18, фазометр 14, индикатор 15 фазы ККО, блок

16 деления и индикатор 19 модуля ККО.

Введение полосового фильтра 17 4-й гармоники частоты коммутации позволяет сформировать сигнал, корректирующим мультипликативную погрешность на переменном токе, что полностью исключает влияние дрейфа нуля у-ля на точность измерения. 1 ил.

1 13

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано в автоматических измери- тельных системах и приборах встроенного контроля.

Цель изобретения — повьппение точности измерения модуля комплексного коэффициента отражения.

На чертеже изображена структурная электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит СВЧ-генератор

1, линию 2 передачи, выход которой является выходом для подключения исследуемого СВЧ-двухполюсника 3, зонды 4-7 связи, четырехканальный. СВЧкоммутатор 8, блок 9 управления,квадратичный детектор 10, полосовой фьщьтр 11 первой гармоники частоты коммутации, блок 12 выборки и хранения, первый линейный амплитудный детектор 13, фазометр 14, индикатор 15 фазы комплексного коэффициента отражения, блок 16 деления, полосовой фильтр 17 четвертой гармоники частоты коммутации, второй линейный амплитудный детектор 18 и индикатор 19 модуля комплексного коэффициента отражения.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал от СВЧ-генератора 1 поступает через линию 2 передачи на исслеЪ

В К K K U<(1 +!Г1 + 2!Г! sin

17369 2 дуемый СВЧ-двухполюс ник 3, имеющий комплексный коэффициент отражения г =i

Четырехканальный СВЧ-коммутатор 8 по сигналу с первого выхода блока 9 управления периодически с частотой Я

25 коммутирует каждый из выходных сигналов зондов 4-7 в общий канал.! При этом на выходе четырехканального СВЧ- коммутатора 8 получается сигнал в виде периодической последовательности

30 радиоимпульсов. Этот сигнал детектируется квадратичным детектором 10, выходной сигнал которого является периодической функцией:

Ч)9 при 0 < t(Т/4;

В = K„KU„(1 +! Г + 2 I Г! cos q)

B) К1кгН зПп(1 +I r I 2 I I sing) при Т/4 С 1 С Т/2;

9 при Т/2 (t с ЗТ/4;

В к1 30„1 +I — 2 !Гl cosp ) 9. при Зт/4 (t с т, К вЂ” коэффициент преобразования з квадратичного детектора 10.

Полосовой фильтр 11, настроенный на частоту, выделяет первую гармонику выходного сигнала квадратичного детектора 10:

Са t — Ч + Л-) (2)

4 где К вЂ” коэффициент преобразования

5 первого линейного амплитудного детектора 13.

Сигнал с выхода квадратичного детектора 10 подается также на блок 12, который осуществляет его выборку и хранение в течение времени 0 с Т C о

Т (——

4 где К вЂ” коэффициент передачи полосового фильтра 11 на частоте Я

Напряжение U детектируется пеРвым 55 линейным амплитудным детектором 13, ; выходной сигнал которого имеет вид

UÜ КАК2KÇÊ4К5 UpiÃ! (3) где K коэффициент передачи зонда в предположении, что все зонды 4-7 идентичны;

К1 — коэффициент передачи четырехканального СВЧ-коммутатора 8 в состоянии "ВключеU = К, К,К,К, U„ iã! где à — модуль комплексного коэффициента отражения; — фаза комплексного коэффициента отражения °

3 1317369 4

Выходной сигнал блока 12 также периодом, равном периоду коммутаявляется периодической функцией, с ции Т:

К1К<К>Кв 1 л (1 +II + 2! ГI sin v), 0 < t < То; То < t < Т/4

К К К К U„(1 +!Г! + 2(Г! cos y), T /4 < t < Т/4 + Т ; T/4 + Т,< t T/2 (4!

К1КаКзК Пл (1 + l! lò — 2 I! I sin q I, Т/2 < t < T/2 + То T/2 + T < t < ЗТ/4

U) =

К,К К К, U „(1 + (Г! — 2 lrl cos y), ЗТ/4 < t < ЗТ/4 + Т,; ЗТ/4 + Т, < t < Т, где К< — коэффициент передачи блока 12.

Полосовой фильтр 17, настроенный на частоту 4Я, выделяет четвертую гармонику выходного сигнала блока

12, напряжение которой детектируется вторым линейным амплитудным детектором 18. Сигнал íà его выходе имеет вид:

" = K Кв A< > (5) где К7 — коэффициент передачи полосового фильтра 17;

К — коэффициент преобразования второго линейного амплитудного детектора 18 на частоте 4g!

4>> То

2) sin — — — > (6) Т

A< — K>KK!,Un (1 + (Г!

2 2

Тогда (5) с учетом (7) принимает вид:

U,= =,— К,К,К,К,К KSU„(1 + (г() (8)

Блок 16 делит сигнал U (3) на сигнал U (8).

На выходе блока 16 получаем сигнал

А4 ф K„ 3K U„(1 + l l )

2 (7) Ъ К>К2К2К1КХК213л > I I

КК К К К Кв Uà(1 + II I ) (9) Kå К5 К9

К6К7К

55 7 К о где К вЂ” коэффициент передачи фазометра 14. амплитуда четвертой гармоники частоты коммутации. 25

Из (6) видно, что амплитуда четвертой гармоники будет максимальной, если член sin (4 Р T /Ò) = 1, что имеет место при Т Т/8.

В этом случае 30 где К вЂ” коэффициент передачи блока 16.

Таким образом, в последнем выражении отсутствуют коэффициенты К„, 40

К и К в и значения амплитуды падаю> щей волны (U„), т ° е. полностью исключена зависимость результата измерения от коэффициентов передачи зондов

4-7, СВЧ-коммутатора 8 и коэффициен- 45 та преобразования квадратичного уровня мощности генератора 1.

Фазометр 14 сравнивает по фазе сигнал U< (2) с опорным сигналом, 50 поступающим со второго выхода блока

9 управления.

Выходное напряжение фазометра 14 имеет вид:

Напряжения U, и U< подаются соответственно на индикаторы 15 и 19, которые калибруются непосредственно в значениях ч и lГI

Введение в устройство для измерения модуля и фазы комплеКсного.коэффициента отражения СВЧ-двухполюсника полосового фильтра 17 четвертой гармоники частоты коммутации, включенного между выходом блока 12 выборки и хранения и входом второго линейного амплитудного детектора t8 и соединения выхода последнего со вторым входом блока 16 деления позволяет сформировать сигнал, корректирующий мультипликативную погрешность на переменном токе, что полностью исключает влияние дрейфа нуля усилителя на точность измерения модуля коэффициента отражения.

Формула изобретения

Устройство для измерения модуля и фазы комплексного коэффициента отра-.

Составитель M.Êðoìèí

Редактор А.Ревин Техред М.Ходанич Корректор И.Муска

Заказ 24 18/40 Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4

5 13173 жения СВЧ-двухполюсника, содержащее последовательно соединенные СВЧ-генератор, линию передачи с четырьмя зондами связи, выходы которых подсоединены к соответствующим входам четы- 5 рехканального СВЧ-коммутатора, подключенного управляющим входом к первому выходу блока управления, а выходом через последовательно соединенные квадратичный детектор, полосовой 10 фильтр первой гармоники частоты коммутации и первый линейный амплитудный детектор — к первому входу блока деления, выход которого соединен с входом индикатора модуля комплексно- 15

ro коэффициента отражения, фазометр, соединенный первым входом с вторым выходом блока управления, вторым входом — с выходом полосового фильтра первой гармоники частоты коммутации, 20 а выходом — с входом индикатора фазы комплексного коэффициента отражения, блок выборки и хранения, вход которого соединен с выходом квадратичного детектора, а управляющий вход— с третьим выходом блока управления, и второй линейный амплитудный детектор, при этом выход линии передачи с четырьмя зондами связи является выходом для подключения исследуемого СВЧдвухполюсника„ о т.л и ч а ю щ е е— с я тем, что, с целью повышения точности измерения модуля комплексного коэффициента отражения, в него введен полосовой фильтр четвертой гармоники частоты коммутации, включенный между выходом блока выборки и хранения и входом второго линейного амплитудного детектора, выход которого соединен с вторым входом блока деления.