Способ измерения параметров рассеяния многополюсников

 

Изобретение относится к технике измерений на СВЧ и обеспечивает увеличение точности при измерении большесигнальных параметров рассеяния нелинейных многополюсников. Способ основан на измерении мощностей независимых линейных комбинаций отраженных и падающих волн в установившемся режиме. При измерении на большом уровне сигнала в тракте возникают высшие гармоники. Избежать влияния их на погрешности измерения позволяет использование монохроматического опорного сигнала на основной частоте. е сл

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) < G 01 R 27/32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н ДBTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3985058/24-09 (22) 04.12.85 (46) 23.1?.87. Вюл, 1(- 47 (71) Горьковский политехнический институт им. А.А.)1(данова (72) А.Н.Зайцев и В.И.Пятаев (53) 621.318.341.3(088.8) (56) Уеп С.S. Phase-locked sampling

instruments. — IEEE Trans, 1965, v. lN-14, No 2.

Hoer С.А. А network analyzer incorporating two six-port reflectometers. — IEEE Trans. 1977, NTT-25, No 12. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ

РАССЕЯНИЯ МНОГОПОЛ10СНИКОВ (57) Изобретение относится к технике измерений на СВЧ и обеспечивает увеличение точности при измерении большесигнальных параметров рассеяния нелинейных многополюсников. Способ основан на измерении мощностей, независимых линейных комбинаций отраженных и падающих волн в установившемся режиме. При измерении на больФ шом уровне сигнала в тракте возникают высшие гармоники. Избежать влияния их на погрешности измерения позволяет использование монохроматического опорного сигнала на основной частоте.

1361493 а, (Е)=8 (А1 е

e=1

b;(t)=H (В е ), 2О где i= l 2,...,N, N — число вводов многополюсника;

m — число гармоник падающей и отраженной волн; (2) — частота.

Указанные волны порождают во вторичных измерительных цепях два линейно независимых колебания

ЗО „(t ) =H („=,.еЕ " }.

1-1 11 (2) й,. (t ) =H (5 å ")

11 11 где а л с,.=ы,. ла,+r р; е (Ч ()((1, ь ., у, д . — неизвестные комплексные коэффициенты.

Далее рассматривается измерение параметров рассеяния по первой (основной) гармонике, считая высшие гармоники помехами, Введем в рассмотрение опорные колебания на основной частоте

;(И=1,(11; ) ч;(t)=H (V„.е ).

j ldt (4)

Для каждой линейной комбинации (2) выполняются пять видов измерений, в частности для комбинаций с (т,) иэ1 меряют: мощность линейной комбинации (2)

Р„= Р.,((2)) ) С; +Р ., (5) 50

Изобретение относится к технике измерений на СВЧ и может быть использовано для измерения комплексных параметров рассеяния нелинейных СВЧмногополюсников на больших уровнях сигналов.

Цель изобретения — увеличение точности при измерении большесигнальных параметров рассеяния нелинейных мна- 1О гополюсникав.

Способ основан на измерении мощностей независимых линейных комбинаций отраженных и падающих волн в установившемся режиме )В где (() — частотно-зависимый коэффициент преобразования измерителя мощности, с;=1„,;

P, — мощность всех высших гарХ моник С ;, 1>i 2; мощность апарнога колебания (4)

Р,.= р,() 16;1 (6) мощность суммы линейной комбинации с.(т,) и опорного колебания п (t)

Р.= p,() (Ñ;+И;I +Р .; . (7) мощность суммы линейной комбинации c„(t) и опорного колебания, сдвинутого по фазе на угол (1). и иэменен1 ного по амплитуде в q раз (у, фК!(;

К=081 828 ° ° е р (1;фо)

Р л (;(и)(С,.+8.8;е I +Р .; (8) мощность опорного колебания, сдвинутога по фазе на угол Q- и изменен1 ного по амплитуде в q раз (ц) г). (9)

Аналогичные измерения проводятся для комбинаций (i;(t) и опорного колебания v,(t), в результате чего апре1 ((I деляются значения Р„;, Р,, Р,, V „,Р;.

Из соотношений (5-9) после преобразований получаем

HР,C (Р 31 Р1,-, ) / @21 8 (10)

I С,;=(Р;-Р„,-Р,.-(3 С, ) (Р,cos (().)/

/(/PAL! sin y,.);

1 еР (Рз(Р11 Р21) /1%1

/(1ГР .sin g ) .

Из соотношений (10) и (11) помехи, вызываемые высшими гармониками, не влияют на точность измерения.

При этом введены обозначения

j(e j8;

v--=v,- g; °

Дпя В: обозначения аналогичны.

Нетрудно убедиться, чта

С; =2С,.1(8,, (и) е 1 1 (12)

Выразив С, из (12) и подставив ега в (2), получаем для первой rap моники падающей А „ и отраженной В, волн и колебания С,.

С;= J,А,+,.В,, где Ы; =2 а „p<((2) ) е

-j8; ; =2 p, ((,.() е . (13) 3

13614

10 (15) 25

35 о40

° (;D,-АС;

j; j,-a,d ; (18)

50 g,С;- el;D;

В;=

Аналогично имеем для второй линейной комбинации

D; = т„А,,+о(,.В; . (14)

Разделив (13) на (14) и учитывая, что коэффициент отражения в i-м . плече определяется соотношением Г; =

=В;/А,, получаем

С;11- Ы>P

à — — — — —,— е — 1 1

, -,.с., где (у= ot /у;;

Р(7= Ь/ 1

d „= с ;/ j;; 15

С; /=С,/D,.

Из (13) и (14) получают значения падающей А, и отраженной Й; волн в х-м плече многополюсника, которые не могут быть непосредственно измерены;

O D 4С;

1 ;- с1, У; (15)

У;С; — Ы,Ь

j. t, aj ; d ;

Неизвестные-значения коэффициентов o(;, f5;, 1., d ; определяются следующим образом. К 1-му плечу многополюсника поочередно присоединяют три образцовых нагрузки с известными коэффициентами Отражения Г, Г

Г . Измеряя величины С и D при под 1 \ ключении каждой нагрузки, из (15) получаем

11" Р У 1 7 (D э 2

Иэ полученной системы уравнений получают значения d p, d.

1 3" 1"

Для нахождения ъ подключают к о первому плечу многополюсника образцовый ваттметр и определяют при этом ,(4) <(41

С 1 и D1, а также измеряют Образцовым ваттметром мощность Р, и вычисляют уровень падающей волны где  — нормировочное сопротивление.

Принимая фазу колебания в первом плече нулевой, на основе (14) имеем «1 f (19)

11 ф (41 .(1+,1 (1

17 где Г4 определяется по формуле (15) .

Для остальных Й-1 каналов используется пятая калибровочная операция соединения встык х-го входа многополюсника с его первым входом. В результате А,=Р;, В,=А;, =?,3. ..N, а из (13) и (14) получаем (1 ;/С;) (, +,/(;" )

1+ g. (Г(51 7 =?,3,...,И, где Г, определяется по формуле (15).

Предлагаемый способ позволяет определять недоступные непосредственному измерению падающую и отраженную волны А; и В;, i=1,...,N, по формулам (16-20) для случая измерения на большом .уровне сигнала, что приводит к возникновению высших гармоник в тракте. Избежать влияния их на погрешности измерения позволяет использование монохроматического опорного сигнала на основной частоте.

Формула изобретения

Способ измерения параметров рассеяния многополюсников основанный на измерении мощностей линейных комбинаций падающих и отраженных волн

Р:, P отличающийся

111 1 . э тем, что, с целью увеличения точности при измерении большесигнальных параметров рассеяния нелинейных много- полюсников, дополнительно измеряют мОщнОсти Опорных сигналОв Р1, Р, мощности сумм линейных комбинаций и опорных сигналов P, P, мощности

Р ., Р4 сумм линейж!х комбинаций и

4i 41 опорных сигналов, сдвинутых по фазе на угол 1 ., 1, и измененных по амплитуде в q . и q, раз, мощности сдвиI

I нутых по фазе на угол g., (1 ; и измененных по амплитуде в q„ q, раз опорных сигналов Р, Р, причем i Ф 0

q (), 111,.фКТ1 ; 1(1 ./КО; К=0,1,2,3, i=1,2,3,...,N, и вычисляют значения комплексных амплитуд падающего и отраженного сигналов в i-м плече по формулам соответственно

\ где С1 и Й; определяют по формулам

В,С, =(P, -Р„.-Р,.) (Р,,) ";

I„C;=(P4,-P„.-Р .-(Я С )Рг; созе() (P ;) (sin y,.) ", 1361493

В,D,.-(Р,,- Р, ;Р, ;) (Р,,)";

10 где с1; = e;/у,, Р)) Р1/ 4 1 ° после чего поочередно соединяют, -e плечо многополюсника с его первым плечом и определяют значения у; по формуле

Составитель П. Савельев

Редактор И. Шулла Техред А. Кравчук Корректор М.Демчик

Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 6220/45

Проиэводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 с

Х Э =(Р4 -Р„-Р .-(RD, )(Р ) совЧ) (P . ) (вхп y) значения e ;, p;, d ; определяются путем подключения к 1-му плечу поочередно трех .эталонов с известными коэффициентами отражения ),, Г, г и по измеренным при этом значениям

С() (."() D() D< ) D()последующего

j ° рещения системы уравнений

i (6)/c; ) (р,+d,/)",")

4.

О 1+/ "7 г()

1) а значения Г, и у„ определяются пу(4) тем присоединения к первому плечу многополюсника падающей мощности и. по измеренному значению падающей мощности Ро по формулам (4) «))- О(1

Г .. - -щ) „1 - У„1(15

С,, Э„ определяются при присоединении к первому плечу многополюсника измерителя проходящей мощности; А 2RîРо,(1 I "4) ) ° где R †.Нормированное входное соо

1 противление измерителя мощности к волновому сопротивлению линии, а значение Г(, определяется по форму (5) ле