Способ измерения затухания волноводного четырехполюсника

 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике. Цель изобретения - повышение точности измерения. Устройство для реализации способа содержит генератор 1, индикатор 2 мощности, измеряемый волноводный четырехполюсник 3 СВЧ-сигнала, источник 4 мощности, переменный фазовращатель 5 и блок отсчета 6. Данный способ позволяет проводить измерение при значительном рассогласовании генератора 1 и индикатора 2, при этом погрешность рассогласования практически полностью исключена. Для этого фазы комплексных коэф. отражения изменяют дискретно на величину не более φ/40 каждый одновременно. При этом общее приращение каждой фазы составляет 2φ при включенном четырехполюснике 3 и φ - при его отсутствии. Затухание вычисляется по заданной ф-ле. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 R 27 32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2) ) 4338546/24-09 (22) 03 ° 12.87 (46) 23, 03, 90, Бюл. - 11 (72) В.М. Соколов (53) 62) .3) 7 (088.8) (56) Гинэтон 3. Л. Измерения на сантиме тров ых волнах, HAJJI. — М., l 960, с . 569-57 2.

Осейко А.А. Уменьшение погрешнос. ти рассогласования при измерении ослабления с помощью направленных ответвителей и фазовращателей. Исследования в области радиотехнических измерений. Труды метрологических институтов СССР вып. 107 () 67), ВНИ)И им. Д.И. Менделеева, Изд-во с тандартов, М-Л,, )969, с. ?8„ (54 ) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЗАТУХАНИЯ

ВОЛНОВОДНОГО ЧЕТЫРЕХПОЛ)0СНИКА (57) Изобретение относится к радио,.SU „„1552128 А 1

2 измерительной технике. Дель изобретения — повышение точности измерения.

Устройство для реализации способа содержит генератор 1, индикатор 2 мощности, измеряемый волноводный че" тырехполюсник 3 СВЧ-сигнала, источник 4 мощности, переменный фазовращатель 5 и блок отсчета 6. Данный способ позволяет проводить измерение при значительном рассогласовании генератора 1 и индикатора 2, при этом погрешность рассогласования практически полностью исключена, Для это" го фазы комплексных коэф. отражения изменяют дискретно на величину не более Ф/40 каждый одновременно.

При этом общее приращение каждой фазы составляет 2 » при включенном четырехполюснике 3 и a - при его отсутствии. Затухание вычисляется по заданной ф-ле. 1 ил.

1552128

М(ч ) =, К е и у (2) M(q)e Тd((1 где Kn = 27

2в

О (3) (4) и

КаКо, K K К вЂ” be — ае ) 50 где P

Ь =Гю Б<, + 12о Б .

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может использоваться для измерения затухания волноводных четырехполюсников, Целью изобретения является повы5 шение точности измерения.

На чертеже представлена структур. ная электрическая схема устройства, реалиэуннщего способ измерения волноводного четырехполюсника.

Устройство содержит генератор 1, индикатор 2 мощности и измеряемый ( четырехполюсник 3.

В состав генератора 1 входят источник 4 мощности и переменный фа-!, зов раща тель 5.

В состав индикатора 2 также вхо дят переменный фазовращатель 5 и .блок 6 отсчета. ( (Способ измерения затухания волноводного четырехполюсника реализует1 с я следующим образом, Между выходом генератора 1 с комплексным коэффициентом отражения выхода Г, и входом индикатор а 2 с комплексным коэффициентом отражения входа Г включен измеряемый волно2 водный четырехполюсник 3 с комплексными коэффициентами отражения от вхо- 30 дОВ Б < 75 A и комплексным коэффици ентом передачи Б, При одинаковом изменении фаэ комплексных коэффициентов отражения Г< и Г, например с помощью переменных 35 ! . фазовращателей 5, эти величины можно представлять в виде (Ф 0 где Гю, о — исходные значения комплексных коэффициентов отражения; — приращение фаэ.

При неизменной мощности генерато- 45 ра I показание индикатора 2 М() раано — коэффициент пропорциональности, зависящий от мощности генератора 1 и чувствительности индикатора 2, 2 а — 1i„ l 0 (",щ S ö Б ы )

Будучи периодической функцией q (период 2II ), функция N(q) может быть представлена рядом Фурье в комплексной форме

Для комплексных коэффициентов Фурье вычисления по формулам (3) и (1) дают

К, = Р)Б„(1 — )a)

) — 1а

К = bK + вК, п)О (5)

Ф

К =. К

-n h

Здесь и в дальнейшем звездочка означает изменение знака мнимой части комплексного числа.

Соотношение (5), взятое при и = l и n = 2, дает систему двух уравнений

КоКi

К,К „- К (6)

Это позволяет записать (4) в виде где правая часть после подстановки (6) (соответствующие выражения не приводятся ввиду громоздкости) вся выражается через К, К+< и К .

Если четырехполюсник удалить иэ тракта, т.е. при Б, = 1, Б, = Б

О, Ь = О, амплитуды нечетных гармоник в разложении (2) будут равны нулю (период M(y) равен и ), а вместо (7 ) получим

P = К,(1 — )я. 1 ), (s) I

К где а

К„= — J М() е dq. (9) Штрих означает, что отмеченная им величина относится к опыту без четырехполюсника

Из (7) и (8) следует выражение для затухания полноводного четырехполюсника

В частном случае, когда четырехполюсник согласован (H „(= H = О, b = О), формула (10) упрощается

К. (1 1а i ) о

Измерение затухания нолноводного четырехполюсника осуществляют следующим об ра з ом . 15

Соединяют последоЪательно генератор I испытуемый нолноводный четырехполюсник 3 и индикатор ?, фиксируют показание индикатора ? М(0):

Фазы комплексных коэффициентов гене- 20 ратора 1 изменяют на величину каждая и Аиксируют показание индикатора 2 М(Е,), Пополнительно изменив фазы на величину Д,фиксирунгг по- казание индикатора 2 М(Д, +6 ) . .25

Процесс продолжается до тех пор, пока общее приращение каждой фазы не составит 7«. Этому изменению соответствует показание М(?«). Результатом является зависимость показа- 30 ния индикатора 2 от приращения фаз, Испытуемый н олнонодный че тырехполюсник 3 удаляют из измерительной установки,а генератор 1 соединяют с индикатором 2,0писаннь(е выше действия повторяются до тех пор, пока общее прира- щение каждой из фаз не составит я . Результатом янляе (сн зависимость М(Ч(), (Зависимости М(()) и M(y) используются для приближенного вычисления. 40 коэффициентов Фурье по формулам (3) и (9) численными методами. Погрешность,. допускаемая при этом, тем меньше, чем меньше элементарные интервалы 6(, Ь .... на которые 45 разбивается общий интервал изменения равный 2 «при наличии четырехполюс ника и ((— отсутствие. Численные оценки показывают, что если длина элементарных интервалов не превос- 50 ходит « /40 и, следовательно, общий интервал изменения разбивается не менее чем на 80 частей н первом слу-. чае и 40 частей во втором, допускаемая погрешность будет заведомо меньше инструментальных погрешностей измерения. Увеличение числа интерва лов нецелесообразно из-за увеличения времени измерения. (1O)

Технико-экономическое преимущество способа измерения затухания волнон одного четырехполюсника состоит н том, что он позволяет проводить измерение при значительном рассогласовании генератора 1 и индикатора 2, при этом погрешность рассогласования

I практически полностью исключена.

Способ измерения затухания волноводного четырехполюсника легко авто матизируется на базе современных средств автоматики и вычислительной техники. Процесс сводится, например, к обработке на ЗВИ непрерывной зависимости сигнала на выходе квадратичного детектора от перемещения подвижного элемента фазовращателя. Линейная зависимость электрической длинь( фазовращателя от перемещения подвижного элемента предельно упрощает задачу.

Формула изобретения

Способ измерения затухания волноводного четырехполюсника, заключающийся в подаче на измеряемый волноводный четырехполюсник СВЧ-сигнала от генератора, измерении мощности этого СВЧ-сигнала с помощью индикатора, изменении на одинаковую величину фазы комплексных коэффициентов отражения генератора и инцикатора, и измерении мощности СВЧ-сигнала, повторении этих операций без волнонодного четырехполюсннка, проведении вычислений затухания, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью понишеHHR точности измерения, фазы комплексных коэффициентов отражения изменяют дискретно на величину не более н /40 каждый одновременно, причем общее приращение каждой фазы составляет при включенном волноводном четырехполюснике 2«, а при его отсутствии а затухание вычисляют по формуле

Ко(1 -la 1 )

Ib + baal%

К (1 — 1а)

1-1а1

К (— К К(( где а = — - — — — у

Kî (Кд. а =-(— у

Ко

1 5521 28

Ф

К„= j И() е dc, «2" М() е- "" Дд, Составитель М, Кролин

Редактор В. Бугренкова Техред А.Кравчук Корректор М, Иаксимишинец

Заказ 328 Тираж 549 Поди ис но е

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Гагарина,101

Ь 1

Ко

Ь вЂ” комплексное число, сопряженное с Ь, коэффициенты Фурье К, К><, К, и К,, К вычисляют по формулам

2. е где М(ф) — зависимость показания индикатора от приращения фаз при нали-! чии четырехполюсника, à N (Я) — в отсутствии четырехполюсника.