Устройство для измерения коэффициента отражения свч- элемента

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - расширение частотного диапазона. Для этого устройство содержит СВЧ-генератор 1, измерительный СВЧ-тракт 2 с тремя зондами 3, 4 и 5 и фазовращателем 6, СВЧ-элемент 7, детекторы 8, 9 и 15, СВЧ-сумматор 10, фазовращатель 11, блок 12 управления, суммирующий и вычитающий блоки 13 и 14, АЦП 16, вычислитель 17 и цифровой индикатор 18. Данное выполнение устройства обеспечивает вычисление модуля и фазы коэффициента отражения СВЧ-элемента 7. Устройство по п. 2 ф-лы отличается выполнением блока 12 управления. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s()s G 01 R 27/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4626016/09 (22) 26,12.88 (46) 15,07,91. Бюл. N. 26 (71) Киевский институт инженеров авиации и(4. 60-летия СССР (72) Л.Я.Ильницкий, С.В.Даниленко (SU) и

Нгина Барнабе (CG) (53) 621.317.041(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1133564, кл. G 01 R 27/06, 1983:

Авторское свидетельство СССР

¹ 1370609, кл. G 01 R 27/04, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ОТРАЖЕНИЯ СВЧ-ЭЛЕМЕНТА

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения комплексного коэффициента отражения двухполюсников СВЧ, Цель изобретения — расширение частотного диапазона.

На фиr.1 представлена структурная электрическая схема устройства для измерения коэффициента отражения СВЧ-элемента; на фиг,2 — структурная электрическая схема блока управления.

Устройство для измерения коэффициента отражения СВЧ-элемента содержит СВЧгенератор 1, измерительный СВЧ-тракт 2 с тремя зондами 3, 4, 5 и первым фазовращателем 6, СВЧ-элемент 7, первый и второй детекторы 8, 9, СВЧ-сумматор 10, второй фазовращатель 11, блок 12 управления, суммирующий блок 13, вычитающий блок 14, третий детектор 15, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 16, вычислитель 17 и цифровой индикатор 18, „„ Ы„„1663577 А1 (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения — расширение частотного диапазона. Для этого устройство содержит СВЧ-генератор 1, измерительный СВЧ-тракт 2 с тремя зондами

3, 4 и 5 и фазовращателем 6, СВЧ-элемент

7, детекторы 8, 9 и 15, СВЧ-сумматор 10, фазовращатель 11, блок 12 управления, суммирующий и вычитающий блоки 13 и 14, АЦП 16, вычислитель 17 и цифровой индикатор 18. Данное выполнение устройства обеспечивает вычисление модуля и фазы коэффициента отражения СВЧ-элемента 7. Устройство по п.2 ф-лы отличается выполнением блока 12 управления. 1 з.п. ф-лы, 2 ил, Блок 12 управления содержит СВЧ-сумматор 19, детектор 20, первый и второй компараторы 21, 22, первый и второй блоки И

23, 24, генератор 25 импульсов, реверсивный двоичный счетчик 25, функциональный преобразователь 27, цифроаналоговый пре- Q образователь (ЦАП) 28 и буферный усили- g тель 29.

Устройство для измерения коэффициента отражения СВЧ-элемента работает следующим образом. 4

При распространении СВЧ-энергии по измерительному СВЧ-тракту 2 с зондов 4 и

3 снимаются следующие напряжения: ((-0 Е (","(гв (" и 1. вам 4=(0 е (-ге- .,н= и - е т . где Un — амплитуда падающей волны;

P — постоянная распространения; г — расстояние от СВЧ-элемента 7 до зонда 4; г, po — модуль и фаза коэффициента отражения СВЧ-элемента 7.

1663577

Обозначив ф = 2 à — p< и учитывая, что 8 "= cos 7P — isin ф, получим

Ц,- U„e (f< ircos(p-iÃ5 ny j, Ug= 0„e "(<-rcosgt/&iB у) ...

Вторым фазоврэщателем 11 напряжение 02 сдвигается на 90 и на его выходе снимается следующее напряжение:

Ц = Ц „е (" (1- Г сов Ч Г s × ) °

Напряжения 0< и 0з поступают на СВЧсумматор 10, на выходе которого получается следующее напряжение.

U4= U1+ U3=2 0пб которое детектируется третьим детектором

15, работающим в квадратичном режиме.

Выходное напряжение этого детектора имеет вид

05 = 40., Напряжения 01 и 02 могут быть представлены в следующем виде; ц,«0„в " (i> гсов(- гв «с (е,"""" С" « .II «* 4I «««

««ц e ((-гсов< гв A(pje1с .. "! . . «Р

«u„e "" е1 «r iercosq, Г5iTliii гбН3(/ где- осс 1 гсову " f -Гсов<

Эти напряжения поступают соответственно на второй 9 и первый 8 детекторы, также работающие в квадратичном режиме, и на их выходах получаются следующие напряжения:

us = Ll и (1 > " + 2 Г «» 4 ) )

u, = У „ (,+r -2rcas y), Эти напряжения поступают на суммирующий 13 и вычитающий 14 блоки, нэ Bblxoдах которых напряжения имеют вид

0З Од 0 ФЦп ГсОзсг>

Uq =Оe Uy -20 „(> Г 1.

Напряжения U5 05 u Ug преобразуются

АЦП 16 в цифровой код и поступают на вычислитель 17, рассчитывающий значения

Г и рв по следующим соотношениям: г1 0 — 1 ф = ЭГССОЯ

U5Ã фо =2Pr ф °

При этом значение А получено косвенным путем из значения напряжения, поступающего на первый 6 и второй 11 фазовращатели из блока 12, которое вводится через АЦП 16 и вычислитель 17.

Вычисленные значения Г и ро поступают на цифровой индикатор 18.

Блок 12 работает следующим образом.

С зондов 3. 5 снимаются следующие напряжения: (i, - 0„Е P" («« (2 t "- V.1)

<о-- и«е (, Г, 2 "- о1)

Эти напряжения поступают на входы

10 СВЧ-сумматора 19, на выходе которого получается следующее напряжение (при расстоянии между зондами 3 и 5, равном il/2):

u« u„e В" (< re Рг-Чо\

-Ге (В" 1 P

15 . Это напряжение детектируется детектором 20, выходное напряжение которого поступает на входы первого 21 и второго 22 компараторов. Если напряжение U>> отлично от нуля, что соответствует расстройке

20 расстояния между зондами 3 и 5 от il/2, например напряжение больше нуля, срабатывает первый компэратор 21 и через первый блок 23 от генератора 25 начнут поступать импульсы на суммирующий вход

25 реверсивного двоичного счетчика 26. Изменяющийся выходной код реверсивного двоичного счетчика 26 преобразуется функциональным преобразователем 27 (например, табличным способом в виде ПЗУ) и

30 поступает на ЦАП 28. Выходное напряже-. ние ЦАП 28, усиленное буферным усилителем 29, поступая на первый 6 и второй 11 фазовращатели, изменяет значение фазового сдвига, вносимого ими до тех пор, пока на

35 выходе СВЧ сумматора 19 напряжение не станет равным нулю, т.е. расстояние между зондами 3 и 5 не станет равным А/2, при этом первый компаратор 21 вернется в исходное состояние и запретит прохождение

40 импульсов от генератора 25 через первый блок 23 на реверсивный двоичный счетчик

26.

Аналогичным образом блок 12 работает, если выходное напряжение СВЧ-сумматора

45 19 станет меньше нуля. В этом случае срабатывает второй канал, состоящий из второго компаратора 22, второго блока 24 и вычитэющего входа реверсивного двоичного счетчика 26..

50 Использование устройства для измерения коэффициента отражения СВЧ-элемента обеспечивает высокую точность измерений в широком диапазоне частот и автоматизацию процесса измерений.

55 Формула изобретен ия

Устройстводля измерения коэффициента отражения СВЧ-элемента, содержащее последовательно соединенные СВЧ-генератор и измерительный СВЧ-тракт с распо3663577 ложенными в нем на расстоянии четверти длины волны друг от друга первым и вторым зондами, последовательно соединенные первый детектор, аналого-цифровой преобразователь, вычислитель и индикатор, а также второй и третий детекторы, причем выход измерительного СВЧ-тракта является выходом для подсоединения исследуемого СВЧ-элемента, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения частотного диапазона, в него введены третий зонд, расположенный в измерительном СВЧ-тракте на расстоянии четверти длины волны от второго зонда, первый фазовращатель, размещенный в измерительном СВЧ-тракте между первым и третьим зондами, второй фазовращатель, включенный между выходом второго зонда и первым входом введенного СВЧ-сумматора, второй вход которого соединен с выходом первого зонда, входом второго детектора и первым входом введенного блока управления, а выход — с входом третьего детектора, а также суммирующий и вычитаащий блоки, первые выходы которых соединены с выходом второго детектора, вторые входы — с выходом третьего детектора, а выходы — с вторым и третьим входами аналого-цифрового преобразователя. при этом выход первого зонда соединен с входом третьего детектора, выход третьего зонда — с вторым входом блока управления, первый выход блока управле5 ния — с управляющими входами первого и второго фазовращателей. а второй выход— с управляющим входом аналого-цифрового преобразователя.

2.устройство по п,1,отл ича ю щее30 с я тем, что блок управления содержит последовательно соединенные СВЧ-сумматор, детектор, первый компаратор, первый. блок И, реверсивный двоичный счетчик, функциональный преобразователь, цифроа15 налоговый преобразователь и буферный усилитель, последовательно соединенные второй компаратор и второй блок И, при этом вторые входы первого и второго блоков

И соединены с выходом генератора импуль20 сов, выход второго блока И соединен с вычитающим входом реверсивного двоичного счетчика, вторые входы первого и второго компараторов соединены с точкой нулевого потенциала, выход буферного усилителя яв25 ляется первым выходом, выход цифроанало гово го и рео бра зователя — вторым выходом, а входы СВЧ-сумматора — первым и вторым входами блока управления.

1663577

Фиг. 2

Составитель M. Кромин

Редактор Т. Клюкина Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор O. Кундрик

Заказ 2265 Тираж 414 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при.ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4(5 производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101