Измеритель комплексного коэффициента отражения

 

Изобретение относится к технике измерений на СВЧ и может использоваться для измерения полных сопротивлений СВЧ- двухполюсников. Цель изобретения - повышение точности. Измеритель содержит отрезок 2 линии передачи с продольной щелью, в которую введены два зонда 4 и 5, соединенные с фазометром 7. Зонды 4, 5 установлены на подвижной каретке. Цель изобретения достигается благодаря наличию второго зонда 5, расположенного от зонда 4 на расстоянии, равном четверти длины волны в отрезке 2. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s»s G 01 R 27/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (-; 0;!

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1Р1 =$1 BICIQ фц =Я!г — arctg

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4801942/09 (22) 15.03.90 (46) 15.04.92. Бюл. ¹ 14 (71) Севастопольский приборостроительный институт (72) Ю,Б.Гимпилевич (53) 621.317.343 (088.8) (56) Стариков В.Д. Методы измерения на

СВЧ с применением измерительных линий.

M„1972.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1633367, кл. G 01 R 27/06, 1988. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ КОМПЛЕКСНОГО КОЭФФИЦИЕНТА ОТРАЖЕНИЯ

Изобретение относится к технике измерений на сверхвысоких частотах и может быть использовано для измерения комплексного коэффициента отражения СВЧ-устройств различного целевого назначения.

Цель изобретения — повышение точности и упрощение конструкции.

На чертеже представлена структурная схема измерителя комплексного коэффициента отражения.

Измеритель комплексного коэффициента отражения содержит СВЧ-генератор 1, отрезок линии передачи 2 с продольной щелью, измеряемый двухполюсник 3, зонды

4, 5, подвижную каретку 6, фазометр 7.

Измеритель комплексного коэффициента отражения работает следующим образом.

Гармонический сигнал определенной частоты от СВЧ-генератора 1 через отрезок

„„SU ÄÄ 1727088А1 (57) Изобретение относится к технике измерений на СВЧ и может использоваться для измерения полных сопротивлений СВЧдвухполюсников, Цель изобретения — повышение точности. Измеритель содержит отрезок 2 линии передачи с продольной щелью, в которую введены два зонда 4 и 5, соединенные с фазометром 7. Зонды 4, 5 установлены на подвижной каретке. Цель изобретения достигается благодаря наличию второго зонда 5, расположенного от зонда 4 на расстоянии, равном четверти длины волны в отрезке 2. 1 ил. линии передачи 2 с продольной щелью поступает на измеряемый двухполюсник 3.

При этом в линии передачи формируется режим смешанных волн. Ненаправленные зонды 4 и 5, введенные в продольную щель отрезка линии передачи 2, осуществляют ответвление сигналов. Начальные фазы сигналов, ответвляемых зондами 4, 5, определяются в следующем виде: (2) rae l Г lp — модуль и фаза комплексного коэффициента отражения двухполюсника 3;

1727088 (8) sin X«=0.

Решение этого уравнения дает

X«â€” = K x (9) 10 где К = О, 1, 2 ... — порядковый номер нуля.

Определим экстремумы Лф (X). Для этого продифференцируем(7) по X и приравняем производную к нулю, что приводит к уравнению

2 1Г Icos Xn = О.

Я = Pl < — — + arctg л

2 (10) (3) Решение этого уравнения при I Г О. дает

Xn =.— +Лп

2 (4) где и = О, 1, 2 „, — номер экстремума.

25 Легко убедиться в том, что максимумы и минимумы функции (7) будут чередоваться.

Подставляя (11) в(7), определим экстремальные значения фазового сдвига

Я = — + агсщ г

1 — 1ГI

+ arctg (12) Постоянную составляющую 7г /2 фазового сдвига (5), которая не несет информа- 3 ции об измеряемых параметрах, можно исключить, При подключении к отрезку линии передачи 2 согласованной нагрузки (I ГI = 0) показания фазометра 7 в соответствии с (5) будут равны Лфо = л/2 . Путем

40 введения компенсирующего сдвига фаз в опорный канал можно добиться нулевого показания фазометра 7, Введем новую переменную Х (13) (6) X=2Pit- р. д 2 Г (14) 1 — I i I

50 Путем преобразования можно получить квадратное уравнение

Таким образом показания фазометра 7 5 при перемещении каретки 6 (изменение Х) будут изменяться по периодическому закону с периодом, равным 23 Проанализируем зависимость фазового сдвига от аргумента

Х, Определим сначала нули функции. Для

lq, lz — расстояния зондов 4, 5 от плоскости подключения двухполюсника 3 к отрезку линии передачи 2 соответственно;

P = 2тг /iL — волновое число;

il — длина волны в линии передачи.

Перед проведением измерений расстояние между зондами 4 и 5 устанавливается равным А /4, что достигается путем перемещения зонда 5 по подвижной каретке 6 первого зонда 4. В этом случае !г = I< — А /4.

Подставляя это значение в формулу (2) и учитывая, чтоP= 2л /А, получим

Сигналы с зондов 4 и 5 подаются на входы фазометра 7. Показания фазометра 7 равны

Подставляя (1) и (3) в (4), получим, что

С учетом этого формула (5) после преобразований перепишется в следующем виде; у (X) „g 2 1 Г! $ " х"

1 — 1ГI этого приравняем (7) к нулю, что приводит к уравнению гдето ф — максимум;

Л ф †миним, Таким образом, максимумы и минимумы фазового сдвига равны по абсолютной величине и отличаются только знаками.

Обозначим абсолютную величину экстремумов через Лф„х .

1Г I + —— — — 1Г1 — 1 = 0 115) Решение этого уравнения с учетом того, что I Г! < 1 имеет вид

1727088

1Г =тц (16) 20 причем знак (+) в формуле берут, если сдвиг нуля фазового сдвига происходит в сторону

50

Составитель Ю.Гимпилевич

Редактор В.Фельдман Техред М.Моргентал Корректор M.Êó÷åðÿâàÿ

Заказ 1277 Тираж 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

Оператор, перемещая подвижную ка- 5 ретку 6, добивается максимальных показаний фазометра 7; считывает эти показания и по формуле(16), рассчитывает модуль комплексного коэффициента отражения измеряемого двухполюсника 3. 10

По положению нулей фазового сдвига (9) определяем фазу коэффициента отражения, используя калибровку по образцовому короткозамыкателю. Процедура определения фазы такая же, как и в прототипе. Фор-- 15 мула для определения фазы коэффициента отражения имеет следующий вид: двухполюсника 3, а знак (-) — если в сторону

СВЧ-генератора 1.

Измеритель комплексного коэффициента отражения позволяет повысить точность и упростить конструкцию, Благодаря высокой точности измеритель может широко применяться для настройки элементов

СВЧ-тракта радиотехнических систем.

Формула изобретения

Измеритель. комплексного коэффициента отражения, содержащий отрезок линии передачи с продольной щелью, в которой расположен первый зонд, установленный на подвижной каретке, второй зонд и фазометр, входы которого соединены с выходами первого и второго зондов соответственно, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения конструкции, второй зонд установлен на подвижной каретке первого зонда, на расстоянии А ь/4, где it b — длина волны в отрезке линии передачи, при этом второй зонд установлен в продольной щели.