Устройство контроля проходящей мощности

 

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в радиоизмерительных и других устройствах контроля проходящей СВЧ мощности. Цель изобретения - расширение диапазона рабочих частот. Устройство содержит два направленных ответвителя на связанных полосковых линиях, причем генератор и полезная нагрузка присоединены к первому направленному ответвителю, а индикатор - к второму направленному ответвителю, выполняющему функции фазокорректирующей цепи.

сО)03 coAI:тских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sI)s G 01 R 21/01

ГОСУДАРСТОЕ)IHblA КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4732601/09 (22) 22.08,89 (46) 07.09.92. Бюл. N 33 (71) Конструкторское бюро Севастопольского завода им. ВД, Калмыкова (72) IO.А. Кобылянский и А.В. Цыганков (56) Авторское свидетельство СССР

М 1053194, кл, Н 01 P 5/18, 1983.

Техника средств связи, сер. "Радиоизмерительная техника". вып. 6, 1983, с. 6-9, (54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ПРОХОДЯЩЕЙ МОЩНОСТИ

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в радиоизмерительных и других устройствах контроля проходящей СВЧ мощности.

Известен направленный ответвитель, содержащий основную и вспомогательную линии, коммутационные диоды.

Недостатком устройства является необходимость переключения в процессе работы коммутационных диодов.

Известен также направленный ответвитель, содержащий параллельно расположенные основную и вспомогательную линии, электромагнитно связанные между собой, по краям области связи которых введены отрезки линий передачи, нагруженные с противоположных от области связи концов на реактивные нагрузки.

Данное устройство технически трудно реализуемо, т.к. при сильной связи между основной и вспомогательной линиями зазор получается достаточно малым, что не позволяет вносить в него какие-либо дополнительные отрезки линий передачи, „„5U „„1 760468 А1 (57) Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в радиоизмерительных и других устройствах контроля проходящей СВЧ мощности. Цель изобретения — расширение диапазона рабочих частот, Устройство содержит два направленных ответвителя на связанных полосковых линиях, причем генератор и полезная нагрузка присоединены к первому направленному ответвителю, а индикатор — к второму направленному ответвителю, выполняющему функции фазокорректирующей цепи.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является выбранное в качестве прототипа техническое решение. содержащее основную и вспомогательную линии, электромагнитно связанные между собой, с подключенным ко входу вспомогательной линии реактивным четырехполюсником (в частном случае— конденсатором). Работа устройства основана на том, что СВЧ мощность, наведенная во вспомогательной линии, поступает на вход реактивного четырехполюсника. Часть этой СВЧ мощности отражается от входа реактивного четырехполюсника, а осталь-. ная часть проходит на выход устройства. где ее уровень регистрируется (3), Недостатком данного технического решения является следующее. Для расширения диапазона рабочих частот при заданной неравномерности уровня СВЧ мощности на выходе устройства, необходимо применять реактивный четырехполюсник, отражающий от своего входа (95...99), падающей на него СВЧ мощности, что приводит, во-первых, к ослаблению СВЧ мощности на выходе

1760468 устройства (45...50) дБ и во-вторых, вносит рассогласование в основной линии, особо заметное при сильной связи между основной и вспомогательной линиями.

Цель изобретения — расширение диапазона рабочих частот при снижении потерь

СВЧ сигнала в цепях коррекции частотной характеристики.

Поставленная цель достигается тем; что устройство контроля проходящей СВЧ мощности. содержащее первый направленный ответвитель на связанных полосковых линиях, вход первой полосковой линии которого является входом для присоединения гекератора, выход — выходом для подсоединения полезной нагрузки, а к выходу второй полосковой линии подсаединена первая согласованная нагрузка, снабжено дополнительным направленным ответвителем на сильно связанных четвертьволновых полосковых линиях, вход первой четвертьволновой линии которого соединен со входом второй полосковой линии второго соединен со входом второй полосковой линии первого направленного ответвителя, выход — является выходом для подсоединения измерителя (индикатора) СВЧ мощности, а ко входу и выходу второй четвертьволновой линии подключены введенные вторая и третья согласованные нагрузки, Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается наличием новых узлов: дополнительного направленного ответвителя и со. гласованных нагрузок, Т.о., заявляемое устройство соответствует критерию изобретения "Новизна".

Введение дополнительнага направленного ответвителя в указанной связи с остальными элементами схемы в заявляемое устройство контроля проходящей СВЧ мощности обусловило проявление вышеуказанным устройством новых свойств, чта при приводит к значительному снижению потерь СВЧ мощности в цепях коррекции частотной характеристики устройства и существенному расширению диапазона рабочих частот при заданной неравномерности уровня СВЧ мощности. поступающей на вход измерителя СВЧ мощности. Это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию изобретения

"существенные отличия".

На фиг. 1 представлена электрическая схема заявляемого устройства контроля проходящей СВЧ мощности. . На фиг. 2 приведены частотные характеристики переходнагэ ослабления направленного ответвителя (кривая 1); рабочего .затухания дополнительного направленного

40 отношением Рз = Knot х Крз4 х P1 = Ky x Р1.

Мощность Р4, отраженная от нагрузки

11 в сторону генератора 10, наводит в линии

3 направленного.ответвителя 1 мощность

45 Рь, которая поглощается в согласованной нагрузке 7, подключенной к развязанному выходу 15 направленного ответвителя 1, и не попадает на выход 12 направленного ответвителя 1, а, следовательно, и в измери50. тель СВЧ мощности 14.

Т.о., мощность на входе измерителя

СВЧ мощности 14 пропорциональна только мощности Р1, проходящей от генератора 10 к нагрузке 11, а ее частотная зависимость

55 определяется частотной зависимостью переходного ослабления заявляемого устройства в целом Ky (e дБ):

Ку (дБ) = 10 х Ig Ky = 10 х tg K<»> + 10 х ig»

l0

30 ответвителя (кривая 2) и результирующая характеристика (кривая 3), формируемая эаявляемым устройствам.

Устройства контроля проходящей СВЧ мощности (фиг. 1) содержит первый направленный ответвитель 1, образованный связанными полосковыми линиями 2 и 3, дополнительный направленный ответвитель 4, образованный связанными четвертьволновыми полосковыми линиями 5 и 6, и согласованные нагрузки 7, 8, 9, подключенные к выходам направленных ответвителей

1 и 4, Устройство контроля проходящей

СВЧ мощности включается последовательно в тракт между генератором СВЧ мощности 10 и нагрузкой 11.

Устройство работает следующим образам, При прохождении СВЧ мощности P> no линии 2 направленного ответвителя 1,в направлении от генератора 10 к нагрузке 11, часть этой мощности Р2, определяемая величиной переходного ослабления К„"„ направленного ответвителя 1, ответвляется в линию 3 направленного ответвителя 1, с выхода 12 которого поступает на согласованный вход 13 направленного атветвителя 4.

Мощность Рз, прошедшая от входа 13 направленного ответвителя 4 по линии 5, поступает для контроля в измеритель СВЧ мощности (согласованную нагрузку) 14, где ее уровень может быть проконтролираван (или измерен) известными способами (детектирование, калариметрические измерение мощности и т.п.).

Уровень мощности Рз в нагрузке 14 определяется уровнем мощности Р2 и рабочим затуханием СВЧ мощности Крз4 в направленном атветвителе 4. Т,о„мощность Рз, поступающая на измеритель СВЧ мощности (нагрузка 14), определяется следующим со» Крз4 = Кпо) (ДБ) + Крэ4 (ДБ).

1760468

Коррекция частотной характеристики мощности, поступающей на вход измерителя СВЧ мощности 14, достигается подключением согласованного многополюсника (дополнительного направленного ответви- 5 теля 4), имеющего характер изменения частотной характеристики (кривая 2 на фиг. 2) обратный характеру изменения частотной характеристики основного направлен ного ответвителя 1 (кривая 1 на фиг. 2) в доста- 10 точно широкой полосе частот.

Частотные характеристики Кпо1 Крз4 w

Ку приведены на фиг, 2 (кривые 1, 2, 3 соответственно). Кривая 1 на фиг. 2 совпадае1 с частотной характеристикой отдельно взято- 15 го направленного ответвителя на связанных полосковых линиях (применяемого в аналогах и в прототипе). Из фиг. 2 видно, что неравномерность частотной характеристики Ку (кривая 3) значительно меньше, чем 20

Кпо1(кривая 1) в полосе частот от Г до F,,,,а при заданной неравномерности частотной характеристики полоса рабочих частот заявляемого устройства (кривая 3) значительно шире, чем у отдельно взятого направленно- 25 го ответвителя на связанных полосковых линиях (кривая 1). Кроме того, уровень мощности Рз, как видно из рисунка фиг. 2, в основном, определяется величиной Кпо1 и незначительно зависит от Kpg4 направлен- 30 ного ответвителя 4, выполняющего в данйом случае функции согласованной (неотража1ощей) частотно-корректирующей цепи. Применение согласованного дополнительного направленного ответвителя по- 35 зволяет достичь минимальных потерь мощности, ответвляемой в линию 3 основного направленного ответвителя 1 и поступающей на вход измерителя СВЧ мощности

14, что является существенным преимуще- 40 ством заявляемого устройства и не может быть достигнуто в случае применения реактивного четырехполюсника, как в случае прототипа. р

Т.к. входное сопротивление направленного ответвителя 4 со стороны вывода 13 согласовано с выходом направленного ответвителя 1(вывод 12) во всем диапазоне частот, то подключение направленного ответвителя 4 не вызывает рассогласования в линии 2 при любой величине связи Кпв направленного ответвителя 1, Экспериментальные исследования заявляемого устройства для контроля проходящей СВЧ мощности показали, что по сравнению с устройством анаологичного назначения (прототип) заявляемое устройство обеспечивает значительное (почти в 2 раза) расширение полосы рабочих частот при заданной неравномерности мощности (доли дБ при FD/Гн = 2). Потери СВЧ мощности в направленном ответвителе 4 HQ превышают (4.„6) дБ, что существенно превосходит характеристики, полученные у прототипа.

Формула изобретения устройство контроля проходящей мощности, содержащее первый направленный ответвитель на связанных полосковых линиях, вход первой полосковой линии которого является входом для подсоединения генератора, выход — выходом для подсоединения полезной нагрузки, а к выходу второй полосковой линии подсоединена первая согласованная нагрузка, а также индикатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона рабочих частот, введен второй направленный ответвитель на сильно связанных четвертьволновых линиях, вход первой четвертьволновой линии которого соединен с входом 0TopoA полосковой линии первого направленного ответвителя, выход является выходом для подсоединения индикатора, а к входу и выходу второй четвертьволновой линии подключены введенные вторая и третья согласованные нагрузки.

1760468

Составитель Е.Коновалов

Редактор Н.Купрякова Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор О.Густи

Заказ 3184 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