Способ определения модуля и фазы комплексного коэффициента отражения двухполюсника
Изобретение относится к радиоизмерительной технике СВЧ и может использоваться для измерения комплексного коэффициента отражения двухполюсников . Цель изобретения - повышение точности . Цель достигается путем возвратно-поступательного перемещения неоднородности вдоль отрезка волновода с подсоединенным к нему исследуемым двухполюсником, измерения спектральных составляющих отраженного сигнала и вычисления по ним искомого параметра. 1 ил.
союз советских
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 R 27/06
НОЕ ПАТЕНТНОЕ
CCP
CP) т зз т т "1
АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ роительДУЛЯ И
ИЦИЕН. тел
Недостатком известного способа являетс высокая погрешность измерения, обуслов енная непостоянством возмущающего воз ействия вращающейся неоднородности на поле прямолинейного отрезка волновод
Целью изобретения является повышение точности измерений.
I
1. ! ни де ко ос ни во ис от зо
В. ни
КОМУ СВИДЕТЕЛ ЬСТВУ
Изобретение относится к радиоизмериной технике.
Наиболее близким техническим решем к изобретению является способ опреения модуля и фазы комплексного фициента отражения двухполюсника, ванный на периодическом перемещенеоднородности вдоль отрезка волноа с подсоединенным к его выходу едуемым двухполюсником, измерении женного сигнала и вычислении, реалинный в работе устройства (см.Стариков
Методы измерения на СВЧ с применем измерительных линий. M.: Сов.радио,, с. 124), „„5Ц „„1 793391 A1 (57) Изобретение относится к радиоизмерительной технике СВЧ и может использоваться для измерения комплексного коэффициента отражения двухполюсников. Цель изобретения — повышение точности, Цель достигается путем возвратно-поступательного перемещения неоднородности вдоль отрезка волновода с подсоединенным к нему исследуемым двухполюсником, измерения спектральных составляющих отраженного сигнала и вычисления по ним искомого параметра. 1 ил.
Поставленная цель достигается тем, что неоднородность перемещают возвратнопоступательно вдоль оси прямолинейного отрезка волновода, измеряют спектральные составляющие отраженного сигнала, а модуль и фазу комплексного коэффициента отражения определяют по формулам
Гй.+2311 Ро (zm) Гн (311(м — 1) + м +
+2M51Ро(г„)) =O, 4Х
sin -у-2н
+ =arcsin (— -"" — - — Zq — Л, 1 91
Г, 91 9о гдеМ= 4о
Способ может быть реализован в работе устройства, структурная электрическая схема которого приведена на чертеже. Устройство содержит последовательно соединенные генератор 1, направленный ответвитель 2 и отрезок волновода 3, связанный с полем волновода 3 зонд 4, закрвп1793391 ленный на диафрагме источника 5 виброколебаний, присоединенные к выходу отраженной вблны ответвителя 2 последовательно соединенные детектор 6, усилитель 7 постоянного тока и первый индикатор 8, присоединенные к выходу детектора 6 последовательно соединенные фильтр 9, пиковый детектор 10 и второй индикатор 11; а также последовательно соединенные первый усилитель-ограничитель
12, сумматор 13 и индикатор 14 знака, при этом управляющий вход источника 5 виброколебаний через второй усилитель-ограничитель 15 соединен с вторым входом сумматора 13.
Способ реализуется следующим образом.
Сигнал от генератора 1 через направленный ответвитель 2 попадает в волновод
3 и претерпевает отражения от плоскостей подключения исследуемого элемента и подвижного зонда 4, совершающего под воздействием источника виброколебаний 5 кваэигармонические перемещения относительно продольной оси волновода 2(t) = Ен+ асов Qt, где Ен — расстояние между исследуемым элементом и зондом 4 при Zm = 0;
Z u Q — амплитуда и частота источника 5 виброколебаний,, Сигнал на выходе детектора 6 с учетом квадратичности era характеристики и слабого возмущающего воздействия зонда 4 на поле волновода 3 имеет вид
Ug = k (S)1 + Г2н + 2 S11Fo (- — Zm ) Гн +
+4 S11 Гн g F2n-1 (— .2ггг }
4ж
n=.1
sin (Ун-Ж вЂ” Ен }sin (2 и - 1 }
4а
Qt+ Р2л { Zm) cos {+ — ) cos 2 n Qt. (д где 311 - модуль коэффициента отражения зонда 4;
k — коэффициент, учитывающий переходное ослабление ответвителя 2 и коэффициент передачи детектора 6;
Гн = Гне . . " — комплексный коэффициент . отражения исследуемого элемента;
Fn — функции Бесселя первого рода;
Яо — длина волны в волноводе 3.
До начала измерений проводится калибровка измерителя, 1. При подключении короткозамыкателя с коэффициентом отражения Гка = 1е к выходу вол новода 3 определяются по первому 8 и второму 11 индикаторам сигналы
Ugo = k (81 + 1 + 2 S11 о (— - — Ъгг ) ) (2)
Ug11 = 4 k S11 F1 (— ; — Zm ) Sin (д —,— ) . (3)
1 .4к 4л и определяется модуль коэффициента отражения зонда 4 из уравнения
S)1+2 1 „Ро(- Zm)511+ „„О,(5) где N = Оэ,." U s..
Затем к выходу волновода 3 подсоединяется исследуемый элемент с комплексным коэффициентом отражения Гн. и по индикаторам 8 и 11 определяются соответствующие сигналы ..
30 13 о = 1 (Я1 + Гн + 2 Э11 Гн Fo (Zm ) 1 (5)
2 47С
1.1Э1 =4k $11 Гн F1(Zm)s1n (- — Ен +фн), (7)
1 4Х 4Я а модуль и фаза комплексного коэффициен35 та отражения исследуемого элемента определяются из выражений
Г2н + 2 Зн Fo (- — Zm ) Гн (д1 (М вЂ” 1 ) + М +
+ 2МЯ11 Fo (2m ) ) = о, (8)
4Х
sin -у — Ен фн =агсз1о (Д1.
Гн
- — гн — Л,(9) 45 где М = .
Ugo
По сравнению с известным предлагае50 мый способ позволяет повысить точность определения модуля и фазы комплексного. коэффициента отражения.
2. При подключении нагрузки с модулем коэффициента отражения 0 < Г2 < 1 по первому индикатору 8 измеряется сигнал
15,<1
Оцо =k($31+ Гн +2 Г2 S11Fo (— - ггг)) (4)
4к
1793391
4Л
+ =arcsin (-1 — Ен — Л, uk rH
Составитель А.Кондрашихин
Техред М.Моргентал Корректор О.Кравцова
Ре актор С.Кулакова
Заказ 503 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
t. 113035, Москва; Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
Формула изобретения
Способ определения модуля и фазы ко иплексного коэффициента отражения дв хполюсника, основанный на периодическ м перемещении неоднородности вдоль от езка волновода с присоединенным к его вьходу исследуемым двухполюсником, изм рении отраженного сигнала и вычислен и, отличающийся тем, что, с целью и вышения точности, неоднородность пере ещают возвратно-поступательно вдоль ос прямолинейного отрезка волновода, изм ряют спектральные составляющие отраж нного сигнала, а модуль Г и фазу р омплексного коэффициента отражения (К О) определяют по формуле г, +2Я11с,(г„)г, -(s31(м — 1)+Ivl+
2 4Л . + 2Мяи со (4 г у ) ) =о где М=
1- 0о
Ugo
$11 — модуль ККО неоднородности;
Fo — функция Бесселя первого рода; — длина волны в отрезке волновода;
Z< — расстояние между исследуемым двухполюсником и неоднородностью;
Zm — амплитуда перемещения неоднородности, Ugo, Ug1 — спектРальные составлЯющие отраженного сигнала йри подключении короткозамыкателя вместо исследуемого двухполюсника;
Ug1 — спектральная составляющая отраженного сигнала при подключении исследуемого двухполюсника.
