Способ определения характеристик фазометров и устройство для его осуществления

 

Изобретение может быть использовано в устройствах поверки высокочастотных фазометров . Цель изобретения - повышение точности и расширение диапазона измерения характеристик фазометра, Способ определения характеристик СВЧ-фазометров состоит в том, что генерируют сигнал, разветвляют его на два сигнала, изменяют фазовый сдвиг между разветвленными сигналами на известное значение одновременным изменением начальных разветвленных сигналов путем синхронного измерения их временных задержек, измеряют фазовый сдвиг между разветвленными сигналами фазометром с последующим определением фазовой характеристики фазометра по разности его положений и известного значения фазового сдвига. Устройство для измерения характеристик фазометров содержит генератор сигнала, разветвитель в виде излучающей антенны, фазозадающий блок в виде линий передачи на основе естественной или искусственной среды с двумя приемными антеннами и клеммами для подключения фазометра. 2 с,п.ф-лы, 4 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s<}s G 01 R 25/04

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОспАтент сссР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4794578/21 (22) 14.12.89 (46) 30.07.93. Бюл. М 28 (75) Л.Д. Огороднийчук и В.В. Сидорчук (56) Методика поверки электронных фазометров МИ-17-74-14. Издательство стандартов, 1975, с,9.

Фазометры и фазовращатели сверхвысокочастотные. Методы и средства поверки, ГОСТ 8,462-82-M. Издател ьство стандартов, 1982, с.4, (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ФАЗОМЕТРОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение может быть использовано в устройствах поверки высокочастотных фазометров, Цель изобретения — повышение точности и расширение диапазона измерения характеристик фазометра, Способ определения характеристик СВЧ-фазометров

Изобретение относится к радиотехнике, в частности для поверки высокочастотных фазометров, .

Цель изобретения — повышение точности и расширение частотного диапазона измерения характеристик фазометров.

На фиг.1 приведена схема устройства; на фиг,2 — 4 — диаграммы, иллюстрирующие работу устройства.

Устройство содержит генератор 1 сигнала, излучающую антенну 2, линии 3 и 4 передачи, приемные антенны 5 и 6 и фаэометр 7 с входом антенны 6. Генератор 1 соединен с входом излучающей антенны 2, которая через линии 3 и 4 передачи, образованные естественной или ис;усственной средой, передает сигналы на приемные ан Ы 1830490 А1 состоит в том, что генерируют сигнал, разветвляют его на два сигнала, изменяют фазовый сдвиг между разветвленными сигналами на известное значение одновременным изменением начальных разветво ленных сигналов путем синхронного измерения их временных задержек, измеряют фазовый сдвиг между разветвленными сигналами фазометром с последующим определением фазовой характеристики фазометра по разности его положений и известного значения фазового сдвига, Устройство для измерения характеристик фаэометров содержит генератор сигнала, разветвитель в виде излучающей антенны, фазозадающий блок в виде линий передачи на основе естественной или искусственной среды с двумя" tlpHемными антеннами и клеммами для подключения фазометра. 2 с,п.ф-Rbl. 4 ил., 1 табл, тенны 5 и 6, выходы которых соединены соответствующими входами фазометра 7.

На фиг.2.и 3 показаны точка расположе ния излучающей антенны 2, естественные или искусственные линии 3 и 4 передачи точки расположения приемных антенн 5 и 6 точка 7 — место расположения фазометра эквифазные линии 8 — 17.

На фиг.4 —.на координатной плоскости

XOY размещены точки В (хь, уь)„А (а, Ь) и С (с, с4), где Хь, Уь, а, Ь, с, б — координаты этих точек, В точке. Х размещена передающая антенна 2, в точках А и С вЂ” приемные антенны 5-й 6. Фаэометр 7 размещен в начале координат Хь-0, Уь-О. Отрезки ВА и ВС соответствуют линиям передачи 3 и 4.

1830490 до с =360 =360 о о о или от p„. = 360 — л — = - 180 (13) до р =360 — =180 («) о - 2 . о

Иэ этого следует, что для получения одного цикла изменения фазового сдвига необходимо обеспечить расстояние между антеннами 5 и 6, равное ). /2. В атом случае при перемещении передающей антенны 2 от приемной антенны 5 к антенне 6 Л будет принимать значения от - it /2 до Х/2.

Определим линию установки излучающей антенны 2 при выполнении измерений, Для этого рассмотрим фиг,4. Пусть сигнал излучается антенной 2 в точке В, Он принимается антеннами 5 и 6 в точках А и С.

Разность пройденных путей

Л=! С В вЂ” JAB I = (а — Хь ) + (Ь вЂ” Yb )2 (15)

Точки А (а, Ь) и С (с, d) расположены на расстоянии не менее 1. /2 друг от друга. Для удобства математических выкладок расположим координатные оси так, чтобы точки А и С имели координаты А(а,0); С(с,0), причем а - А /4, с А /4 и а= - с. Таким образом,b=0;d=0,а - А/4,с Л/4.

Подставив эти значения в (15), получим: — (c+xb) + Y3 (16)

Это уравнение позволяет получить семейство эквифаэных линий 8-12 (фиг.2) и

13-17 (фиг.3) таких, что разность пути Л от каждой точки любой иэ этих линий до точек

А и С равна константе. Причем на фиг.2 антенна 2 перемещается в пределах одного квадранта, Поэтому расстояние между приемными антеннами 5 и 6 выбирается не менее ).. На фиг.3 антенна 2 перемещается в пределах двух квадрантов, Поэтому рассто.яние между антеннами 5 и 6 — не менее

А /2. Если координаты передающей антенны 2 изменять так, чтобы она располагалась последовательно на линиях от 8 до 12 и далее до положения точки 5 на фиг.2 или от положения точки 6 по линиям 13 — 17 до положения точки 5 на фиг.3, то разность хода

Л будет принимать значения в первом ñëóчае от 0 до il., а во втором от - it /2 до A. /2, это соответствует фазовым сдвигам от О до

360 и от - 180 до 180о, Рассмотрим фиг,2. Если антенна 2 расположена на линии 8, то Л= 0 и фазовый сдвиг равен значению (11), По мере увеличения Л, т.е. по мере перехода антенны 2 от линии 8 к линии 9 и далее к 12, фазовый сдвиг увеличивается. И когда антенна 2 достигает точки 5, Л становится равной А, и фазовый сдвиг будет равным значению (12).

10

Таким образом, пройдя по любой траектории, соединяющей линию 8 с точкой 5, можно получить фаэовые сдвиги от 0 до 360, Рассмотрим фиг,З. Если антенна 2 расположена в точке 6, то Л = - А /2 и фазовый

= С-Xb- С-Хь=-2Хь

Отсюда Xb = ——

Л

2 (17)

Формула (17) определяет координату передающей антенны 2 в зависимости от значения разности хода сигналов Л.

Представим элементарное перемещение (шаг) антенны 2, соответствующее p = фазового сдвига на данной частоте. через = х. Тогда из(17) с учетом(9) вытекает, что

4 = A,/720, (18) где 4 — шаг при кратчайшей траектории движения передающей антенны 2, сдвиг равен значению (13). По мере перехода передающей антенны от точки 6 к линиям

13 — 15 фазовый сдвиг будет уменьшаться и на линии 15 будет иметь значение (11). При

20 дальнейшем переходе от линии 15 к линиям

16, 17 и далее к точке 5 фазовый сдвиг будет нарастать и в точке 5 примет вид (14), Таким образом, пройдя по любой траектории, соединяющей точки 5 и 6, можно получить фа25 эовые сдвиги от - 180 до 180о.

Точки пересечения траектории движения антенны 2 с эквифаэными линиями будут задавать фазовые сдвиги, определенные этими линиями.

30 Рассмотрим численный пример, который показывает порядок значения частоты сигнала. перемещения антенны 2 и точности задания фазового сдвига на данной частоте, получаемые при использовании описывае35 мого способа.

Для этого выберем траекторию движения излучающей антенны 2 в виде кратчайшего расстояния между точками 5 и б на фиг.3. При этом Y = 0 и, как следует из (16), 40 л- 7т:йти - Тс ài "t

1830490

100

30

300

100

10

300

0,3

1к, мм

41,7

13,9

417

4,17

1,39

О,417

417

139

4170

13,9

1,мм

4,17

Данные расчета по формуле (18) приведены в таблице.

Полученные значения lx даже для наибольшей расчетной частоты достижимы при использовании микрометра серийного про= изводства для точной установки передающей антенны 2, Результаты по частотному диапазону и точности задания фазового сдвига можно еще более улучшить, если передвигать антенну 2 не по кратчайшему пути, а по траектории; имеющей бол ьшую (нап ример, в десять раэ) длину (см, строчка 4 таблицы).

Это позволит соответственно увеличить длину шага антенны 2 и тем самым дополнительно улучшить характеристики устройства при одновременном ослаблении требований к точности установки антенны 2.

Изменяя координаты передающей антенны 2 относительно разнесенных неподвижных приемных антенн 5 и 6, изменяем соотношение расстояний от передающей антенны 2 к каждой из приемных. При условии, что изменение этих расстояний соизмеримо с длиной волны сигнала, можем изменением координат передающей антенны 2 изменять фазовый сдвиг между сигналами в пределах от 0 до 360 на входах приемных антенн 5 и 6. Благодаря этому такое устройство обеспечивает высокую точность задания фазового сдвига в широком диапазоне на высоких и сверхвысоких частотах беэ применения образцового фа зов ра щателя, Формула изобретения

1.Способ определения характеристик фазометров, состоящий s генерировании. сигнала, разветвлении его на два сигнала, изменении фазового сдвига между разветвленными сигналами на известное значение, измерении фазового сдвига между разветв5 ленными сигналами фазометром и определении фазовой характеристики фазометра по разности его показаний и известного значения фазового сдвига, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что, с целью повышения точности

10 и расширения частотного диапазона измерения характеристик. фазовый сдвиг между разветвленными сигналами изменяют на известное значение одновременным изменением начальных фаз разветвленных сиг15 налов путем синхронного изменения их временных задержек.

2.Устройство для измерения характеристик фазометров, содержащее генератор

20 сигнала, выход которого соединен с входом разветвителя, выходы которого соединены с входами фаэозадающего блока, выходами подключенного к клеммам для подключения поверяемого фаэометра, о т л и ч а ю щ е е с я

25 тем, что, с целью повышения точности измерения фазовых характеристик, разветвитель выполнен в виде первой антенны, фазозадающий блок выполнен в виде линий передачи на основе естественной или искус30 ственной среды с второй и третьей антеннами соответственно, при этом расстояние между второй и третьей антеннами составляет не менее половины длины волны, а расстояние между первой и второй антеннами, 35 а также расстояние между первой и третьей ,антеннами могут изменяться на заданные значения, 1830490

Фчг. 2

Составитель гл.Катанова

Техред M.Mîðãåíòàë . Корректор Л.Филь

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 2520 Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретенилм и открытиям при ГКНТ СССР

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