Измеритель флуктуаций в проходных высокочастотных устройствах

Изобретение относится к области техники измерений и предназначено для измерения амплитудных и фазовых флуктуаций, создаваемых проходными высокочастотными устройствами типа усилителей, ограничителей мощности, фазовращателей, разрядников и прочих аналогичных, включая устройства СВЧ и оптического диапазонов. Измеритель флуктуаций содержит задающий генератор, модулятор, делитель мощности, проходное высокочастотное устройство, калибратор, амплитудно-фазовый приемник, амплитудный приемник, регулируемую линию задержки, вычитающий каскад и индикатор. Технический результат - повышение достоверности и чувствительности измерений за счет ослабления влияний амплитудных и частотных флуктуаций задающего генератора на результаты измерений амплитудных и фазовых флуктуаций проходного ВЧ-устройства. 1 ил.

 

Изобретение относится к области техники измерений и предназначено для измерения амплитудных и фазовых флуктуаций в проходных высокочастотных (ВЧ) устройствах типа усилителей, ограничителей мощности, фазовращателей, разрядников и других, включая устройства сверхвысокочастотного (СВЧ) и оптического диапазонов.

Речь идет об измерении хаотических низкочастотных (НЧ) амплитудных и фазовых модуляций (флуктуаций), создаваемых в электромагнитных колебаниях проходными ВЧ-устройствами (включая устройства СВЧ и оптического диапазонов), предназначенными к работе в современных когерентных малошумящих системах локации и связи. Известно, что к уровням амплитудных и фазовых флуктуаций таких устройств предъявляются жесткие требования, выполнение которых не возможно без создания высокочувствительных и достоверных измерителей флуктуаций, отделяющих амплитудные и фазовые флуктуации проходного ВЧ-устройства друг от друга, от собственных шумов измерительной аппаратуры и от влияния флуктуаций задающего генератора.

Известен измеритель флуктуаций источников ВЧ-колебаний (включая источники колебаний СВЧ и оптического диапазонов) [1], содержащий калибратор, индикатор и амплитудный приемник. В этом измерителе [1] применен корреляционный амплитудный приемник, одноканальный по входу и выходу, состоящий из делителя мощности пополам, двух независимых СВЧ-детекторов и коррелятора.

Известный измеритель [1] может мерить амплитудные флуктуации в любых источниках ВЧ-колебаний, в том числе в проходном ВЧ-устройстве, возбуждаемом задающим генератором. При этом в известном измерителе [1] амплитудные флуктуации проходного ВЧ-устройства отделены от собственных шумов измерительной аппаратуры.

Однако известный измеритель не может мерить фазовые флуктуации проходного ВЧ-устройства и обладает низкой чувствительностью измерения амплитудных флуктуаций проходного ВЧ-устройства, поскольку последние в измерителе [1] не отделяются от влияния амплитудных флуктуаций задающего генератора. Поэтому, функциональные возможности и чувствительность данного измерителя не достаточны, и этот известный измеритель не пригоден для измерения амплитудных и фазовых флуктуаций в современных малошумящих проходных ВЧ-устройствах.

Известен также измеритель флуктуации источников ВЧ-колебаний (включая источники колебаний СВЧ и оптического диапазона) [2], содержащий калибратор, индикатор и амплитудно-частотный приемник. В измерителе [2] применен корреляционный амплитудно-частотный приемник с предыскажением спектра и с компенсацией несущей, одноканальный по входу и выходу, состоящий из делителя мощности (в описании измерителя [2] назван "делитель напряжения"), предысказителя спектра, выполненного на резонансном контуре (он же частотно-фазовый дискриминатор), компенсатора уровня несущей, ВЧ-переключателя (в описании измерителя [2] назван "переключатель"), ключа, фазового дискриминатора (он же делитель мощности пополам при измерении амплитудных флуктуаций) и двухканального амплитудного приемника с коррелятором суммарно-разностного типа (в описании измерителя [2] назван "двухканальный корреляционный приемник"), и позволяющий последовательно выделять амплитудные или частотные флуктуации источников ВЧ-колебаний.

Измеритель [2] может мерить не только амплитудные, но и частотные (фазовые*) (*Связь частотных флуктуации f(t) с эквивалентными им фазовыми флуктуациями ϕ_экв(t) дается известными соотношением , где t - текущее время в сек, t₁ - переменная интегрирования, размерность которой определяется пределами интегрирования) флуктуации в любых источниках ВЧ-колебаний, в том числе и в проходном ВЧ-устройстве, возбуждаемом задающим генератором. Причем в измерителе [2] амплитудные и частотные (фазовые) флуктуации проходного ВЧ-устройства отделены друг от друга и от собственных шумов измерительной аппаратуры, а достоверность и чувствительность измерителя [2] по амплитудным флуктуациям выше, чем у измерителя [1].

Однако в измерителе [2] так же, как и в измерителе [1], амплитудные флуктуации проходного ВЧ-устройства не отделены от влияния амплитудных флуктуаций задающего генератора. Кроме того, в измерителе [2] и частотные (фазовые) флуктуации проходного ВЧ-устройства не отделены от влияния амплитудных и частотных флуктуаций задающего генератора. Поэтому достоверности и чувствительности известного измерителя [2] по амплитудным и частотным (фазовым) флуктуациям, создаваемым проходным ВЧ-устройством, не достаточны, и этот измеритель также не пригоден для измерений амплитудных и частотных (фазовых) флуктуаций, создаваемых современными малошумящими проходными ВЧ-устройствами.

Наконец, известен измеритель флуктуации в проходных ВЧ-устройствах (включая устройства СВЧ и оптического диапазонов) [3], принятый заявителем за прототип и содержащий задающий генератор (в описании измерителя [3] назван "СВЧ-генератор"), делитель мощности (первый), проходное ВЧ-устройство (в описании измерителя [3] названо "усилитель СВЧ"), калибратор, индикатор и амплитудно-фазовый приемник, причем выход делителя мощности через проходное ВЧ-устройство и калибратор подключен к первому входу амплитудно-фазового приемника.

В измерителе [3] применен амплитудно-фазовый приемник, корреляционный, с компенсацией несущей, двухканальный по входу и одноканальный по выходу, состоящий из делителя мощности (второго*) (*В действительности, в состав измерителя [3] входит один комбинированный делитель мощности, имеющий один вход и четыре независимых выхода, который на практике реализуют в виде трех последовательно соединенных направленных ответвителей, каждый с одним входом и двумя независимыми выходами. При этом в измерителе [3] первый направленный ответвитель, в нашей терминологии - "делитель мощности (первый)", служит для разветвления колебания задающего генератора на вход проходного ВЧ-устройства и на второй вход амплитудно-фазового приемника, а два следующих последовательно соединенных направленных ответвителя образуют по нашей терминологии "делитель мощности (второй)", который служит для разветвления колебания, поступившего на второй вход амплитудно-фазового приемника, уже внутри этого приемника еще на три части, для подачи этих частей колебаний на входы компенсатора уровня несущей, ВЧ-переключателя и ключа. Естественно, поэтому, что "делитель мощности (второй)" в измерителе [3] нами рассматривается как элемент, входящий в состав двухканального по входу амплитудно-фазового приемника), компенсатора уровня несущей, ВЧ-переключателя (в описании измерителя [3] назван "переключатель"), ключа, двухканального по выходу фазового дискриминатора (в описании измерителя [3] назван "дискриминатор") и двухканального (по входу) амплитудного приемника с суммарно-разностным каскадом и НЧ-переключателем (в описании измерителя [3] наряду с названным, используется термин "двухканальный корреляционный приемник", допускающий применение коррелятора и суммарно-разностного, и перемножающего типа, хотя, в действительности, для реализации максимальной чувствительности измерителю [3] необходим именно суммарно-разностный коррелятор, включающий в себя суммарно-разностный каскад и НЧ-переключатель), и позволяющий последовательно выделять на выходе амплитудно-фазового приемника амплитудные или фазовые флуктуации выходного колебания проходного ВЧ-устройства.

Этот известный измеритель-прототип может мерить амплитудные и фазовые флуктуации в проходных ВЧ-устройствах типа усилителей, ограничителей мощности, фазовращателей, разрядников и других аналогичных. Причем в этом измерителе амплитудные и фазовые флуктуации проходного ВЧ-устройства отделены друг от друга и от шумов измерительной аппаратуры, а чувствительности измерителя [3] по амплитудным и фазовым флуктуациям, создаваемым проходным ВЧ-устройством, выше, чем у измерителя [2].

Однако в известном измерителе [3] амплитудные флуктуации, создаваемые проходным ВЧ-устройством, не отделены от амплитудных флуктуаций задающего генератора, и фазовые флуктуации, создаваемые проходным ВЧ-устройством, не отделены от влияний амплитудных и частотных флуктуаций задающего генератора, преобразующихся внутри проходного ВЧ-устройства в коррелированные с ними фазовые флуктуации.

Поэтому достоверности и чувствительности по амплитудным и фазовым флуктуациям у известного измерителя [3] не достаточны, и этот измеритель, как и известные измерители [1, 2], не пригоден для измерений амплитудных и фазовых флуктуаций, создаваемых современными малошумящими проходными ВЧ-устройствами типа усилителей, ограничителей мощности, фазовращателей, разрядников и других аналогичных, включая устройства СВЧ и оптического диапазонов.

Техническая задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, - устранение отмеченных недостатков прототипа, а именно создание измерителя флуктуации в ВЧ проходных устройствах типа усилителей, ограничителей мощности, фазовращателей, разрядников и в других аналогичных (включая устройства СВЧ и оптического диапазонов) с повышенными достоверностями и чувствительностями измерений амплитудных и фазовых флуктуаций в условиях, когда амплитудные флуктуации, создаваемые проходным ВЧ-устройством, отделены от влияния амплитудных флуктуаций задающего генератора, и фазовые флуктуации, создаваемые проходным ВЧ-устройством, отделены от влияния амплитудных и частотных флуктуаций задающего генератора, преобразующихся внутри проходного ВЧ-устройства в коррелированные с ними фазовые флуктуации.

Для решения данной технической задачи в известный измеритель флуктуаций в проходных ВЧ-устройствах [3] (прототип), содержащий задающий генератор, делитель мощности, проходное ВЧ-устройство, калибратор, амплитудно-фазовый приемник и индикатор, где выход делителя мощности через проходное ВЧ-устройство и калибратор подключен ко входу амплитудно-фазового приемника, в отличие от него дополнительно введены (отсутствующие в прототипе) модулятор, амплитудный приемник, регулируемая линия задержки и вычитающий каскад, при этом выход задающего генератора через модулятор подключен ко входу упомянутого делителя мощности, второй и третий выходы которого соединены, соответственно: второй - через амплитудный приемник с первым входом вычитающего каскада, выход которого подключен к индикатору, а третий - через регулируемую линию задержки со вторым входом амплитудно-фазового приемника, выход которого подключен ко второму входу вычитающего каскада.

Заявляемый измеритель, благодаря наличию в нем модулятора, амплитудного приемника, регулируемой линии задержки и вычитающего каскада с их связями и общей совокупности заявляемых признаков, обладает повышенными, в сравнении с прототипом, достоверностями и чувствительностями измерений амплитудных и фазовых флуктуаций, принадлежащих проходным ВЧ-устройствам типа усилителей, ограничителей мощности, фазовращателей, разрядников и другим аналогичным, поскольку в нем (в заявляемом измерителе) с помощью модулятора можно последовательно вводить в колебание задающего генератора гармонические амплитудную и частотную модуляции, на 30÷40 дБ превышающие реальные уровни амплитудных и частотных (фазовых) флуктуаций задающего генератора и проходного ВЧ-устройства, а затем, регулируя коэффициент передачи в тракте усиления амплитудного приемника (такая регулировка всегда имеется в типовом амплитудном приемнике) и выравнивая с точностью до 10% задержки колебания задающего генератора в проходном ВЧ-устройстве и в регулируемой линии задержки, осуществить:

1) При измерении фазовых флуктуаций проходного ВЧ-устройства - ослабление в выходном сигнале амплитудно-фазового приемника на величину не менее 20 дБ гармонической фазовой модуляции, происходящей из гармонической частотной модуляции колебания задающего генератора, а при выключенной гармонической частотной модуляции - ослабление на ту же величину, не менее 20 дБ, влияния на результат измерения компонента фазовых флуктуаций, связанного с интермодуляционным преобразованием частотных флуктуаций задающего генератора в фазовые внутри проходного ВЧ-устройства, и ослабление в выходном сигнале вычитающего каскада на величину не менее 20 дБ гармонической фазовой модуляции, происходящей из гармонической амплитудной модуляции колебания задающего генератора, а при выключенной гармонической амплитудной модуляции - ослабление на ту же величину, не менее 20 дБ, влияния на результат измерения компонента фазовых флуктуаций, связанного с интермодуляционным преобразованием амплитудных флуктуаций задающего генератора в фазовые внутри проходного ВЧ-устройства, чего нет в измерителе-прототипе.

2) При измерении амплитудных флуктуаций проходного ВЧ-устройства - ослабление в выходном сигнале вычитающего каскада на величину не менее 20 дБ гармонической амплитудной модуляции, происходящей из гармонической амплитудной модуляции колебания задающего генератора, а при выключенной гармонической амплитудной модуляции - ослабление на ту же величину, не менее 20 дБ, влияния амплитудных флуктуации задающего генератора на результат измерения амплитудных флуктуаций проходного ВЧ-устройства, чего нет в измерителе-прототипе.

В итоге, в заявляемом измерителе, в сравнении с прототипом, влияния частотных и амплитудных флуктуаций задающего генератора на результаты измерений фазовых и амплитудных флуктуаций, создаваемых проходным ВЧ-устройством, ослаблены на величину не менее 20 дБ.

Соответственно, достоверности и чувствительности измерений фазовых и амплитудных флуктуаций, создаваемых проходными ВЧ-устройствами типа усилителей, ограничителей мощности, фазовращателей, разрядников и прочих аналогичных, будут в заявляемом измерителе на ту же величину, не менее чем на 20 дБ, выше, чем в измерителе-прототипе, при применении в обоих измерителях однотипных задающих генераторов, индикаторов и амплитудно-фазовых приемников и при использовании в заявляемом измерителе амплитудного приемника, аналогичного, например, примененному в измерителе [1].

Таким образом достигается решение поставленной технической задачи.

На чертеже представлена функциональная схема заявляемого измерителя флуктуаций в проходных ВЧ-устройствах.

Заявляемый измеритель флуктуаций в проходных ВЧ-устройствах содержит: задающий генератор - 1, модулятор - 2, делитель мощности - 3, проходное ВЧ-устройство - 4, калибратор - 5, амплитудно-фазовый приемник - 6 (аналогичный типовому, примененному в измерителе-прототипе), амплитудный приемник - 7 (аналогичный типовому, примененному в известном измерителе [1]), регулируемую линию задержки - 8, вычитающий каскад - 9, индикатор - 10 (квадратичный усредняющий, аналогичный примененным в известных измерителях [2, 3]). При этом выход задающего генератора 1 через модулятор 2 подключен ко входу делителя мощности 3, выходы которого соединены: первый - через проходное ВЧ-устройство 4 и калибратор 5 с первым входом амплитудно-фазового приемника 6, второй - через амплитудный приемник 7 с первым входом вычитающего каскада 9, выход которого подключен к индикатору 10, третий - через регулируемую линию задержки 8 ко второму входу амплитудно-фазового приемника 6, выход которого подключен ко второму входу вычитающего устройства 9.

Заявляемый измеритель флуктуации в проходных ВЧ-устройствах применяют следующим образом.

1) При измерении фазовых флуктуаций, создаваемых проходным ВЧ-устройством, амплитудно-фазовый приемник 6 ставят в режим выделения фазовых флуктуаций (в типовом амплитудно-фазовом приемнике имеется тумблер переключения режимов: "выделение амплитудных флуктуации "↔" выделение фазовых флуктуаций").

При этом колебание задающего генератора 1 в В, равное

(*Здесь и далее чертой сверху помечена операция усреднения по времени)

где t - время в сек,

- среднее значение амплитуды колебания задающего генератора в В,

α(t) - безразмерные флуктуации амплитуды задающего генератора,

и f(t₁) - средняя и флуктуационная составляющие частоты колебания задающего генератора в Гц,

t₁ - переменная интегрирования, размерность которой определяется пределами интегрирования,

через модулятор 2, могущий задавать в колебание u(t) гармоническую частотную или амплитудную модуляции, уровни которых на 30÷40 дБ превышают реальные значения частотных и амплитудных флуктуаций задающего генератора, вход и три выхода делителя мощности 3 поступает: u₁₁(t) - на вход проходного ВЧ-устройства 4, u₁₂(t) - на вход амплитудного приемника 7, u₁₃(t) - на вход регулируемой линии задержки 8.

Колебание в В с выхода проходного ВЧ-устройства 4, равное

где - среднее значение в В амплитуды выходного колебания проходного ВЧ-устройства,

α₁(t) -безразмерные амплитудные флуктуации, создаваемые проходным ВЧ-устройством,

a_α - безразмерный коэффициент передачи амплитудных флуктуаций задающего генератора на выход проходного ВЧ-устройства,

- среднее значение фазы выходного колебания проходного ВЧ-устройства в рад, отсчитываемое от фазы колебания задающего генератора u(t),

ϕ₁(t) - фазовые флуктуации в рад, создаваемые самим проходным ВЧ-устройством,

b_f - крутизна преобразования в рад/Гц частотных флуктуации задающего генератора в фазовые внутри проходного ВЧ-устройства (задержка колебания задающего генератора в проходном ВЧ-устройстве),

b_α - интермодуляционный коэффициент преобразования амплитудных флуктуаций задающего генератора в фазовые внутри проходного ВЧ-устройства в рад,

через калибратор 5, могущий задавать в колебание u₁(t) шумовые фазовые (или амплитудные) модуляции, сравнимые по величине с реальными фазовыми (или амплитудными) флуктуациями проходного ВЧ-устройства 4, поступает на первый вход амплитудно-фазового приемника 6, выходной сигнал которого через второй вход и выход вычитающего каскада 9 подается на индикатор 10.

Сигнал в В с выхода амплитудного приемника 7, пропорциональный амплитудным флуктуациям задающего генератора 1 и равный

где К_α - безразмерный коэффициент передачи амплитудного приемника 7,

- среднее значение в В амплитуды колебания u₁₂(t), поступающего на вход амплитудного приемника 7, подается на первый вход вычитающего каскада 9.

Колебание u₂(t) в В с выхода регулируемой линии задержки 8

где - среднее значение амплитуды колебания u₂(t) в В;

- средний фазовый сдвиг колебания u₂(t) в рад, отсчитываемый от фазы колебания задающего генератора u(t),

S - крутизна преобразования в рад/Гц частотных флуктуаций задающего генератора в фазовые внутри линии задержки (задержка колебания задающего генератора в линии задержки), поступает на второй вход амплитудно-фазового приемника 6.

Сигнал в В на выходе амплитудно-фазового приемника 6 (стоящего в режиме выделения фазовых флуктуаций выходного колебания проходного ВЧ-устройства), пропорционален фазовым флуктуациям выходного колебания проходного ВЧ-устройства и равен

,

где К_ϕ1 - безразмерный коэффициент передачи амплитудно-фазового приемника 6 в режиме выделения фазовых флуктуаций.

Выравнивая задержки колебаний u₁₁(t) и u₁₃(t) внутри проходного ВЧ-устройства 4 и внутри регулируемой линии задержки 8, т.е. выполняя условие S_opt=b_f, где S_opt - оптимальное значение задержки колебания в регулируемой линии задержки 8, устраняем из сигнала на выходе амплитудно-фазового приемника 6 составляющую, связанную с влиянием частотных флуктуаций задающего генератора.

При этом настройку заявляемого измерителя на максимальное ослабление влияния частотных флуктуаций задающего генератора f(t) на результат выделения амплитудно-фазовым приемником 6 фазовых флуктуаций проходного ВЧ-устройства 4 осуществляют следующим образом.

Первоначально, выключают амплитудный приемник 7 и регулируемую линию задержки 8 (при этом амплитудно-фазовый приемник 6 включен и стоит в режиме выделения фазовых флуктуации выходного колебания проходного ВЧ-устройства), с помощью модулятора 2 вводят в колебание задающего генератора 1 гармоническую частотную модуляцию, уровень которой на выходе проходного ВЧ-устройства контролируется амплитудно-фазовым приемником 6, фиксируется по индикатору 10 и на 30÷40 дБ превышает реальное значение частотных (фазовых) флуктуаций выходного колебания проходного ВЧ-устройства (и, соответственно, на 30÷40 дБ превышает значение частотных флуктуаций задающего генератора).

Затем включают регулируемую линию задержки 8 и, изменяя задержку колебания в ней, добиваются уменьшения зафиксированного показания индикатора 10 на величину не менее 20 дБ (соответствует выполнению равенства S_opt=b_f с точностью до 10%).

Наконец, выключением модулятора 2 гармоническую амплитудную модуляцию убирают.

Указанные настройки гарантируют при выключенном модуляторе ослабление на величину не менее 20 дБ, влияния частотных флуктуации задающего генератора на результат выделения с помощью амплитудно-фазового приемника 6 фазовых флуктуаций, создаваемых проходным ВЧ-устройством, чего нет в измерителе-прототипе.

После выполнения указанных выше настроек сигнал в В с выхода амплитудно-фазового приемника 6, очищенный от влияния частотных флуктуаций задающего генератора 1 и равный

,

поступает на второй вход вычитающего каскада 9, на первый вход которого подается сигнал V_α(t) с выхода вновь включенного амплитудного приемника 7.

При этом сигнал в В на выходе вычитающего каскада 9 равен:

Регулируя коэффициент передачи сигнала К_α в тракте усиления амплитудного приемника 7 (такая регулировка всегда имеется у типового амплитудного приемника) таким образом, чтобы выполнялось условие , где К_αϕ - оптимальное значение коэффициента передачи амплитудного приемника 7 при измерении фазовых флуктуаций, создаваемых проходным ВЧ-устройством, устраняем из сигнала на выходе вычитающего каскада 9 составляющую, связанную с влиянием амплитудных флуктуации задающего генератора 1.

В результате, показания в В² индикатора шумовой мощности 10 (квадратичного усредняющего), подключенного к выходу вычитающего каскада 9, составят:

Исследуемые фазовые флуктуации в рад², создаваемые проходным ВЧ-устройством 4, определяются соотношением

и отсчитываются по калибратору 5, задающему в этом режиме в выходное колебание проходного ВЧ-устройства 4 шумовую фазовую модуляцию, равную по величине исследуемым фазовым флуктуациям.

При этом настройку заявляемого измерителя на максимальное ослабление влияния амплитудных флуктуаций задающего генератора на результат измерения фазовых флуктуации, создаваемых проходным ВЧ-устройством, осуществляют следующим образом.

Сначала выключают амплитудный приемник 7 (при этом регулируемая линия задержки и амплитудно-фазовый приемник 6 по-прежнему включены) и с помощью модулятора 2 вводят в колебание задающего генератора 1 гармоническую амплитудную модуляцию, уровень которой на выходе проходного ВЧ-устройства 4 контролируется амплитудно-фазовым приемником 6 (стоящим в режиме выделения фазовых флуктуации выходного колебания проходного ВЧ-устройства), фиксируется по индикатору 10 и на 30÷40 дБ выше значения фазовых флуктуаций выходного колебания проходного ВЧ-устройства (и, соответственно, на 30÷40 дБ превосходит реальное значение амплитудных флуктуаций задающего генератора).

Затем включают амплитудный приемник 7 и, регулируя коэффициент передачи К_α в тракте его усиления, добиваются уменьшения зафиксированного показания индикатора 10 на величину, не менее 20 дБ (соответствует выполнению равенства с точностью до 10%).

Наконец, выключением модулятора 2 гармоническую амплитудную модуляцию убирают.

Выполненные настройки гарантируют (при выключенном модуляторе) ослабление в вычитающем каскаде 9 на величину не менее 20 дБ влияния амплитудных флуктуаций задающего генератора 1 на результат измерения фазовых флуктуаций, создаваемых проходным ВЧ-устройством 4, чего нет в измерителе-прототипе.

Соответственно, достоверность и чувствительность заявляемого измерителя по фазовым флуктуациям будет, как минимум, на 20 дБ выше, чем у измерителя-прототипа, за счет соответствующих ослаблении влияний амплитудных и частотных флуктуаций задающего генератора на результат измерения фазовых флуктуаций, создаваемых проходным ВЧ-устройством.

2) При измерении амплитудных флуктуаций, создаваемых проходным ВЧ-устройством, амплитудно-фазовый приемник 6 ставят в режим выделения амплитудных флуктуаций (в типовом амплитудно-фазовом приемнике имеется тумблер переключения режимов: "выделение фазовых флуктуаций" ↔ "выделение амплитудных флуктуаций").

При этом сигнал в В с выхода амплитудно-фазового приемника 6, пропорциональный амплитудным флуктуациям выходного колебания проходного ВЧ-устройства и равный

,

где К_α1 - безразмерный коэффициент передачи амплитудно-фазового приемника 6 в режиме выделения амплитудных флуктуаций,

поступает на второй вход вычитающего каскада 9, на первый вход которого по-прежнему поступает сигнал V_α(t) с выхода амплитудного приемника 7.

Соответственно, сигнал в В на выходе вычитающего каскада в этом режиме будет равен

Регулируя коэффициент передачи К_α в тракте усиления амплитудного приемника 7 (такая регулировка всегда имеется у типового амплитудного приемника) таким образом, чтобы выполнялось условие , где К_αα - оптимальное значение коэффициента передачи амплитудного приемника 7 при измерении амплитудных флуктуации, создаваемых проходным ВЧ-устройством, устраняем из сигнала V_α1(t) на выходе вычитающего каскада 9 составляющую, связанную с влиянием амплитудных флуктуации задающего генератора 1.

В результате, показания индикатора 10 (квадратичного, усредняющего) в В², пропорциональные мощности амплитудных флуктуаций, создаваемых проходным ВЧ-устройством, составят:

.

Исследуемые безразмерные амплитудные флуктуации , создаваемые проходным ВЧ-устройством, определяются соотношением

и отсчитываются по калибратору 5, задающему в этом режиме в выходное колебание проходного ВЧ-устройства шумовую амплитудную модуляцию, равную по величине исследуемым амплитудным флуктуациям.

При этом настройку заявляемого измерителя на максимальное ослабление влияния амплитудных флуктуаций задающего генератора на результат измерения амплитудных флуктуаций, создаваемых проходным ВЧ-устройством, осуществляют следующим образом.

Первоначально, выключают амплитудный приемник 7 (амплитудно-фазовый приемник 6 по-прежнему включен и стоит в режиме выделения амплитудных флуктуаций выходного колебания проходного ВЧ-устройства 4) и с помощью модулятора 2 вводят в колебание задающего генератора 1 гармоническую амплитудную модуляцию, уровень которой на выходе проходного ВЧ-устройства 4 контролируется амплитудно-фазовым приемником 6, фиксируется по индикатору 10 и на 30÷40 дБ превосходит реальное значение амплитудных флуктуаций выходного колебания проходного ВЧ-устройства (и, соответственно, на 30÷40 дБ превосходит реальное значения амплитудных флуктуаций задающего генератора).

Затем, регулируя коэффициент передачи К_α в тракте усиления включенного перед этим амплитудного приемника 7, добиваются уменьшения зафиксированного показания индикатора 10 на величину не менее 20 дБ (соответствует выполнению равенства с точностью до 10%).

Наконец, гармоническую амплитудную модуляцию выключают.

Выполненные настройки гарантируют (при выключенном модуляторе) ослабление на величину не менее 20 дБ влияния амплитудных флуктуаций задающего генератора на результат измерения амплитудных флуктуаций, создаваемых проходным ВЧ-устройством, чего нет в измерителе-прототипе и в других известных измерителях.

Соответственно, достоверность и чувствительность заявляемого измерителя по амплитудным флуктуациям будут, как минимум, на 20 дБ выше, чем у измерителя-прототипа, за счет соответствующего ослабления влияния амплитудных флуктуаций задающего генератора на результат измерения амплитудных флуктуаций, создаваемых проходным ВЧ-устройством.

Описанные выше процессы показывают, что в заявляемом измерителе амплитудные флуктуации, создаваемые проходным ВЧ-устройством, отделены от влияния амплитудных флуктуаций задающего генератора, а фазовые флуктуации, создаваемые проходным ВЧ-устройством, отделены от влияний и амплитудных, и частотных флуктуаций задающего генератора, чего нет в измерителе-прототипе. Вследствие отмеченных обстоятельств достоверности и чувствительности у заявляемого измерителя по амплитудным и фазовым флуктуациям будут, как минимум, на 20 дБ выше, чем у измерителя-прототипа, при применении в обоих измерителях однотипных задающих генераторов, амплитудно-фазовых приемников и индикаторов и при использовании в заявляемом измерителе амплитудного приемника, однотипного, например, с применяемым в известном измерителе [1].

Источники информации

1. RU 2088944, 27.08.1997.

2. SU 652502, 15.03.1979.

3. SU 515999, 30.05.1976.

Измеритель флуктуации в проходных высокочастотных устройствах, содержащий задающий генератор, делитель мощности, проходное высокочастотное устройство, калибратор, амплитудно-фазовый приемник и индикатор, где выход делителя мощности через проходное высокочастотное устройство и калибратор подключен ко входу амплитудно-фазового приемника, отличающийся тем, что в него диполнительно введены модулятор, амплитудный приемник, регулируемая линия задержки и вычитающий каскад, при этом выход задающего генератора через модулятор подключен ко входу упомянутого делителя мощности, второй и третий выходы которого соединены, соответственно: второй - через амплитудный приемник с первым входом вычитающего каскада, выход которого подключен к индикатору, а третий - через регулируемую линию задержки со вторым входом амплитудно-фазового приемника, выход которого подключен ко второму входу вычитающего каскада.