Свч-коррелометр

 

С А Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ.":с-;"с ... н п

O П Й

<о716401

Союз Советских

Социалистических

Респуб тик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 050б78 (21) 2б2б113/18-24 з )м. к .

G Об G 7/19 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР по делам изобретеиий и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 150381. Бюллетень № 10

Дата опубликования описания 1803,81 (>>) Ю 4 б81.333 (088.8) (72) Авторы изобретения

Д.А. Кабанов, Ж.A. Сабиров и A.Ì. Сизьмин

Горьковский ордена Трудового Красного Знамени научноисследовательский радиофизический институт (71) Заявитель (54) СВЧ КОРРЕЛОМЕТР

Изобретение относится к радиоиз= мерительной технике, а именно к устройствам, предназначенным для измерения корреляционных функций сигна- лов с весьма малым интервалом корреляции (10 + 10 "" с) и может быть .использовано в ядерной технике, в нано- и пикосекундной импульсной технике.

Известен СВЧ коррелометр j1) параллельного действия, содержащий полосковую линию задержки и ряд умножителей, размещенных так, что перемножаемые сигналы поступают на каждый из них с определенной фиксированной задержкой. Для измерения корреляционной функции сигналов выходы перемножительных ячеек по очереди подключаются к входу осциллографа.

Как известно, точность измерения корреляционнйх функций определяется, в частности, минимальным шагом задержки, т.е. интервалом между значениями задержки, при которых измеряются отдельные точки корреляционНой функции. В известном коррелометре шаг задержки фиксирован и зависит от числа ячеек.

Недостатком такого устройства является его сложность и малая точность ввиду разброса параметров пе ремножителей и конечного числа ячеек.

Известен коррелометр последовательного действия (2, содержащий полосковую линию, к которой посредством .скользящего контакта подключен йелинейный элемент, и интегратор. Сигналы поступают на.оба конца линии. При перемещении нелинейного элемента вдоль линии на него поступает сумма входных сигналов, время задержки между которыми определяется в каждой точке расстоянием от этой точки до концов линии. На выходе интегратора

15 регистрируют корреляционную функцию входных сигналов.

Однако при измерении корреляционных функций с малым интервалом корреляции точность; обеспечиваемая из20 вестным коррелометром, во многих случаях йедостаточна.

Так например, при измерении корреляционной функции вида случайного гармонического сигнала с частотой

10 ГГц, для обеспечения погрешности

«е более 1Ъ минимальный шаг времени задержки должен составлять не более

7 пс. Это соответствует перемещению нелинейного элемента вдоль полоско3G вой линии известного коррелометра

716401 на величину менее 1 мм. При измерении корреляционных функций более высокочастотных сигналов, а также для сигналов с меньшим интервалом корреляции необходимая величина оказывается меньше 7 пс, т.е. требуется перемещение нелинейного элемента много

- МЕНЬЫЕ, ЧЕМ На 1 ММ. В ИЗ ВСЕСитйОМС КОррелометре техническая -реализация шага задержки указанной величины представляет собой задачу практически неосуществимую, что ведет к невозможности обеспечения необходимой точносТИ.

Целью изобретения является повышение точности измерения корреляционных функций при уменьшении шага задержки.

Поставленная цель достигается тем, что н СВЧ коррелометр, содержащий основную полосксвую: линию задержки со — cJIoeM2äèýëåêòðèêà, нелинейный элемент, выход которого подключен к входу интегратора, дополнительно введены два разветвителя, входы которых .являются соответственно первым и вторым входами коррелометра, фазовращатель, вторая полосковая линия задержки сс слоем диэлектрика и подвижная диэлектрическая пластина, размещенная между лоями диэлектрика первой и второй полосковых линий задержки, причем входы первой полосковой линии зацержки соединены ссотнетственно с первыми выходами первого и второго разветвителей, входы второй полос <оъой линии задержки соединены соответ. ственно со вторым входом первого раз -"" ветвителя и с выходом фазонращателя, вход которого подключен к второму выходу второго разветвителя, вход нелинейного элемента соединен с отводом первой полосковой линии задержки;

На фиг. 1 приведена структурная схема СВЧ коррелометра; на фиг.. 2 однн из вариантов выполнения связанных полосковых линий с введенной диэлектрической пластиной.

СВЧ коррелометр содержит основную полосковую линию 1 задержки длиной 0 и вторуЮ Полосковую линию 2 задержкй, связанную с линией 1. Линии 1, 2 разделены слоем основного диэлектрика 3. С нбзможностью анода в основной диэлектрик 3 и вывода из него установлена диэлектрическая пластина 4. К фиксированной точке линии 1 на расстоянии 81 от ее первого входа подключен нелинейный элемент 5, на выходе которого включен интегратор б.

Первый и второй входы лйний 1 соединены с пернС1ми вйходамй разветнителей 7, 8 соответственно. Первый вход линии 2 соединен со вторым выходом разветвителя 7,непосредственно, а второй вход линии 2,соединен rо вторым вйходом разветвителя 8 через фазонращатель 9. фаееееме е Въ!Фи

2%м1 е: "

СВЧ коррелометр работает следующим образом.

Сигнал 2 0,(t) поступает на вход разветвителя 7, а сигнал 20 (с) поступает на вход разветвителя 8.Разветвители 7,- 8 обеспечивают разделение входных сигналов на дна сигнала е равных по амплитуде и фазе. На первые входы связанных линий 1, 2 поступают синфазные сигналы U (с). На второй

10 вход полосковой линии 1 поступает сигнал 0 (t), а на второй вход линии

2 ; сигналы (-0 (с))p сдвинутый фазовращателем 9 на 180 по сравнению с сигналом иа.(с ) на втором входе линии 1. Синфазные сигналы, поступаю15 щие на связанные полосковые линии

1, 2 со стороны их первых входов, возбуждают в каждой из них быстрые волны . Скорость этих волн определяется параметрами полосковых линий 1, 2:

20 /

77с где L„C — соответственно распределенные индуктивность и емкость полосковых линий.

1

У/ L(C 2СС), где С вЂ” емкость связи между линиями 1, 2.

40 Линия 1 осУществляет суммирование сигналов, поступивших со стороны первого и нторого входов. Поэтому на вход нелинейного элемента 5 поступает сумма сигналов

45 U (с ) + 0 (с ) где с

7- 11

1. — задержка сигнала

0„ (с) относительно первого входа ли-. нии 1;

50 е-е и

1„=- — задержка сигнала

u () относительно второго входа ли55 нии 1. задержка сигналов 0„(t ) и U (t ) друг относительно друга на нходе нелинейного элемента 5 составит е е-е, Ч1 выхода нелинейного элебО

Напряжение с мента 5 2.

u„- (с- ь )»

65 + 20л 0 (с

Противофазные сигналы U g(< ) и E-0 (с )! поступающие на связанные полосковые линии 1, 2 со стороны их вторых вхо30 дов, возбуждают в каждой из них медленные волны, которые распространяются н линиях со скоростью

716401 где С =- — — емкость связи при

6oS

%УЕ выведенной клиновидной пластине;

S — площадь перекрытия связанных линий;

d — зазор между линиями; . л6 — ход пластины; — диэлектрическая проницаемость,основного диэлектрика 3; в, — диэлектрическая проницаемость диэлектрическои пластины 4; угол между плоскостями .:линовидной пластины.

Это приводит к изменению скорости медленных волн в линиях 1, 2. Эта скорость принимает значение

Формула изобретения

СВЧ коррелометр, содержащий полосковую линию задержки со слоем ди25 электрика, нелинейный элемент, выход которого подключен к входу интегратора, о т л и ч а.ю шийся тем, что, с целью повышения точности при уменьшении шага задержки, в корреляЗО -тор введены два разветвителя, входы которых являются соответственно первым и вторым входами коррелометра, фазовращатель, вторая полосковая линия задержки со слоем диэлектрика и подвижная диэлектрическая пластина, раэмещенная между слоями диэлектрика первой и второй полосковых линий задержки, причем входы первой полосковой линии задержки соединены соответственно с первыми выходами первого и второго разветвителей,. входы второй полосковой линии задержки соеди-! нены соответственно со вторым выходом первого разветвителя и с выходом фазовращателя, вход которого подклю-, 45 iGH ко второму выходу второго разветвителя вход нелинейного элемента соединен с отводом первой полосковой линии задержки.

1. Приборы И техника эксперимента, 55 1971,,Р 5, с. 144-145.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 217069, кл. С Об 6 7/19, 1967. поступает на интегратор б, на выходе которого регистрируют корреляционную функцию входных сигналов.

При вводе диэлектрической пластины 4 в основной диэлектрик 3 или выводе из него изменяется емкость Ср связи межг(у линиями 1, 2

СО K1d

614 - Ю а Са (Я - бо )

В точке подключения нелинейного эле-. мента 5 задержка сигналов U„ (t) и

И (е) друг относительно друга состава. ляет е, е-е

= .С t

1 г. V . VZ где Ф вЂ” задержка сигнала uz() отно2 сительно второго входа лй нии 1 при новом положении ! диэлектрика 3;

V — скорость распространения

2 медленных волн при новом положении диэлектрика .3.

При этом шаг задержки

После подстановки выражений для У, и Vz получим;

Ы:(е-е„)Я с (!+ Ф) .

В частном случае, при 0 — 5 = 0,01 м

КЬС = 5 - 10 — ; d = 0,003 м;.лА =

0,001 и, о = 10 и g = 0,33; поо 6

1 лучим ьТ = 2 пс, Таким образом при измерении гармонической корреляционной функции вида !R() = Со527lfp<(с час отой.

10 ГГц обеспечивается погрешность менее 1%. Величина и может быть уменьшена за счет соответствующего выбора величин d, d, б, что дает возможность повысить точность измерения.

Таким образом, использование в

СВЧ коррелометре двух связанных полосковых линий в качестве линии за.держки и сумматора и регулированйе связи между .линиями .за счет измене ния эффективной диэлектрической проницаемости основного диэлектрика, разделяющего линии, позволило обеспечить весьма малый шаг задержки и повысить тем самым точность измерения корреляционных функций сигналов.

Источники информации, п инятые во внимание при экспертизе при

71б401

Заказ 1599/42 тираж 745 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г . Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель В.. Жовинский

Редактор T. Морозова Техред М.Рейвес Корректор О. Билак