Устройство для измерения сверхвысокочастотной мощности

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ИТИЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Ресттублнк (1)885906 (61) Дополнительное к авт. свид-.ву 9 б 37681 (22) Заявлено 280879 (21) 2811040/18-09 с присоединением заявки H9(23) Приоритет—

Опубликовано 301181,Бюллетень Hо 44

Дата опубликования описания 30.11.81 р )м. кл.

G 01 R 21/04

Государственный комитет

СССР во делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 396 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В.К.Петренко и В.Е.Романов (71) Заявитель

Изобретение относится к радиотехнике, может использоваться в системах контроля и регулирования малой мощности сверхвысоких частот (СВЧ).

По основному авт.св.СССР Р 637681 известно устройство для измерения сверхвысокочастотной мощности, содержащее источник измеряемой мощности и индикатор, выполненный в виде частотомера, перестраиваемый автогенератор, который подключен к источнику измеряемой мощности и частотомеру через развязывающий элемент (1), Однако известное устройство имеет недостаточную точность измерения.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения сверхвысокочастотной мощности, содержащее источник измеряемой мощности и индикатор, выполненный в виде частотомера, перестраиваеьый автогенератор, который подключен к источнику измеряемой мощности и частотомеру через развязывающий элемент, введены последовательно соединенные сверхвысокочастотный усилитель, трехплечный переключатель и калиброванный переменный аттенюатор, измеритель мощности, а между выходом источника измеряемой мощности и входом развязываю,щего элемента включен четырехплечный переключатель, к другому выходу которого подключен вход сверхвысокочастотного усилителя, а к другому входу — выход калиброванного переменного аттенюатора, при этом к свободному плечу трехплечного переключателя подключен измеритель мощности.

На чертеже приведена структурная электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит источник 1 из15 меряемой мощности, четырехплечный переключатель 2, развязывающий элемент

3, перестраиваемый автогенератор 4, сверхвысокочастотный усилитель 5, трехплечный переключатель б, калибро20 ванный переменный аттенюатор 7, частотомер 8, измеритель 9 мощности.

Устройство работает следующим образом.

Измерение мощности предлагаемым

25 устройством производится в три этапа.

На первом этапе мощность Р с источника 1 измеряемой мощности через четырехплечный переключатель 2 и развяэывающий элемент 3 подается на пере30 страиваемый автогенератор 4. По час" (54) УСТРОИСТВО ДЛН ИЗМЕРЕНИЯ СВЕРХВЫСОКОЧАСТОТНОЙ

МОЩНОСТИ

885906 тоте под воздействием управляющего воздействия A и на некоторой частоте и 1 происходит явление синхронизации (скачок частоты до значения частоты измеряемого сигнала), Укаэанная частота ш„ фиксируется частотомером 8 на уровне Р мощности перестраиваемо5 го автагенератора 4, которая подается на него через развязывающий элемент 3. На.втором этапе работы устройства та же мощность Р„ через четырехплечный переключатель 2 поступает на

СВЧ усилитель 5, где минимальный уровень Р„ усиливается до величины превыШающей P> . Усиленный сигнал через трехплечный переключатель б подается на измеритель 9 мощности, где 1Ъ точно измеряется его значение Ру .

Отметим, что к СВЧ усилителю 5 йредьявляется лишь одно существенное требование — достаточность коэффициента усиления К (Условие достаточности - 20

Pq,„ К„= P, Р ) . Остальные существенййе требования: частотная неравномерность, долговременная нестабильность коэффициента усиления и др. на точность измерения мощности (в данном случае) влияния не оказывают.Более того, для более высокого значения Р СВЧ усилитель 5 может работать в режиме насыщЕния,, т.е. фактическое условие работоспособности устройства — Р „„„„ Р, а повышение точности обеспечивается высокой точностью измерителя 9 мощности (на относительно высоком уровне мощности) и калиброванным переменным аттенюатором 7.

После этого, т.е. на третьем этапе, 35 мощность Р> ыерез трехплечный переключатель 6, через калиброванный переменный аттенюатор 7, четырехплечный переключатель 2 и развязывающий элемент 3 подается на перестраивае- 40 мый автогенератор 4 (частота его свободных колебаний

Р ). Уменьшая затухание калиброван- 4g ного переменного аттенюатора 7 от первоначально установленного максимального значения (чему соответствует уровень мощности, меньший мини- . мального значения измеряемой мощности Р» и при котором не может практически проявитьдя явление синхронизации) до значения, при котором повторно произойдет синхронизация на той же частоте. Учитывая, что за все время измерения (вернее за последние два этапа) параметры перестраиваемого автогенератора 4 не изменились (на несколько секунд, необходимых для двух этапов, параметры перестраиваемого автогенератора, т.е. часто- 60 та, мощность, добротность и т.п. могут практически измениться на величину, не более 10- ) измеряемая мощность Р„ определится по формуле:

Рх = Рх/ 4х* 65 где N — калиброванный коэффициент передачи переменного аттенюатора в момент повторной синхронизации перестраиваемого автогенератора. Реаль- . ный динамический диапазон калиброванного переменного аттенюатора 7 может достигать значения 40-60 дБ, чему соответствует погрешность б N„

О, 2 дБ (н апример, ст андарт ные аттенюаторы типа ДЗ). Принимая погрешность вспомогательного измерителя 9 мощности о Ðó = 10%у т e. Ор45 дБу общая максимальная погрешность измерения будет порядка 0,6 дБ при чувствительности до 10 Вт.

Предлагаемый измеритель малой мощности при высокой чувствительности, соизмеримой с чувствительностью измерительных приемников, например, типа П5-7Б, имеет погрешность измерения, приближающуюся к погрешности известных измерителей мощности СВЧ малого уровня. Конструкция предлагаемого устройства может быть получена путем механической стыковки известного устройства по основному авторскому свидетельству с вновь введенными широко известными элементами, т.е. без общей настройки и калибровки. При этом существенно упрощаются требования к частотомеру, который в сущности выполняет роль вспомогательного (промежуточного) индикатора, что приводит к упрощению конструкции устройства в целом. Кроме того, расширяется динамический диапазон измерителя в сторону больших уровней, так как момент фиксации синхронизма может (без ущерба понижения точности) быть уже на нелинейном участке зависимости Р =Ч(иг,К), т.е. вместо условия (по авт. св. 637681) Ро )р Р здесь применимо условие Po Px.

Формула изобретения

Устройство для измерения сверхвысокочастотной мощности по авт. св.

СССР М 637681, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, введены последовательно соединенные сверхвысокочастотный усилитель, трехплечный переключатель и калиброванный переменный аттенюатор, измеритель мощности, а между выходом источника измеряемой мощности и входом развязывающего элемента включен четырехплечный переключатель, к другому выходу которого подключен вход сверхвысокочастотного усилителя, а к другому входу— выход калиброванного переменного аттенюатора, при этом к свободному плечу трехплечного переключателя подключен измеритель мощности.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 637681, кл. С 01 R 23./04, 1976 .(прототип).

BS5906

Составитель В.Маврин

Редактор И.Тыкей Техред И.Асталош КорректОр М.Пожо

Заказ 10535/65 Тира к 735 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. У кгород, ул. Проектная, 4