Устройство для измерения фазовых сдвигов

 

О П И С А Н И Е ()943600

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

CoIo3 Советсккн

Сецкалисткческкн республик (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 05. 09. 80 (21) 2980926/18-21 с присоединением заявки М— (23) Приоритет (51) М. Кл.

4 01 R 25/02 фкудэрстюпаб квкнтвт

CCCP вв явная нэабретеннб н вткрытнй

Опубликовано 15.07.82. Бюллетень Хв 26

Дата опубликования описания 17.07.82 (53) УДК 621.317.

° 77(088.8) H. Г..Гагиев, А.A. Головков, Д.A. Калини

И.10. Пивоваров и Л.Н. Ывецов (72) Авторы изобретения

Ленинградский ордена Ленина электротехн им. В.И. Ульянова (Ленина) (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ФАЗОВЫХ

СДВИГОВ

Изобретение относится к радио измерительной технике и может быть использовано для измерений фазовых характеристик радиоустройств на высоких и сверхвысоких частотах.

Известен Фазометр, состояц|ий из генератора СВЧ-сигнала, измерительной линии, исследуемого устройства и модулятора, НЧ-генератора и источника постоянного тока, измерительной линии, микрометрического индикатора линии, линейного преобразователя,.усилителя низкой частоты, синхронного детектора и прибора индикатора (11.

Недостатками фазометра являются низкая разрещающая способность и, следовательно, невысокая точность измерения.

Наиболее близким к предлагаемому 20 является устройство для измерения фазы с оптическим опорным каналом.

Это устройство содержит два канала: высокочастотный измерительный, в ко2 торой включен исследуемый СВЧ-элемент и оптический канал опорных колебаний. Высокочастотный сигнал с выхода генератора подается на вход делителя мощности, с первого выхода которого колебания поступают в исследуемый элемент и далее через первый вентиль на высокочастотный вход фа" зового детектора. Со второго выхода делителя мощности колебания через второй вентиль поступают в электрооптический модулятор света, который осуществляет модуляцию светового излучения по интенсивности опорным и высокочастотным сигналом. Этот модулированный световой сигнал через оптический фазовращатель подается на второй оптический вход фазового детектора, выполненного в виде фотоэлектронного умножителя с высокочастотным резонатором. На выходе фазового детектора (фотоэлектронного умножителя) образуется сигнал, пропорциональный фазовому сдвигу

943600

50 между опорными колебаниями, поступающими со второго вентиля на электрооптический модулятор, и сигналом измерительного канала, прошедшим через исследуемый СВЧ-элемент Г23.

Однако для обеспечения достаточно большой глубины модуляции света в оптическом опорном канале (до 508Oi ) требуется значительная (до нескольких ватт ) мощность опорных t0 колебаний, поступающих на высокочастотный вход опти ческого модулятора со второго выхода делителя мощности. Увеличение мощности высокочастотного генератора приводит к снижению стабильности как амплитуды его колебания, так и частоты, что неминуемо .ведет к уменьшению точности измерения фазового сдвига. Мощность опорных колебаний, поступающая в

20 электрооптический модулятор света, полностью рассеивается в электрооптическом кристалле, либо в специальном балластном сопротивлении, а дополнительный нагрев модулятора приводит к дополнительной фазовой нестабильности в канале опорных колебаний и к ошибкам измерения.

Целью изобретения является повышение точности измерений фазового сдвига.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения фазовых сдвигов, содержащем оптически связанные источник когерентного све35 та, электрооптический модулятор и оптический фазовращатель, выход которого связан с оптическим входом фазового детектора, выполненного в виде фотоэлектронного умножителя с ре40 зонатором и подключенного к индикатору СВЧ-элемент, через первый вентиль, подключенный к резонатору фазового детектора, высокочастотный генератор и второй вентиль, подклю45 чается высокочастотный вход электрооптического модулятора к выходу высо" кочастотного генератора, и высокочастотный выход электрооптического модулятора - к входу исследуемого

СВЧ-элемента через второй вентиль.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит генератор 1 высокочастотных колебаний, второй вентиль 2 (невзаимный ферритовый элемент ), исследуемый СВЧ элемент 3, первый вентиль 4, фазовый детектор в виде фотоэлектронного умножителя

4. с резонатором 5, индикатор 6, источник 7 когерентного света, электрооптический модулятор 8 света "бегущей волны", представляющий собой замедляющую систему для высокочастотного сигнала, внутри которой расположен электрооптический кристалл, оптический фазовращатель 9.

Источник 7 когерентного света (оптический квантовый генератор) генерирует высокостабильный когерентный сигнал в оптическом диапазоне частот (луч света), который последовательно проходит через модулятор 8, фазовращатель 9 и попадает на оптический вход Фотоэлектронного умножителя с высокочастотным резонатором 5. На высокочастотный вход модулятора 8 поступает высокочастотный сигнал с генератора 1 ° С высокочастотного выхода модулятора 8 сигнал подается на второй вентиль 2, и далее через исследуемый СВЧ элемент 3 и первый вентиль 4 этот сигнал поступает в высокочастотный резонатор фотоэлектронного умножителя 5. Вентили 2 и 4 служат для развязки и уменьшения влияния отраженных волн.

Устройство работает следующим о6разом.

Высокочастотный сигнал от генератора 1, проходя от входа к выходу замедляющий системы электрооптического модулятора 8 осуществляет модуляцию по интенсивности светового излучения, поступающего от оптического квантового генератора. Этот модулированный световой сигнал через оптический фазовращатель 9 поступает на оптический вход фотоэлектронного умножителя с высокочастотным резонатором 5. Высокочастотный сигнал, прошедший замедляющую систему электрооптического модулятора 8, поступает на второй вентиль 2, исследуемый СВЧ элемент 3 и через первый вентиль 4 подается на высокочастотный вход фотоэлектронного умножителя с высокочастотным резонатором 5, т.е. в резонатор.

На выходе фотоэлектронного умножителя образуется сигнал, пропорциональный фазовому сдвигу между высокочастотными колебаниями, которыми модулирован по интенсивности световой луч и колебаниями, прошедшими через исследуемое устройство. Этот сигнал регистрируется индикатором 6.

943600

Cocxaeirreab А. Подорольский

Редактор Л. Авраменко Техред М. Надь Корректор М. Шароши

Заказ 5099/50 Тираж 717 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, Подача высокочастотного сигнала, осуществившего модуляцию по интенсивности светового луча в электрооптическом модуляторе "бегущей волны" на входные зажимы исследуеа мого устройства, позволяет уменьшить необходимую мощность генератора высокочастотного сигнала, уменьшить тепловой нагрев элементов электрооптического модулятора, что приводит к уменьшению погрешностей измерения фазы за счет нестабильности амплитуды и частоты высокочастотного сигнала. Уменьшается также погрешность измерения за счет отражений в оптическом опорном канале, поскольку модуляция интенсивности светового луча осуществляется теми же колебаниями, что поступают на вход исследуемого устройства, и влияние отражений одинаково складывается как на опорном, так и

1 на измерительном каналах.

Формула изобретения

Устройство для измерения фазовых сдвигов, содержащее оптически связанные источник когерентного света. электрооптический модулятор и оптический фазовращатель, выход которого связан с оптическим входом фазового детектора, выполненного в виде фотоэлектронного умножителя с резонатором и подключенного к индикатору, СВЧ-элемент, через первый вентиль подключенный к резонатору фазового детектора, высокочастотный генератор и второй вентиль, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, высокочастотный вход электрооптического модулятора подключен к выходу высокочастотного генератора, а высокочастотный выход электрооптического модулятора подключен к входу исследуемого СВЧ-элемента через второй вентиль.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР.

N 283336, кл. 5 01 к 25/02, 1968.

2.Авторское свидетельство СССР

N 720955, кл. 6 01 Р 25/02, 1977.