Устройство для измерения затухания и фазового сдвига свч- четырехполюсников

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ .ИЗМЕРЕНИЯ ЗАТУХАНИЯ И ФАЗОВОГО СДВИГА СВЧЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКОВ , содержащее СВЧгенератор , последовательно соединенные первый и второй фазовые манипуляторы , сумматор, второй вход которого соединен с выходом СВЧ-генератора , и первый детектор, синхронный детектор, генератор прямоугольных импульсов , выход которого соединен с модулирующим входом первого фазового манипулятора и через первый делитель частоты - -с модулирующим входом второго фазового манипулятора, при этом выход СВЧ-генератора и вход первого фазового манипулятора являются соответственно входом и выходом для подключения исследуемого СВЧчетырехполюсника , о т л и ча ющ е е с я тем, что, с целью расширения динамического диапазона и получения информации о фазном cдвиf e и затухании в виде сигналов, пропорциональных квадратурным компонентам, между выходом первого детектора и входом синхронного детектора последовательно включены управляемый дискретный аттенюатор и первый усилитель промежуточной частоты, между выходом первого делителя частоты и опорным входом синхронного детектора последовательно включены второй делитель частоты и третий фазовый манипулятор, модулирующий вход которого соединен с выходом генератора прямоугольных импульсов, к выходу введенного второго усилителя промежуточной частоты параллельно подключены первый и второй фазовые детекторы и второй детектор,выход ко (Л торого соединен с управлякяцим входом управляемого дискретного аттенюатора , выход второго делителя частоты соединен с опорным входом второго фазового детектора и через введенный четвертый фазрвый манипулятор с опорным входом первого фазового детектора, а между выходом второго делителя частоты и моделирующим входом четвертого фазового манипулятора включен третий делитель частоты , при этом выходы первого и второго фазовых детекторов и второго оо детектора являются соответственно 4;: . выходами сигналов, пропорциональных квадратурным компонентам, фазоМ вому сдвигу и затуханию.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTQPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 4 ) 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3663036/24-09 (22) 06.10.83 (46) 23.02.85..Бюл. Р 7 (72) Л.A.Ëåòóíoâ и A.Á.Êîçëîâ (53) 621. 317. 341 (088. 8) (56) 1.Справочник по радиоизмерительным приборам. Под ред. В.С.Насонова, т.l, М., Советское радио,1976, с.195-198.

2.Авторское свидетельство СССР

1002980, . G 01 R 25/00, 1981 (прототип). (54)(57) УСТРОИСТВО ДЛЯ .ИЗМЕРЕНИЯ

ЗАТУХАНИЯ И ФАЗОВОГО СДВИГА СВЧЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКОВ, содержащее СВЧгенератор, последовательно соединенные первый и второй фазовые манипуляторы, сумматор, второй вход которого соединен с выходом СВЧ-генератора, и первый детектор, синхронный детектор, генератор прямоугольных импульсов, выход которого соединен с модулирующим входом первого фазового манипулятора и через первый делитель частоты — с модулирующим входом второго фазового манипулятора, при этом выход СВЧ-генератора и вход первого фазового манипулятора являются соответственно входом и выходом для подключения исследуемого СВЧчетырехполюсника, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью расширения динамического диапазона и по- . лучения информации о фазном сдвиге

ÄÄSUÄÄ 1141 4 А

4(51) G 01 R 25 02 G 01 R 27 28 и затухании в виде сигналов, пропорциональных квадратурным компонентам между выходом первого детектора и входом синхронного детектора последовательно включены управляемый дискретный аттенюатор и первый усилитель промежуточной частоты, между выходом первого делителя частоты и опорным входом синхронного детектора последовательно включены второй делитель частоты и третий фазовый манипулятор, модулирующий вход которого соединен с выходом генератора прямоугольных импульсов, к выходу введенного второго усилителя промежуточной частоты параллельно подключены первый и второй фазовые де- Я текторы и второй детектор, выход которого соединен с управляющим входом управляемого дискретного аттенюатора, выход второго делителя частоты соединен с опорным входом второго фазового детектора и через введенный четвертый фазовый манипулятор— с опорным входом первого фазового детектора, а между выходом второго делителя частоты и моделирующим входом четвертого фазового манипулятора включен третий делитель частоты, при этом выходы первого и второго фазовых детекторов и второго детектора являются соответственно .выходами сигналов, пропорциональных квадратурным компонентам, фазо-. вому сдвигу и затуханию.

1141343

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может использоваться для измерения затухания и фазового сдвига СВЧ-четырехполюсников в широком динамическом диапазоне.

Известно устройство для измерения разности фаз двух синусоидальных сигналов и отношения кх амплитуд,со. держащее последовательно соединенные высокочастотный блок, блок пре- 10 образования частоты, базовый блок и стрелочный индикатор jlj „„

Недостатком известного устройства является узкий динамический диапазон и отсутствие информации о фазогом сдвиге и затухании в виде сигналов, пропорциональных квадратурным компонентам.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для измерения затухания и фазового сдвига СВЧ-четырехполюсников„ содержащее СВЧ-генератор,последовательно соединенные первый и второй фазовые манкпуляторы, сумматор, второй вход которого соединен с выходом СВЧ-генератора, и первый детектор, синхронный детектор,.генератор прямоугольных импульсов, выход которого соединен с модулирующим входом первого фазового манипулятора и через первый делитель частоты — с модулкрующкм входом второго фазового манипулятора, при этом выход СВЧгенератора и вход первого фазового манипулятора являются соответствен- 35 но входом к выходом для поцключения исследуемого СВЧ-четырехполюс ника Я.

Однако известное устройство для измерения затухания и фазового сдвига СВЧ-четырехполюснкков имеет узкий динамкческий диапазон и не выдает информацию о фазовом сдвиге и затухании в ниде сигналов, пропорциональных квадратурным компонентам.

Цель изобретения — расширечие динамического диапазона и получение информации о фазовом сдвиге и затухании в виде сигналов, пропорциональным квадратурным компонентам.

Цель достигается тем, что в устройство для измерения затухания и фазового сдвига СВЧ-четырехполюсников, содержащее СВЧ-генератор, последовательно соединенные первый и второй фазовые манипуляторы, сумматор, второй вход которого соединен с выходом СВЧ-генератора„ и первый детектор, синхронный детектор, генератор прямоугольных импульсов, выход которого соединен с мо- 60 дулирующим входом первого фазового манипулятора и через первый делитель частоты — с модулирующим входом второго фазового манипулятора, при этом выход СВЧ-генератора и вход первого фазового манипулятора являются соответственно входом и выходом для подключения исследуемого СВЧ-четырехполюсника, между выходом первого детектора и входом синхронного детектора последозательно включены управляемый дискретный аттенюатор к первый усилитель промежуточной частоты, между выходом первого делителя частоты,и опорным входом синхронного детектора последовательно включены второй делитель частоты и третий фазовый манипулятор, модулирующкй вход которого соединен с выходом генератора, прямоугольных импульсов, к выходу введенного второго усилителя промежугочной частоты параллельно подключены первый и второй фазовые детекторы и второй детектор, выход которого соединен с управляющим входом управляемого дискретного аттенюатора, выход второго делителя частоты соединен с опорным входом второго фазового детектора и через введенный четвертый фазовый манипулятор опорным входом первого фазового детектора, а между выходом второго делителя частоты и модулирующим входом четвертого фазового манипулятора включен третий делитель частоты, при этом выходы первого и второго фазовых детекторов и второго детектора являются соответственно выходами сигналов, пропорциональных квадратурным компонентам, фазовому сдвигу и затуханию.

На чертеже приведена структурная электрическая схема устройства для измерения затухания и фазового сдвига СВЧ-четырехполюсников.

Устройство для измерения затухания и фазового сдвига СВЧ-четырехполюсников содержит СВЧ-генератор 1, первый и второй фазовые манипуляторы 2 и 3., сумматор 4, первый детектор 5, синхронный детектор б, генератор 7.прямоугольных импульсов, первый делитель 8 частоты, исследуемый СВЧ-четырехполюсник 9, управляемый дискретный аттенюатор 10, первый усилитель 11 промежуточной частоты, второй делитель 12 частоты, третий фазовый манипулятор 13 ,второй усилитель 14 промежуточной частоты, первый и второй фазовые детекторы 15 и 16, второй детектор 17,.четвертый фазовый манипулятор 18, третий делитель 19 частоты, а также первый и второй вентили 20 и 21, первый и второй цифровые вольтметры 22 и 23.

Устройство для измерения затухания и фазового сдвига СВЧ-четырехполюсников работает следующим образом.

Сигнал на выходе исследуемого

СВЧ-четырехполюсника 9 имеет вид

1141343

K„Aosin (." о t +ipx ) к где К вЂ” коэффициент, характеризух ющий затухание исследуемого СВЧ-четырехполюсника

9;

Aо — амплитуда сигнала СВЧ-генератора 1; фазовый сдвиг, вносимый исследуемым СВЧ-четырехполюсником 9.

Сигнал на выходе первого фазового манипулятора 2, который в процессе измерений с частотой

F = — генератора 7 прямоугольных тТ, импульсов (обычно 100 кГц) принимает дискретные фазовые состояния. 0,180 можно записать как

K„A sin(p7 t+y „) при 0

-K A sin (rZ>t -Мр„) при — < t < Т где Т1 — период следования импульсов генератора 7.

Сигнал на выходе второго фазового манипулятора 3, который в процессе измерений принимает дискретные фазовые состояния О, 90 с чао

F 1 . 1 стотой F = — = — = —, принимает

2 п пТ, T„

2 вид

kx Ao5in((d t t cP» ) nP» Q t < и с» Aо5

Т,!

xp» O

2!!

kxА со ((a)ottц») при ОЙ.<— г пои —

"»Аос05(о»ок,tCp»)opè —

После суммирования в сумматоре 4 с сигналом СВЧ-генератора 1 Аосозя,С сигнал на выходе первого детектора

5 будет следующим

2 2 2 !!, Ао+ ОХ+2АО "»5<к! Чк Пр» O

2 2 2 »»

"о+ "о kx 2Aokx 5in qx пРИ вЂ”

Тг

flpN O < t <—

2 2 2 2 !!

Ао+ о х+2АоКхсо5С »пр»0-(2

2 2 Ц

Ао+Aоkx-2Ао "хсо5Ч "ри

Т2

ПРи — t

Сигнал после первого усилителя

11 промежуточной частоты можно записать как

2 2

4k»Ap5in !(!» cp5 Sl,g !!p» Q<$ c — .

4K»А„со5<(» со 7<,t пр» <1 <Т где !„<_#_iF .

Сигнал на выходе синхронного детектора 6, с учетом того, что фаза опорного сигнала, поступающего на опорный вход синхронного детектОра б, принимает дискретные состояния

0 180 с частотой

2 Т3 О

15 имеет вид

4А„»п " Чк пР» 0<4

4 г Т3

4А, » со5ср» при — <4 <—

4 г, . Т3 7Т3

4Aokx 5in g» пои — < с <—

2 4 7Т 3

4А kx cp5 ср» пр» Н ° Т

25 или, используя ряд Фурье, сигнал можно записать в виде выражения и

"о "к "-- (5<пцк-созе»Дсо5 а и 1 <

n=!,2,5., 1

30 4-п(5»пcP»tcoscP»l!5

735 принимает вид

А K»CO5(Cl3t+Цх+" ), Далее сигнал поступает на первый и второй фаэовые детекторы 15 и 16

40 и второй детектор 17, с выходов которых снимаются сигналы, пропорциональные соответственно квадратур- ным компонентам, фазовому сдвигу и затуханию. Часть сигнала с выхода

45 втоРого детектора 17 поступает на управляющий вход управляемого дискретного аттенюатора 10 для автоматической регулировки усиления (АРУ).

Таким образом, удается одновременно измерить затухание, фазовый сдвиг, вносимые исследуемым четырехполюсником, и получить выходной сигнал в виде последовательно появляющихся квадратурных компонент, а также расширить динамический диапазон.

1141343

Составитель В.Чиняков

Редактор П.Коссей Техред М.Пароцай Корректор С.Черни

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4

Заказ 490/33 Тираж 748

ВНИИПИ 1 осударственного по делам изобретений

113035, Москва,. Ж-35, Подписное комитета СССР и открытий

Раущская наб., д.4/5