Измеритель невзаимных фазовых сдвигов пассивных четырехполюсников

 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике. Для измерения невзаимных фазовых сдвигов СВЧ-четырехполюсников используют компенсационный способ измерения сдвига фаз. Сигнал от генератора 1, прошедший через последовательно соединенные вентиль 2, первый двунаправленный ответвитель 8, аттенюатор 3, фазовращатель 4, второй двунаправленный ответвитель 11 на первый детектор 6 и далее на вход первого индикатора 7, балансируется сигналом, прошедшим через исследуемый четырехполюсник 5 с второго выхода первого двунаправленного ответвителя на второй вход второго двунаправленного ответвителя, второй выход которого соединен с короткозамыкателем 12. Второй выход первого двунаправленного ответвителя соединен также с вторым детектором 9, соединенным далее с вторым индикатором 10. Благодаря использованию двунаправленных ответвителей 8 и 11, короткозамыкателя 12 и вторых детектора 9 и индикатора 10 обеспечивается возможность измерения изменений фазового сдвига не только на выходе четырехполюсника при прохождении прямой волны по минимуму показателей первого индикатора 7, но и на его входе при прохождении обратной волны по минимуму показаний индикатора 10. Невзаимный фазовый сдвиг четырехполюсника 5 определяется как разность показаний фазовращателя 4, полученных при минимуме показаний начала индикатора 7, а затем по минимуму индикатора 10. Устройство позволяет определить невзаимный фазовый сдвиг и невзаимные потери пассивных четырехполюсников без изменения направления запитки четырехполюсника, что существенно снижает трудоемкость измерений. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 Г 01 R 25/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М А ВТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

С::

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4241045/24-21 (22) 05.05.87 (46) 07.05.89. Бюл. М - 17 (71) Севастопольский приборостроительный институт (72) А.Б.Кондрашихин, А.В.Мельников и В.В.Саламатин (53) 621.317,77(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 - 1084696, кл. G 01 R 25/02, 1984.

Елизаров А.С. Автоматизация измерений параметров линейных невзаимных

СВЧ-четырехполюсников. — М.: Советское радио, 1978, с, ll — 18, рис. 1, 2;

1.4, (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ НЕВЗАИМНЫХ ФАЗОВЫХ

СДВИГОВ ПАССИВНЫХ ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКОВ (57) Изобретение относится к радиоизмерительной технике. Для измерения невзаимных фазовых сдвигов СВЧ-четырехполюсников используют компенсационный способ измерения сдвига фаз.

Сигнал от генератора 1, прошедший через последовательно соединенные вентиль 2, первый двунаправленный ответвитель 8, аттенюатор 3, фазовращатель 4, второй двунаправленный ответвитель 11 на первый детектор б и далее на вход первого индикатора

7, балансируется сигналом, прошедшим через исследуемый четырехполюсник 5

„„SU„„1478149 д1 с второго выхода первого двунаправленного ответвителя на второй вход второго двунаправленного ответвителя, второй выход которого соединен с короткозамыкателем 12. Второй выход первого двунаправленного ответвителя соединен также с вторым детектором 9, соединенным далее с вторым индикатором 10. Благодаря использованию двунаправленных ответвителей 8 и

11, короткозамыкателя 12 и вторых детектора 9 и индикатора 10 обеспечивается возможность измерения изменений фазового сдвига не только на выходе четырехполюсника при прохождении прямой волны по минимуму показателей первого индикатора 7, но и на его входе при прохождении обратной волны по минимуму показаний индикатора 10.

Невзаимный фазовый сдвиг четырехполюсника 5 определяется как разность показаний фаэовращателя 4, получен- Я ных при минимуме показаний начала индикатора 7, а затем по минимуму индикатора 10. Устройство позволяет оп- >М ределять невзаимный фазовый сдвиг и невэаимные потери пассивных четырехполюсников беэ изменения направления ф4, запитки четырехполюсника, что суще- Д ственно снижает трудоемкость измерений, 1 ил.

1478149

Изобретение относится к радиоиз— мерительной технике, Цель изобретения — снижение трудоемкости измерений, 5

На чертеже приведена структурная схема измерителя, Измеритель невзаимных фазовых сдвигов пассивных четырехполюсников содержит генератор 1, соединенный с 10 вентилем 2, опорный канал, образованный последовательно соединенным аттенюатором 3 и фазовращателем 4, исследуемый четырехполюсник 5, первый детектор 6, соединенный с первым ин- 15 дикатором 7, а также первый двуна- правленный ответвитель 8, используемый как делитель энергии, второй детектор 9, соединенный с вторым индикатором 10, второй двунаправленный ответвитель 11, используемый как сумматор энергии, и короткозамыкатель

12, Рри этом у первого двунаправленного ответвителя 8 вход основного 25 плеча (первый вход) соединен с выходом вентиля 2, выход основного плеча (второй выход) с входной клеммой исследуемого четырехполюсника, вход вторичного плеча (второй вход)с вторым детектором 9, а выход вто30 ричного плеча (первый выход) — с входом опорного канала, у второго двунаправленного ответвителя 11 вход основного плеча (второй вход) соединен с выходной клеммой исследуемого 35 четырехполюсника, выход основного плеча (второй выход) — с введенным короткозамыкателем 12, вход вторичного плеча (первый вход) с выходом опорного канала, а выход вторичного плеча (первый выход) — с первым детектором 6.

Измеритель работает следующим образом.

Волна от генератора 1 поступает через вентиль 2 и первый двунаправленный ответвитель 8 в двухканальный из,мерительный тракт, Сигнал, подаваемый на второй детектор 9, определяется методом графов при выполнении следу50 ющих условий.

Коэффициенты отражения в направленных ответвителях 8 и 11 должны быть равны нулю, их коэффициенты ослабления должны составлять величину Нов рядка 10-20 дБ, а геометрические длины равны между собой. Должны отсутст— вовать переотражения от элементов схемы и детекторов 6 и 9, вентиль 2 и фазовращатель 4 практически не имеют потерь, вносимый фазовый сдвиг аттенюатора 3 пренебрежимо мал, применяемые отрезки регулярного волновода практически не имеют потерь.

В этом случае напряжение на входе детектора 9 (Ч,1,4,1,+Ч Ч о 11 где Е

d

2.

Чар л

606 1

Fo$p комплексная амплитуда волHbt генератора 1; переходное ослабление первого двунаправленного ответвителя 8; переходное ослабление второго двунаправленного ответвителя 11; коэффициент передачи отрезка волновода в измерительном канале, обычно равный единице; коэффициент передачи исследуемого четырехполюсника

5 в прямом направлении с учетом потерь на отражение от его входа; набег фазы волны в отрезке волновода измерительного канала; вносимый фазовый сдвиг исследуемого четырехполюсника 5 в прямом направлении; коэффициент передачи отрезка волновода в опорном канале, обычно равный единице; коэффициент передачи аттенюатора 3; набег фазы волны в отрезке волновода опорного канала; вносимый фазовый сдвиг фазовращателя 4; коэффициент передачи исследуемого четырехполюсника 5 в обратном направлении с учетом потерь на отражение от

< его выхода; вносимый фазовый сдвиг исследуемого четырехполюсника

5 в обратном направлении;, фазовый сдвиг при ответвлении волны в первом двунаправленном ответвителе 8;

1478149 — фазовый сдвиг при ответвлении волны во втором двунаправленном ответвителе 11.

Сигнал, подаваемый на первый детектор 6, имеет вид

+с1, с<,oo(l d )å + i 4оп < j (2)

С помощью аттенюаТора 3 и фазовра- 10 щателя 4 по первому индикатору 7 балансируют двухканальный измерительный тракт до получения минимального сигнала, снимаем6го с первого детектора 6. При условии квадратичности характеристики детектора 6 на первый индикатор 7 подается сигнал

-d<) +2d„(1-d, ) ° d2 (1-d2) с Äpcм, cos (gU

+On;qo Ч1)1 =П,M« (3) где К, — коэффициент преобразования первого детектора 6;

Л 25 — коэффициент передачи аттенюатора 3 при минимальном сигнале на первом детекторе 6; (, — вносимый (первый измеренный) фазовый сдвиг фазовращателя 4 ° 30

При этом со s((pц+g lp,-g ) = -I или 4)U +Щ,- 1,-Q =и+26 и, (4) где n — - целое число.

Далее с помощью аттенюатора 3 и фазовращателя 4 по второму индикатору

10 балансирует двухканальный измерительный тракт до получения минимального сигнала, снимаемого с второго де- 40 тектора 9. Если двунаправленные ответвители имеют переходное ослабление d< =d< порядка 10-20 дБ, то сигнал, подаваемый на второй индикатор

10 при условии квадратичности харак- 45 теристики второго детектора 9, имеет вид 4) "оьр U "оа "2 COS (VU+po6p on—

Ч2)) -Ug Mnu э (5) где К вЂ” коэффициент преобразования

Я

55 второго детектора 9; 2 — коэффициент передачи аттенюатора 3 при минимальном сигнале на втором детекторе 9; (— вносимый (второй измеренный)

2 фазовый сдвиг фазовращателя 4.

При этом cos(g +(p - -Ц )= -1 или у +g - -

Невзаимный фазовый сдвиг исследуемого четырехполюсника 5 определяется из формул (4) и (б) как разница фазовых сдвигов, вносимых фазовращателем 4, в одном и другом измерениях

Чаев пр Чоь Ч -С + 2Тш, где ш — целое число, Невзаимные потери (развязку) исследуемого четырехполюсника определяют как отношение затуханий, вноси-! .мых аттенюатором 3 в одном и другом случаях, при условии использования двунаправленных ответвителей 8 и 11 с идентичными характеристиками л2 z

Rm т

Ь

Для определения невзаимных потерь

К четырехполюсника в случае неидентичных двунаправленных ответВителей необходимо предварительно откалибровать измеритель, подключив вместо исследуемого четырехполюсника 5 отрезок регулярного волновода с взаимными характеристиками. Калибровка состоит в проведении операций, аналогичных измерению параметров невзаимного четырехполюсника, но в этом случае отношение затуханий М, вносимых аттенюатором 3, соответствует неидентичности передаточных характеристик двунаправленных ответвителей и должно учитываться при последующих измерениях невзаимных четырехполюсников в качестве поправочного множителя л2 г 2

В отличие от известного измерителя предлагаемый измеритель позволяет одновременно измерять невзаимные фазовый сдвиг и потери исследуемых четырехполюсников без изменения направления запитки четырехполюсника, что существенно снижает трудоемкость измерений, Минимальная погрешность измерений невзаимного фазового сдвига наблюдается при исследовании четырехполюсников с малой величиной

Составитель Ю„Макаревич

Редактор В.Бугренкова Техред А.Кравчук, Корректор . У

Н.Г нько

Заказ 2359/45

Подписное

Тираж 714

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул. Гагарина, 101

5 1478 1 невзаимных потерь, в частности невзаимных фазовращателей, формулаизобретения

Измеритель невзаимных фазовых сдвигов пассивных четырехполюсников, содержащий последовательно соединенные генератор, вентиль, делитель энергии, аттенюатор, фазовращатель, сумматор .энергии, первый детектор и первый индикатор, а также клеммы для подключения исследуемого четырехполюсника, причем входная клемма соединена с вторым выходом делителя энергии, а выходная клемма — с вторым

49

6 входом сумматора энергии, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью снижения трудоемкости измерений, в нем в качестве делителя энергии применен первый двунаправленный ответвитель, в качестве сумматора энергии — второй двунаправленный ответвитель, а также введены короткозамыкатель, входом соединенный с вторым выходом второго двунаправленного ответвителя, и последовательно соединенные второй индикатор и второй детектор, вход которого соединен с вторым входом первого двунаправленного ответвителя.