Способ измерения коэффициента отражения

 

Изобретение относится к радиоизмерительной технике высоких и сверхвысоких частот. Цель изобретения - повышение точности измерения малых значений коэф.отражения. Предлагаемый способ отличается тем, что дополнительно измеряют фазу сигнала, устанавливают фазу коэффициента отражения (КО) эталонного двухполюсника, равную φ<SB POS="POST">эт</SB>, φ<SB POS="POST">эт</SB>+90°, φ<SB POS="POST">эт</SB>+180°, измеряя при этом фазу сигнала. Затем на выход фазовращателя подключается исследуемый двухполюсник, изменяют фазовый сдвиг на выходе измерительного тракта от 0 до 180° и измерителем фиксируется максимальное изменение фазы Δφ. КО определяют по формуле. Устройство измерения КО содержит г-р 1, аттенюатор 2, ответвитель 3 падающей волны, ответвитель 4 отраженной волны, эталонный двухполюсник 5 с переменной фазой (короткозамыкатель), исследуемый двухполюсник 6, вентиль 7, измеритель 8 разности фаз и фазовращатель 9. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1.

„„Я0„„14781 цц 4 G 01 R 27/06

ВЬЕСОЮЫЯА1"1

ГА! Г .-:: 1 и

Е. Б, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4ь

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4292994/24-09 (22) 03.08.87 (46) 07.05.89. Бюл, 11 - 17 (72) В.И.Ефремов, Л.H,Èâàíîâà, С.IO.Ëàïóíîâ и А.В,Полоник (53) 621,391.67(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1092432, кл, С 01 R 27/06, 1984, Доброхотов Б..А. Измерения в электронике, т. 1, Энергия, 1965, с. 179-180, (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА

ОТРАЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к радиоизмерительной технике высоких и сверхвысоких частот. Цель изобретения — повыщение точности измерения малых значений коэф, отражения.

Предлагаемый способ отличается тем, что дополнительно измеряют фазу сигнала, устанавливают фазу коэффициента отражения (КО) эталонного двухо полюсника, равную с „,(р +90,Cp»+

+180, измеряя при этом фазу сигнала, Затем на выход фазовращателя подключается исследуемый двухполюсник, изменяют фазовый сдвиг на выходе измерительного тракта от 0 до о

180 и измерителем фиксируется максимальное изменение фазы М . КО определяют по формуле. Устр-во измерения КО содержит r-p 1, аттенюатор 2, ответвитель 3 падающей волны, ответвитель 4 отраженной волны,. эталонный двухполюсник 5 с переменной фазой (короткозамыкатель), исследуемый двухполюсник 6, вентиль 7, измеритель 8 разности фаз и фазовращатель 9. 1 ил.

1478153

Изобретение относится к радиоизмерительной технике высоких и сверхвысоких частот и может быть использовано для измерения малых коэффициентов отражения, Целью изобретения является повышение точности измерения малых значений коэффициента отражения.

На чертеже приведена структурная 1р схема устройства для реализации способа измерения коэффициента отражения.

Устройство измерения коэффициента отражения содержит генератор 1, 15 аттенюатор 2, ответнитель 3 падаю-. щей волны, ответвитель 4 отраженной волны, эталонный двухполюсник (короткозамыкатель) 5 с переменной фазой, исследуемый двухполюсник 6, вентиль 20

7, измеритель 8 разности фаз, фазовращатель 9, причем выход генератора

1 через вентиль 7, ответвитель 3, аттенюатор 2, отнетвитель 4, фазонращатель 9 соединены с короткозамыкате- 25 лем 5 и исследуемым двухполюсником

6, измеритель 8 разности фаз связан с побочной линией ответвителя 3 и ответвителя 4.

Устройство измерения коэффициента 30 отражения работает следующим образом, К выходу фазовращателя 9 подклю— чается короткозамыкатель 5 с переменной фазой, имеющей модуль коэффициента отражения, равный единице, и возможность установления фазы коэффицио ента отражения от 0 до 360, Сигнал на выходе ответнителя 4 имеет вид где К вЂ” коэффициент связи отнетнисв теля 4;

К вЂ” коэффициент направленности н, ответнителя 4; 45

1 — коэффициент отражения на выходе фазовращателя 9;

U U — комплексные амплитуды ототр» паР, раженной и подающей волн, Сигнал на выходе ответвителя 3 5О имеет следующий вид

Пз св (U»ap Кн,ц»тр ) св, »цд(и, где К вЂ” затухание аттенюатора 2, При затухании K=O 3-0,01 (от 10 до 20 дБ), при условии /K>,/(0„1 (направленность ответвителя 3 более

20 дБ), сигнал с выхода отнетнителя

3 не зависит от коэффициента отражения Г и является опорным для измерителя 8 при измерении фазы сигнала с выхода ответвителя 4, Из соотношения (1) следует, что фаза сигнала U<

/Г/ sing +/Kí l sinЧз

"ОА / Г(cosy +/K„ / cosg (3) де 4 фаза Кс» 1

cf А фаза Uqa» y рз фаза Кн,;

Ц, — фаза коэффициента отражения.

/Г (sin%»

Учитывая, что arctg — — — — - < (Г f с.оs c(„ из соотношения (3) следует, что (Г/ s in, + /K q 4 " А 8 /Г(cos(P, +/K„ / сонч>

/Г(з1пц„

+g агсС8 — — — —— (4)

/Г/ cos „

Используя соотношение для разности arctg, получим из (4) sin(g -,)

Ц =(ц+1р„ +(р,+arctg

1+ --„— cos ((g -Ч„) .

КH1 (5)

Учитывая, что Г короткозамыкателя

5 равен единице, а /Кя /- 1, преобразуют соотношение (5) к удобному виду для дальнейшего анализа !

Чо= 4 рпад+ +/Кн /с sin(cgq Чг)

-/Кн / —, нкап(2Ч -2(p„), (6) !

При выводе соотношения (6) учитывают соотношения, справедливые для

1+х малых аргументов х --.— 1-х, о

arctg х=-х,ес =180 /» — перевод из радианной: меры в градусную, так как все фазы предполагаются измеренными в градусах, С помощью короткоэамыкателя 5 устанавливают последовательно фазовые сдвиги коэффициента отражения<,-, (р +90,(, +180, а измерителем 8 измеряют фазу сигнала U< относительно б опорного сигнала П (фазонращатель

9 устанавливается в нулевое положение), Показания измерителя 8 соответственно имеют следуюший вид

1478153

2U z-2(pzz+Vz Ц и+А!- Жэ

5 /Кнг1, соя (Цгэ-, )— (12) (7) 10 а/К,,/= 3= где Ч, — фаза Ков 1

Затем фазовращателем 9 устанавлива-15 ется 90-градусный фазовый сдвиг, что соответствует фазовому сдвигу фазы о коэффициента отражения на 180 . С помощью короткозамыкателя 5 устанавливают те же фазовые сдвиги коэффициента отражения(„,qÄ+90,(p»+180

Показания измерителя 8 при этом имеют соответственно следующий вид

Чг!=А P!+(P„+180 +8„о /K„)

/ К„/

-1 )- — — -

2 эт

ЬЧ

/1 / =s in — /э /Ы.

2 (15) зр где 9 в,— погрешность воспроизведения

180-градусно ro фаз о во го сдвига в отраженной волне.

Под знаками sin u cos погрешно-! стью в о, можно пренебречь.

Вычитая уравнения системы (7) из 40 соответствующих уравнений (8), получают уравнения вида (pz, (p„=180 +g1во 2 /k„z) +sin(cg> -(p„);

Чю Ч! =180 + !воо +2/К„ /оасоя ® -(ф.„.) 3 (9) 45

Из первого и третьего уравнений системы (9) путем их почленного вычи- 5р тания определяют (p г-Ж+(p +/К,/ in ((p, -(p,,)—

/к.,/ — --- - csin(2(p -2<„о 1

2 (Р!г

/Kí.,/ о

+ — — - csin(2$ -2(у )+90

2 Э т !

Ч!э "!г !! эт / нг/ф п(СтЭ p )

/Кн./ о — — - oL sin(2(p -2(p )+180

2 э эт ! (/!г Ж +(p„+270 +h„î,- K„!с!я1п Иэ-()+ — - - о Я1п(2(-2(1!, );

/Кн Iz (8) (p„=(pгz-Ж+ -+ 1во +! Кн,М "и (Чэ -1p )/Кн / — --,- - csin(2(g -2 )

2 рт

/К J!!!, я1п((р -(1! ) = — — - — — —, (10)

Ч.,-а -Ч„+p««

/ 4

Суммируя первое и третье уравнения, определяют

9q, Ц!!+ф;Ч!,-360

6

2 !

Из второго уравнения системы (9) с учетом (11) Тогда из уравнения (10) и (12) 2 г

6Ъ ply %l+y 1) + (2 f1!. 2Чы+Чг pJ<+pz3 pl3) 4 (13) Затем на выход фазовращателя 9 подключается исследуемый двухполюсник

6 фазовращателя 9 фаза изменяется о .от 0 до 180, что приводит к изменению фазы отражения от О, до 360 и измерителем 8 фиксируется максимальное изменение фазы Ьцг.сигнала U .

Из соотношения (3) следует, что

zq /Г/

sin-/Kн,I (14)

С учетом соотношения (13) выражение для коэффициента отражения Г

Формула из обре тения

Способ измерения коэффициента отражения, заключающийся в поочередном подключении к измерительному тракту эталонного и исследуемого двухполюсников и в измерении отраженного от них сигналов, о т л и ч а ю щ и Йс я тем, что, с целью повышения точности регулирования малых значений коэффициента отражения, устанавливают фазу коэАфициента отражения эталонного двухполюсника, равную Ц) о о (p»+90 !g +180, измеряют для каждого значения фазы коэффициента отражения фазу отраженного сигнала Cf!!, !г, (P! и1вг,,Ц), Ц!„ пРи фазовом сдвиге на выходе измерительного тракта 0 о и 90 соответственно, при подключении исследуемого двухполюсника изменяют фазовый сдвиг на выходе измео рительного тракта 0-180,измеряют фазу отраженного сигнала и фиксируют максимальное изменения фазы Ь(, а коэффициент отражения Г исследуемого двухполюсника определяют по формуле где(ун ® 9 < ь Фзр э выражены в градусах.

Составитель Е.Скороходов

Редактор В,Бугренкова Техред А.Кравчук Корректор Н, Н.Гунько

Заказ 2359/45 Тираж 714 Подписное

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

/Г!-/Гэт/я1п -- PÔ/180

ЬЧ

1478153 6 где à — коэффициент отражения эталонного двухпоюпосника,