Измеритель s-параметров элементов свч-тракта

 

Изобретение относится к технике измерений на СВЧ и может быть использовано для создания систем встроенного контроляи диагностики состояния элементов СВЧ-тдактов радиотехнических объектов. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. Измеритель S-параметров элементов СВЧ-тракта содержит генератор 1 СВЧ, четырехзондовые датчики 2 и 4, исследуемый четырехполюсник 3 СВЧ, направленный ответвитель 5 падающей волны, исследуемый двухполюсник 6 СВЧ, трехканальный СВЧ-коммутатор 7, нагрузки 8,9 и 10 с различными коэффициентами отражения , блок 11 обработки информации и управления . Процесс измерения параметров элементов СВЧ-тракта состоит из трех режимов . Режим измерения определяется состоянием СВЧ-коммутатора 7. Вычисленные в трех режимах измерения значения коэффициентов отражения на входе и выходе четырехполюсника 3 позволяют определить его S-параметры 2 ил. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я) G 01 R 27/28, 27/32

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ"

K АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4462638/09 (22) 18.07.88 (46) 15,09.91. Бюл, N- 34 (71) Севастопольский приборостроительный институт (72) И.К.Бондаренко, Ю.Б.Гимпилевич и Ю,И.Царик (53) 621.317.343 (088.8) (56) Бондаренко И.К., Дейнека Г.А., Маграчев 3.В. Автоматизация измерений параметров СВЧ-трактов, М.: Сов.радио, 1969.

Авторское свидетельство СССР

М 362262, кл, G 01 R 27/28, 1971. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ S-ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕМЕНТОВ СВЧ-ТРАКТА (57) Изобретение относится к технике измерений на С В Ч и может быть использовано для создания системвстроенного контроляи диагностики состояния элементов СВЧ-трак Ы 1677669 А1

ТоВ радиотехнических обьектов, Цель изобретения — расширение функциональных возможностей. Измеритель S-параметров элементов СВЧ-тракта содержит генератор

1 СВЧ, четырехзондовые датчики 2 и 4, исследуемый четырехполюсник 3 СВЧ, направленный ответвитель 5 падающей волны, исследуемый двухполюсник б СВЧ, трехканальный СВЧ-коммутатор 7, нагрузки 8,9 и

10 с различными коэффициентами отражения, блок 11 обработки информации и управления. Процесс измерения параметров элементов СВЧ-тракта состоит из трех режимов. Режим измерения определяется состоянием СВЧ-коммутатора 7. Вычисленные в трех режимах измерения значения коэффициентов отражения на входе и выходе четырехполюсника 3 позволяют определить его S-параметры. 2 ил.

1677669

Изобретение относится к технике измерений на сверхвысоких частотах и может быть использовано при создании систем встроенного контроля и диагностики состояния элементов СВЧ трактов радиотехнических обьектов, Цель изобретения — расширение функциональных возможностей.

На фиг,1 1изображена структурная электрическая схема измерителя S-параметров элемен ron СВЧ-тракта; на фиг.2 — структурная злект;л:ческая схема блока обработки информации "„управления.

Измерите и, S-параметров элементов

СВЧ-тракта содержит генератор 1 СВЧ, первый четерехзондовый датчик 2, исследуемый четырхполюсник 3 СВЧ, второй четырехзондовый датчик 4, направленный ответвитель 5 падающей волны, исследуемый двухполюсник 6 СВЧ, трехканальный

СВЧ-коммутатор 7, первую 8, вторую 9 и третью 10 нагрузки с различными коэффициентами отражения, блок 11 обработки информации и управления.

Блок 1 обработки информации и управления содержит коммутатор 12, АЦП 13, ЭВМ 14 и блок 15 индикации.

Измеритель S-параметров элементов

СВЧ тракта работает следующим образом.

В результате подключения трехканальным СВЧ коммутатором 7 к выходу направленного ответвителя 5 любой из нагрузок

8,9 или 10, на выходах второго четырехзонроаого датчика 4 появляются напряжения, которые описываются выражением

U2tm= (!+! Ггп + ! 21 г

D n

+ 2 Гг coo {pzm — 2 Oz> ) )

i =1,2,3,4

m =1, 2,3, где Кз — коэффициент передачи 1-го зонда второго четырехзондового датчика 4: Оп — коэффициент, зависящий от параметров элементов СВЧ тракта; Гг I, pram модуль и фаза коэффициента отражения в плоскости подключения направленного ответвителя 5 K второму четырехзондовому датчику 4 при подключении СВЧ коммутатором m-ной нагрузки 8,9 или 10 к выходу направленного ответви геля 5; Я21 — фазовое расстояние от плоскости размещения i-го зонда до плоскости подклю гения направленного ответвителч 5 ко второму четырехзондовому датчику 4.

Комплексный коэффициент отражения в плоскости подключения направленного ответвителя 5 к второму четырехзондовому датчику 4, связан с параметрами СВЧ тракта

5 следующим соотншением с

Ггп =Г +3 1 Гп,, в=1,2,3 (2) uiim= (1+ Г1 +

Kii 2

Ф

30 + 2 Г1 и I cos (pi — 2 Эц ) ), 1=1.2,3,4

m =1,2,3 (3) где Кц — коэффициент передачи i-ro зонда первого четырехзондового датчика

2; 11m !, @1m — модуль и фаза коэффициента отражения в плоскости подключения четырехполюсника 3 к первому четырехзон40 довомy датчику 2, р подк ении СВЧ коммутатором 7 m-той нагрузки 8,9 или 10 к выходу направленного ответвителя 5; (+i— фазовое расстояние от плоскости размещения i-го зонда до плоскости подключения исследуемого четырехполюсника 3 к первому четырехзондовому датчику 2.

Комплексный коэффициент отражения в плоскости подключения исследуемого че0 тырехполюсника 3 к первому четырехзондовому датчику 2 связан с параметрами элементов СВЧ тракта соотношением — Pl2

55 1m = 511+

S) Гг, е

;m =1.2.3 — J2I

1 — Ягг Гг е () где Si> — комплексный коэффициент огражения входа исследуемого четырехполюс10 где Гн = Гн е "— комплексный коэффициент отражения исследуемого двухполюсника 6; 341 — комплексный коэффициент передачи канала направленного ответвителя 5, используемый для ответвления мощности волны, падающей на исследуемый двухполюсник 6, Г,1 — комплексный коэффициент отражения одной иэ нагрузок 8,9 или 10, подключенной СВЧ коммутатором 7 к выходу направленного ответвителя 5, В результате подключения трехканальным СВЧ коммутатором 7 к выходу направленного ответвителя 5 любой из нагрузок

8,9 или 10, на выходах первого четырехзондового датчика 2 появляются напряжения, которые описываются выражением

1677669

Г21 — Гн (5) С учетом (5) система уравнений (1) примет вид 25

02!1 = — (1+ I Гн I +

D1

2 I Гн I cos (уъ — 2 б4!)), 3Î (6) I =1,,2,3,4

Система из четырех уравнений (6) с двумя неизвестными является избыточной и 35 может быть решена ртноситепьно неизвестных параметров (! Г, !, rp) одним из известных методов.

Одновременно с этим, решением системы уравнений (3) определяется комплекс- 40 н ый коэффициент отражения (1"11) в плоскости подключения исследуемого четырехполюсника З.к первому четырехзондовому датчику 2. Вычисленные значения коэффициентов отражения Г11, Г21 запо- 45 ми на ются в Э В М 14.

Второй режим измерения (m=2). По команде с блока 11 трехканальный СВЧ коммутатор 7 подключает к выходу направленного ответвителя 5 вторую нагрузку 9 с коэффициентом отражения Г2 W О, Производят аналогичные операции измерения комплексных коэффициентов отражения на входе и выходе исследуемого четырехполюсника 3 (Г12, Г22), Вычислен- 55 ные значения коэффициентов отражения

r», r» запоминаются в ЭВМ.

Третий режим измерения (m=3). По команде с блока 11 трехканальный СВЧ ника 3; S21 — комплексный коэффициент передачи исследуемого четырехполюсника 3;

S22 — комплексный коэффициент отражения выхода исследуемого четырехполюсника 3; I2 — фазовэя длина второго 5 четы рехзондового датчика 4.

Процесс измерения паоаметров эле- ментов СВЧ тракта состоит из трех режимов, определяющихся состоянием СВЧ коммутатора 7. 10

Первый режим измерения (а=1). По команде из блока 11 трехканальный СВЧ коммутатор 7 подкл ючает к выходу направленного ответвителя 5 первую на-. грузку р с нулевым коэффициентом отраже- 15 ния (Г1= О). Иэ (2) следует, что при Г1=0 комплексный коэффициент отражения в. плоскости подключения направленного ответвителя 5 ка второму четырехзондовому датчику 4 равен 20 коммутатор 7 подключает к выходу направленного ответвителя 5 третью нагрузку 10 с

Гз A Г2 w О. производятся измерения комплексных коэффициентов отражения на входе и выходе исследуемого четырехполюсника 3 (Г1з, Г2з). Вычисленные значения коэффициентов отражения

Г1з, Г23 запоминаются в ЭВМ.

Вычисленные в трех режимах измере.ния значения коэффициентов отражения на входе и выходе исследуемого четырехполюсника 3 позволяют определить его S-параметры. Система уравнений (4) преобразуется следующим образом. — 1212

Г1в = 811+ S22 Г1в Ггв е + (7) — )212

+ЬГ2 е, m =1,2,3

Ю где Л= S21 — S11 S22, Система из.трех уравнений (7) с тремя неизвестными(511,322, ь ) является линейной и решается относительно неизвестных методом Крамера или Гаусса.

Вычисленные значения параметров элементов СВЧ тракта (Гн S11, 522, S21), в цифрОвом или аналоговом виде поступают в блок 15.

Формула изобретения

Измеритель S-параметров элементов

СВЧ-тракта, содержащий генератор СВЧ= первый и второй четырехзондовые датчики, выходы зондов которых подсоединены к входам блока обработки информации и управления, и коммутатор, причем выход первого и вход второго четырехзондовых датчиков являются соответственно выходом и входом для подключения исследуемого четырехпрлюсника СВЧ, а управляющий вход коммутатора соединен с выходом блока обработки информации и управления, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, введены направленный ответвитель падающей волны, выход вторичного канала которого соединен с входом коммутатора, выполненного трехканальным, и первая, вторая и третья нагрузки, подключенные к соответству1ощим выходам трехканального коммутатора, при этом вход первого четырехзондоного датчика соединен с выходом генератора

СВЧ, выход второго четырехзондового датчика — с входом направленного ответвителя падающей волны, выход первичного канала которого является выходом для подсоединения исследуемого двухполюсника СВЧ, 1677669

Составитель M.Êðîìèí

Техред М.Моргентал Корректор С.Шевкун

Редактор Н.Химчук

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1Q1

Заказ 3113 Тираж 396 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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