Измеритель прямых и обратных потерь невзаимных четырехполюсников

 

277029

ОПИСАНИЕ

И 3 ОБРЕ ТЕ Н И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

-. . лтЕ, Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 28.Х.1969 (№ 1279094!26-9) Кл. 21а, ?1 с присоединением заявки №

Комитет по делам иаобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Пр иоритет

Опубликовано 22Л11 1970. Бюллетень № 24

Дата опубликования списания 15.1.1971

МПК G 01г 15/00

УДК 621.317.341(088.8) Автор изобретения

А. С. Елизаров

Заявитель

ИЗМЕРИТЕЛЬ ПРЯМЪ|Х И ОБРАТНЫХ ПОТЕРЬ

НЕВЗАИМНЫХ ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКОВ

Невзаимные четырехполюсники, в которых использованы продольно- и поперечно-намагниченные ферриты, получили широкое распространение в технике СВЧ как самостоятельные СВЧ-узлы, так и в качестве составных элементов более слож тых узлов. Наиболее распространенными невзаимными четырехполюсниками являются ферритовые вентили и независимые ферритовые фазовращатели.

В известных измеригелях по основному авт. св. № 171032 в кольцевую систему включены два высокочастогных переключателя. К одним клеммам их подключают исследуемый невзаимный четырехполюсник, а к другим— произвольный четырехгэлюсник, потери которого одного порядка с потерями исследуемого четырехполюсника.

Однако известный измеритель имеет ряд недостатков. Он позволяет определять прямые

8„р и обратные р,ор потери с точностью до потерь в переключателях. Для определения потерь в переключателях необходимо точно знать потери дополнительного взаимного четырехполюсника. Одчовременное воспроизведение характеристик „р и р,!!ð в функции от частоты или напряжен!!ости управляющего магнитного поля невозможно из-за наличия третьего переключа геля, коммутирующего энергию генератора.

Целью настоящего изобретения является устранение, во-первых, зависимости результатов измерения P„ !! P,ор от потерь в переключателях и потерь дополнительного взаимного четырехполюсника и, во-вторых, обеспе5 чение одновременного панорамного воспроизведения характеристик,р и,ер.

Для этого в предлагаемом измерителе вход измерительного тракта годключен к выходу генератора, выход измерительного тракта

10 имеет согласованную нагрузку, к одним клеммам высокочастотных переключателей подключен исследуемый невзаимный четырехполюсник, а другие клеммы этих переключателей замкнуты накоротко.

15 Кроме того, между выходами кольцевого измерительного тракта и выходом генератора включено 3 дб гибридное соединение; в кольцевой измерительный тракт между общими клеммами высокочастотных переключателей и

20 ферритовыми вентилями включены четыре однонаправленных ответвителя с детекторными секциями, ориентированные попарно на парциальные волны, падающие на четырехполюсник и прошедшие через него. Выходы усили25 телей сигналов, снимаемых с детекторных секций, подключены ко входам измерителя отношений через переключатель.

На фиг. 1 предстазлена функциональная схема предлагаемого измерителя, Схема со30 держит СВЧ-генератор 1, ферритовый вен277029

UI —— К Р„ на клемме г U

10 (2) Ul — — К1/г, т. е.

К = КК 5„, тиль 2, двухдетекторные датчики уровня мощности 8, 4, высокочастотные переключатели 5, исследуемый невзаимный четырехполюсник б, согласованная нагрузка 7, суммирующие каскады 8, усилители 10, 11 и измеритель отношений 12.

На фиг. 2 представлена функциональная схема предлагаемого измерителя, обеспечивающая возможность одновременного воспроизведения характеристик прямых и обратных потерь. В эту схему нклю1ены свип-генератор

И, v Об гиоридное со .1н1ение 14, ферритовые вентили 1., наиравленные ответвители 1ь, OpHeIiIИрОВапНЫЕ HB ВО1НЫ, ПадаЮщИЕ На ЧЕТ ре. 1ОЛРОiпР1К, HBHpdis.1ИННЫЕ ОтВЕтВИтЕЛИ 1i, ОРИ НтИРОВИННыЕ На ВО.1НЫ, ПРОШЕДШИЕ ЧЕРЕЗ етырехнолюсник, высокочастотные переклю d1епИ 1д, Р!ССЛЕдуЕМЫИ iiЕВЗаИМНЫЙ ЧЕТЫРЕХнолюсник э, детекторные секции 20, усилители Hi HB.IOB 21, 22, д, Н, CHHAIBQillblX C jIBTQKгоР1 1ых секций, и измеритель отношений 25. ,Рредлагаемый измеритель работает следующ м ооразом. .энергия генератора;1оступает в обычный измерительнь и тракт, оканчивающийся согласованнои нагрузкой. 1 леммы а и а переН.РЮЧИТЕЛЕИ O ЗаМКНутЬ1 НаКОрОтКО (СОЕдИНЕны отрезком тракта).

I-аЗНОСтЬ ПОкаэаинй ИЗМЕрнтЕЛя ОтНОШЕНИй при подключении переключателей к исследуе.ному четырехполюснику и при коротком замыкании их будет оазна искомой величине „р (00) или Р,бр (oo) HPI этом она не зависит от .потерь в сами:, переключателях.

11РН РазДельном измеРении P р или (()6p нет неооходимости создания самого кольцевого измерительного Гр lкта и двуxKpBTHQI о измерения показании измерителя отношений Iloсле предварительпо11 ка.РИОровки его на 0 дб.

Р ежиму измерения предшествует режим калибровки измерителя отношений. В этом режиме переключатели 5 устанавливаются в положения а и а, а входные сигналы измерителя отношений (при условии квадратичного детектирования) могут быть представлены на клемме в в виде U<— = К Р„а на клемме г—

0г= К"S,Рд, где Р, — величина мощности в измерительном тракте в месте расположения датчика уровня 8;

К вЂ” коэффициент передачи системы 8—

8 — 10;

К" — коэффициент передачи системы 4

9 — 11;

$, — суммарный коэффициент передачи пер еключателеи 5.

Изменением коэффициента усиления усилителей 10 или 11 измеритель отношений калибруется установкой на 0 дб. Это соответствует: где К вЂ” введенный коэффициент передачи (в данном случае в усилителе 11), 20

Если теперь переклк11атели 5 перевести в положения б и б, то входные сигналы измерителя отношений окажутся равными на клемме в 1г — К К п1- пр1 г> (1) где в общем случае Рг4=Р1. Измеритель отношений (если его шкала проградуирована в

do) даст показание, разное следующему выражению:

А = — 101g, = — 101g

Ul К или с учетом (2) получаем

А=10lg „р, (3, т. е. отсчет по шкале измерителя отношений является искомой величиной р„р (дб).

Если исследуемый;етырехполюсник переориентировать или изменить направление управляющего магнитного поля (при наличии электромагнита), то описанная методика позволит измерить рпбр (дб).

1аким ооразом, предлагаемый измеритель позволяет не только устранить зависимость результатов измерения „р и р,б от потерь в переключателях и исключить необходимость использования дополнительного четырехполюсника, но и значительно упростить как саму функциональную схему, так и методику измерения.

Автоматизация процесса измерения р пр и

,бр (одновременное панорамное воспроизведение характеристик P,ðè,бр) достигается следующим образом:

1. Одновременным распространением СВЧэнергии через исследуемый четырехполюсник в двух противоположных направлениях.

2. Использованием информации о параметрах этих парциальных волн на входе и выходе четырехполюсника для целей измерения пР И 1 обР

Для выполнения первого условия необходим кольцевой измерительный тракт, в котором к выходу генератора должно быть подключено 3 дб гибридное соединение, обеспечивающее одновременную запитку кольца с противоположных концов. Выделение же информации о параметрах парциональных волн обеспечивается применением в качес1ве датчиков уровня мощности четырех сднонаправленных или двух двуна.1равленных ответвителей.

Ферритовые вентили для энергии генератора включены в прямом направлении, а для парциальных волн, прошедших через четырехполюсник, — в обратном, Это исключает циркуляцию энергии- по измеритальному кольцу и связанные с ней погрешности измерения.

С помощью каждой пары ответвителей с детекторными секциями обеспечивается выде277029 ление сигналов, пропорциональных при квадратном детектировании мощностям каждой парциальной волны на входе и выходе четырехполюсника. После этого необходимо использовать информацию о величинах этих сигналов для измерения Р,р и, р.

Методика измерения следующая. Режим измерения предшествует режим калибровки измерителя отношений. В этом режиме переключатели 18 находятся в положениях а и а, а измеритель отношений с помощью переключателя 26 поочередно подключается к выходам усилителей 21, 2 и 28, 24. Сигналы на клеммах в и г (как и в предыдущем случае) определяются выражениями (1), если ослаоление первичного канала левого ответвителя

17 учесть в величине Ь„а переходные ослабления левого ответвигеля 1б и правого ответвителя 17 — в величинах К и К".

Изменением коэффициента усиления одного из усилителей 21 или 28 измеритель отношений калибруется на 0 дб. Аналогичны рассуждения и в отношении сигналов на клеммах д и е, причем в этом положении переключателя

2б измеритель отношений калибруется изменением коэффициента усиления одного из усилителей 22 и 24.

Если теперь переключатели 18 перевести в положения б и б, то показания измерителя отношений в зависимости от положения переключателя 2б будут соответствовать Р „р (дб) или р,бр (дб). Подачей выходного найряжения измерителя отношений на отклоняющие пластины ЭЛТ, обеспечивается панорамное воспроизведение характеристик,р или (06ð в функции от частоты нли напряженности управляющего магнитного поля. Для одновременного воспроизведения этих характеристик переключатель 2á выполняют в виде электронного коммутатора.

При использовании двунаправленных ответвителей общее число ответствителей может быть уменьшено до двух.

Предмет изобретения

1. Измеритель прямых и обратных потерь

10 невзаимных четырехполюсников по авт. св. № 171032, от,гичающайся тем, что, с целью устранения зависимости результатов измерения от потерь в выcoкочастотных переключателях, вход измерительного тракта подключен

15 к выходу генер атор а, выход измерительного тракта имеет согласованчую нагрузку, к одним клеммам высокочастотных переключателей подключен исследуемый невза имный четырехполюсник, а другие клеммы этих пере20 ключателей замкнуты накоротко (соединены отрезком тракта).

2. Измеритель, по п. 1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности одновременного воспроизведения характеристик

25 прямых и обратных потерь, между входами кольцевого измерительного тракта и выходом генератора включено 3 дб гибридное соединение, в кольцевой измерительный тракт между общими клеммами высокочастотных перез0 ключателей и ферритовыми вентилями включены четыре однонаправленных ответвителя с детекторными секциями, ориентированные попарно на парциальные волны, падающие на четырехполюсник и прошедшие через него, а

3 выходы усилителей сигналов, снимаемых с детекторных секций, подключены ко входам измерителя отношений через переключатель, 277029

Фиг.1 иа.

Составитель С. Базарова

Техред 3. Н, Тараненко Корректор Н. Л. Бронская

Редактор Г. Громова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 3791/9 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4 5