Устройство для измерения ослабления свч четырехполюсников

Устройство для измерения ослабления свч четырехполюсников

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОСЛАБЛЕНИЯ СВЧ-ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКОВ, содержащее формирователь сигнала управления , эталонный аттенюйтор, последовательно соединенные .генератор СВЧсигналов и делитель мощности, один из выходов которого соединен с входом фазовращателя, управпяешй от генератора пилообразного напряжения блок сдвига частоты, последовательно соединенные смеситель, усилитель промежуточной ь астоты, детектор и индикатор , отли чающееся тем, что, с целью расширения динамического диапазона измерений, в него введены два переключателя, генератор гмлообразного тока и дифференцирующая цепь, при этом второй выход делителя мощнос-w через блок сдвига частоты соединен с входом первого переключателя, первый выход которого подключен к первоку входному зажиму устройства, а второй выход через эталонный аттенюатор соединен с первым входом второго переключателя, второй вход которого подключен к второму входному зажиму устройства, а выходк одному из входов сКюсителя, второй г вход последнего соединен с выходом фазовращателя, управляющий вход которого через генератор пилообразного тока соединен с выходом формирователя сигнала управления, входом сое- /у ненного через дифференцирующую цепь с выходом упомянутого детектора.

1 575 A

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

И ЛАП Ю

РЕСПУБЛИК (19) (11) 3(д),6 01 R 27/32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

3 »

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЗ (21) 3364792/18-21 (22) 10;12. 81 (46) 07.04.83. Бюл. И 13 (72) Ю.Н.Квитко и Е. Б.Сафьяник (53) 621 ° 317-757(088.8)(56) 1. Справочник по электроизмерительным приборам, "Энергия", 1976, с. 537-542.

2. Авторское свидетельство СССР

Ь" 669871, кл. G 01 R 27/32, 1976 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ОСЛАБЛЕНИЯ СВЧ-ЧЕТНРЕХПОЛИСНИКОВ, со" держащее формирователь сигнала управления, эталонный аттенюатор, последо" вательно соединенные, генератор СВЧсигналов и делитель мощности, один из выходов которого соединен с входом фазовращателя, управляеьый от генератора пилообразного напряжения блок сдвига частоты, последовательно соединенние смеситепь, усилитель промежуточной Частоты, детектор и индикатор, отли чающееся тем, что, с целью расширения динамического диапазона измерений, в него введены два переключателя, генератор пилообразного тока и дифференцирующая цепь, при этом второй выход делителя ьющности через блок сдвига частоты соединен с входом первого переключателя, первый юход которого подключен к первому входному зажиму устройства, а второй аеход через эталонный аттенюатор соединен с первым входом второго переключателя, второй вход которого подключен к второму входному зажиму устройства, а выход" к одному из входов сЬесителя, второй вход последнего соединен с находом фазовращателя, управляющий вход ко" торого через генератор пилообразного тока соединен с выходом фори рователя сигнала управления, входом соединенного через дифференцирующую цепь с выходом упомянутого детектора.

1010575

Изобретение относится к технике измерений и может быть использовано для измерения больших ослаблений четырехполюсников в СВЧ диапазоне, в частности для измерения пространст5 венной развязки между передающими и при емными ант ен на ми .

11звестен измеритель больших ослаб-. лений„гостроенный по двухгенератор-ной схеме (1 ).

Недостатком этого устройства является ограниченный динамический диапазон, низкая точность измерений, использование сложных схем автоподст рои ки част оты, бол ьшие габа15

Риты и масса (280 кг), не позволЯющие его использовать в полевых условиях, Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения за- 20 тухания и фазового сдви га, содержащее генератор СВЧ--.сигналов, делитель мощности, бло к сд ви га ча ст оты, и с— следуемый СВЧ-тракт, смеситель, усилител ь промежуточной частоты, дет ек- >5 тор, фаэовращател ь, блок управления, индикатор, аттенюатор и фаэочувствител ьный преобраэовател ь.(2).

Недостатком данного устройства, является ограниченный динамический 30 . диапазон, обусловленный наличием значительных шумов смесителя и недостаточным подавлением частоты сигнала несущей в блоке сдви ra частоты.

Влияние величины подавления си гнала несущей проявляется в том, что даже в случае высокой линейности преобразования амплитуда сигнала на выходе смесителя зависит от разности фаз между сигналами, поступающими ® на гетеродинный и си гнал ьный входы смесителя. Эта зависимость исчезает тол ько при полном подавлении ост атка сигнала несущей в блоке сдвига частоты, чего добит ься черезвычайно трудно. Для подавления си гнала несущей применена сложная механическая конструкция непрерывного фазовращателя, что для измеряемых величин ослаблений в диапазоне (0-80 дБ) поэво50 лило пр акти чески и эбави т ься от:.вли-яния разности фаз между сигналами, поступающими на гетеродинный и сигнал ьный входы смесителя .

Однако при расширении динамического диапазона измеряемых ослаблений на вход смесителя поступают сверхслабые си гналы (на уровне ьинус 140150 дБ/Пт), при этом линейность преобразования нарушается. В результате этого вновь пощвяется зависимость амплитуды си гнала на выходе смесителя от разности фаз .подавае ь х на него сигналов, что приводит к неоднозначности измерений.

Цель изобретения - расширение динамического диапазона измеряе ь х ослабл ений .

У каз анная ц ел ь до ст и гает ся тем, что в устройство для измерения ослаблений СВЧ-четырехполюсни ков, содержащее формирователь сигнала управления, эталонный аттенюатор, последоватеп ьно соединенные ген ер ат ор С ВЧ-си гналов и делитель мощности, один из выходов которого соединен с входом фазовращателя, управляеьь и от генератора пилообразного напряжения блок сдвига частоты, последовательно соединенные смесител ь, усилитель промежуточH ой част оты, дет е кт ор и и н ди кат ор, введены два переключателя, генератор пидообразного тока и дифференцирую.щая це пь, при этом второй выход делителя мощности через блок сдвига частоты соединен с входом первого переключателя, первый выход которого подключен к первому входному зажиму уст. ройства, а второй выход через эталонный аттенюатор соединен с первым входом второго переключателя, второй вход которого подключен к второму входному зажиму устройства, а выход- к одному из входов смесителя, второй вход последнего соединен с вы,ходом фазовращателя, управляющий вход которого через генератор пилообразного тока соединен с выходом формирователя си гнала управления, входом соединенного через дифференцирующую цепь с выходом упомянутого детекто-. ра.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит генератор 1 .

СВЧ-сигналов, делитель 2 мощности, фазовращат ел ь 3, генератор. 4 пилообразного тока, балансный смеситель, .

5, бл9к 6 сдвига частоты, генератор

7 пилообразного напряжения, первый переключател ь 8, исследуемий СВЧтракт 9, эталонный аттенюатор 10, второй электромагнитний переключатель 11, усилитель 12 промежуточной частоты, уз кополосный кварцевый фильтр 13, детектор 14, индикатор

15, дифференцирующую цепь 16, форьи3 рователь 17 сигнала управления, -и входные зажимы 18 и 19 устройства.

Устройство работает следующим об разом.

С ВЧ-сигнал от генератора 1 через первый выход делителя 2 мощности и корректирующий фазовращатель 3, управляемый генератором 4 пилообразного тока, поступает на гетеродинный вход балансного смесителя 5.

Одновременно сигнал чеоез второй вы ход делителя 2 мощности блок 6. сдви га частоты, управляем и генератором

7 пилообразного напряжения, формиру ющим частоту сдви га, электромагнитный переключатель 8, исследуеиий че тырехполюснк 9 и электромагнитный переключатель 11 поступает на сигнальный вход балансного смесителя 5.

В результате на выходе бапансного смесителя 5 образуется разностная частота, равная по величине частоте сдвига. На эту частоту настроен узкополосний кварцевый фильтр 13. уси лителя 12 промежуточной частоты. Вы деленный: сигнал детектируется де- . тектором 14 и фиксируется индикатором 15. С помощью генератора 4 пи лообразного тока производится перестройка фазы сигнала в цепи коррек-. тирующего фазовращателя 3 от 0 до

360 . За счет этого происходит непрерывное изменение уровня сигнала на выходе детектора 14. В момент .пе рехода уровня сигнала через максимальное значение, за которым начина ется резкий спад уровня сигнала, на вы ходе ди ффере нц и ру ющей ц епи 16 об— разуется отрицательный импульс, кот рый преобр азуется в фор миро ват еле 1 в управляющий сигнал, останавливающи перестройку генератора Ц пилообразн

ro тока. На индикаторе 15 при этом будет зафиксирована величина сигнал поступающего с выхода детектора 14.

С помощью электромагнитных переключателей 8 и 11 вместо исследуемо четырехполюсника подключается эталонный аттенюатор 10, с которым про водят измерения. Изменяя величину о лабления аттенюатора 10, регулируют уровень сигнала до тех пор, пока он не совпадет с уровнем сигнала, заре гистрированного в предыдущем иэмере нии, когда в измерительный тракт был включен исследуем и четырехполюсник

Величина ослабления в любой точке измеряемого диапазона отсчитывается. по шкале эталонного аттенюатора 10.

1О 10575 4

В качестве блока сдвига частоты при-, менена ЛБВ, модулированная по спирали с помощью кварцевого генератора пилообразного напряжения. Амплитуда раэностной частоты на выходе балансного смесителя может быть определена из математического выражения ь К1Е

61 И а "e ñoÎão ьЧ 2К

Я. /ьЧ cos 9+47i, sjn 9 .

ДЧ>+27Г

-2

1$ t где К вЂ” коэффициент передачи смеси.теля;

U — амплитуда сигнала на сигнальном входе смесителя, СО

U - амплитуда сигнала на гетероl-O

20 динном входе смесителя

Ь - девиация фазы при осуществлении модуляции ЛБВ по спирали, Ч вЂ” сдвиг фаз между сигналами на

25 гетеродинном и сигнапьных входах смесителя.

При этом максимальная амплитуда

Рд,„ сигнала будет иметь место при А — к о о Ь® (Ч- " ) 4

30 Q; c co гo 21„- 2 +2 .

Иинимальная .амплитуда сигнала

А „„будет иметь место при 9 =0 ай (h%-Щ2) 2.ы + 1

Зависимэсть А от 9 исчезае т толь" ко при идеальном подавлении несущей в. блоке 6 сдвига, когда величина

„-4о Тогда Q. ì è а- ох о со го о- В случае линейности преобразования и неполного подавления остатка а, несущей максимальная амплитуда выходного сигнала смесителя будет наблю45 даться при разности фаэ между сигнаго паьм на гетеродинном и сигнальном входах смесителя равном 90, а минимальная - при О©. с- При приеме сверхслабых сигналов и щ нелинейности преобразования раэност ь между макси мальной и минимальной ам.плитудой сигнала на выходе смесителя

I резко возрастает.

С помощью корректирующего фазовращателя и меет ся воз мож ност ь добит ься автоматически одной и той же раз ности фаз, как при прохождении си г:нала через исследуемий четырехголюсЮ

S, 1010575 4 ник, так и при прохождении его через Предлагаемое устройство обеспечиэталоннйй аттенюатор, что позволяет вает измерение ослабления в динамичесс большой точностью сравнивать поте- ком диапазоне до 140 дб с погрешнори этих четырехполюсников, ;тью 1,0 дБ, Составитель Л. Иуранов

Редактор IO.Середа Техред И.Гергель Корректор И .Шулла

Заказ 2483135 Тираж 708 Подпи си ое

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4