Устройство для измерения амплитудных и фазовых характеристик четырехполюсников

Устройство для измерения амплитудных и фазовых характеристик четырехполюсников

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - повышение точности. Устройство для измерения амплитудных и фазовых х-к четырехполюсников содержит СВЧ-г-р 1, делители 2, 7 и 8 мощности, амплитудные модуляторы 3 и 4, подмодуляторы 5 и 6, исследуемый четырехполюсник 9, сумматоры 10 и 11, фильтры 12 и 13, преобразователи 14 и 15 частоты, усилители 16 и 17 и амплитудный фазометр 18. Повышение точности измерения модуля и фазы коэффициента передачи четырехполюсника 9 обусловлено слабой зависимостью погрешностей от паразитных компонент спектров сигналов после фильтров 12 и 13 и возможностью их подавления до пренебрежимо малых значений, а также практическим отсутствием влияния фазовых х-к этих фильтров 12 и 13 и отсутствием влияния х-к модуляторов 3 и 4 на результаты измерений. 1 ил.

„„SU„„1583878

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК щ) G 01 К 29/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСИОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ : ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4360861/24-09 (22) 06.01.88 . (46) 07.08.90. Бюл. У 29 (75) Л.Д. Огороднийчук . (53) 621.317:621.396.67 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР : Р 1241162, кл . G 01 R 29/10, 1984.

Известия вузов. Радиоэлектрони, ка, т. XI, 1968, Р 4, с. 370-373. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АМПЛИТУДНЫХ И ФАЗОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКОВ (57) Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения — повышение точности. Устройство для из мерения амплитудных и фазовых характеристик четырехполюсников содержит СВЧ-генератор 1, делители 2, 7

2 и 8 мощности, амплитудные модуляторы

3 и 4, подмодуляторы 5 и 6, исследу-, емый четырехполюсник 9, сумматоры

10 и 11, фильтры 12 и 13, преобразователи )4 и 15 частоты, усилители

16 и 17 и амплитудный фазометр 18.

Повышение точности измерения модуля и фазы коэффициента передачи четырехполюсннка 9 обусловлено слабой зависимостью погрешностей от параэитных компонент спектров сигналов после

1 фильтров 12 и 13 и воэможностью их подавления до Йренебрежимо малых зна.-чений, а также практическим отсутствием влияния фазовых х-к этих фильтров 1 2 и 1 3 и отсутствием влияния х-к модуля торов 3 и 4 на реэ уль таты измереЖ ний. 1 ил.

1583878

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в измерительной технике СВЧ-диапазона, например в автоматизированных стендах для измерения характеристик

5 антенн.

Цель изобретения — повышение точности, На чертеже. приведена структурная 10 схема устройства для измерения амплитудных и фазовых характеристик четырехполюсников.

Устройство для измерения амплитудных и фазовых характеристик че5 тырехполюсников содержит СВЧ-генератор 1, первый делитель 2 мощности, первый 3 и второй 4 амплитудные модуляторы, первый 5 и второй 6 подмодуляторы, второй 7 и третий 8 делите- 0 ли мощности, исследуемый четырехполюсник (ИЧ) 9, первый 10 и второй 11 сумматоры, первый 12 и второй 13 фильтры, первый 14 и второй 15 пре образователи частоты, первый 16 и второй 17 усилители и амплифазометр

18. В качестве исследуемого четырехполюсника могут использоваться антенны, аттенюаторы, усилители, модуляторы и другие устройства. СВЧ-диапа30 зона. В качестве первого 14 и второ; го 15 преобразователей частоты применяются квадратичные детекторы.

Устройство для измерения амплитудных и фазовых характеристик четырехполюсников работает следующим

35 образом;

СВЧ-генератор 1 формирует гармонический СВЧ-сигнал стабильной амплитуды Е и фиксированной частоты f.

В первом делителе 2 мощности сигнал разветвляют на два СВЧ-сигнала, модулируют их в первом 3 и во втором 4 амплитудном модуляторе гармоническими модулирующими напряжениями частот 45

F u F которые вырабатываются в .первом 5 и втором 6 подмодуляторах.

Выходные амплитудномодулированные сигналы имеют вид е = Е, (1+И,cosA,t) cosñ » (1)

50 е„=.Е2(1+M2cos Ä t) cosset, (2) где Е, и Š— амплитуды СВЧ-сигналов;

М и И вЂ” коэффициенты амплитуд*1 ной модуляции.

Предположим, что выполняется условие F„ ) Fq Каждый из полученных сигналов разветвляют в делителях 7 и 8 мощности и получают соответственно сигналы третий- четвертый и пятыйшестой. Третий сигнал проходит через

ИЧ 9 и приобретает вид (Э).

Поскольку коэффициент передачи

ЧП К = К е " где К вЂ” модуль х х фаза коэффициента передачи, то полученный на его выходе. сигнал имеет . вид е = K<(1+M созЯ,t)E совЫ + ), (3) Далее в первом сумматоре 10 суммируют третий сигнал (3) и пятый сигнал, а во втором сумматоре 11 четвертый и шестой сигналы, получая седьмой и восьмой сигналы. Из них с помощью первого 12 и второго 13 фильтров выделяют, например, верхнюю боковую полосу, после чего сигналы преобразуют соответственно в первом 14 и и втором 15 преобразователях частоты, в качестве которых используют квадратичные детекторы. Из продуктов преобразования выделяют напряжения промежуточной частоты, равной разности частот модуляции Р» -Р2» которые имеют вид

U, = K,Е К„С С (сов((Я,-Я) t +

С С 2

+q + (y - )! + — —:-х

К 72. 7

71 72 х со 8 ((Я, Й2) ct„(V„-2- 47» )1 J

- (4) U< =K2E С С22 (cos t(й, — 92)t +

+(VSÿ- V{,)1 + — — — — cos L(q — Я ) t

С g-iС 2-2

Свс СВ2

2 (5) +S-2 "8ю и где К и К вЂ” постоянные коэффициены, учитывающие коэффициенты преобразования и коэффициенты амплитудной модуляции;

1»С » С2,С22, С -„»Cg<» Cg. »

С8 — коэффициен ы передачи фильтров для седьмого и восьмого сигналрв(первый индекс), их верхних боковых компонент (положительные вторые индексы) и нижних боковых компонент (отрицательные вторые индексы); . 2™7-1» -2» 81 1 92» Ь- »» 8-2 фазовые сдвиги, характеризующие влияния фазовых характеристик фильтров

158387

С, С v-z СД1 СД- 0

фффC „ т.е. 20 дБ (что фильтрацией легко 45 реализовать), то погрешность меньше

2 .

Погрешность измерения „также определяется относительным ослаблением компонент подавленной боковой полосы и, кроме того, влиянием фазовых характеристик фильтров. При принятом незначительном подавлении мешающих компонент составляющая погрешности, обусловленная первой при50

55 для верхних и нижних компонент спектра седьмого и восьмого сигналов.

Амплитуда напряжения (4) пропорциональна модулю коэффициента передачи исследуемого четырехполюсника, а

5 начальная фаза напряжения (4) содержит информацию о фазовой характеристике испытуемого четырехполюсника.

Напряжение .(5) не содержит. информа-1О ции о характеристиках четырехполюсника, поэтому является опорным при выполнении измерений. Полученные напряжения (4) и (5) усиливают и используют для измерения амплитудной и фаэовой характеристик ИЧ.

Сравнение амплитуд и фазовых сдвигов этих напряжений позволяет определить комплексный коэффициент передачи ИЧ. Поэтому их усиливают в пер- 20 вом 16 и втором 17 усилителях и подают на амплифазометр 18, где измеряются модуль и фаза коэффициента передачи ИЧ 9.

Повышение точности измерения обус- 25 ловлено слабой зависимостью погрешностей от паразитных компонент спектров сигналов после первого 12 и второго 13 фильтров и возможностью их подавления до пренебрежимо малых 30 значений, практически отсутствием влияния фазовых характеристик этих фильтров, а также отсутствием влияния характеристик модуляторов на результаты измерений.

Погрешность измерения К обусловх лена вторыми компонентами напряжений (4) и (5). Их значения зависят от относительного ослабления компонент подавленной боковой полосы при 40 фильтрации и если ослабление

8 6 чиной, меньше 0,6 . Выбор промежуточной частоты, равной F -F, позволя- > ет сделать значение ПЧ на несколько порядков меньше модулирующих частот.

Это обеспечивает пренебрежимо малое влияние (например 0,01 ) фазовых характеристик фильтров на погрешность измерений.

Формула из обретения

Устройство для измерения амплитудных и фазовых характеристик четырехполюсников, содержащее СВЧ-генератор, подключенный через первый делитель мощности к первому входу первого и второго модуляторов, последовательно соединенные первый сумматор, первый вход которого является входом для подсоединения выхода исследуемого четырехполюсника, последовательно соединенные первый преобразователь частоты и первый усилитель, выход которого подключен к первому входу амплифазометра, о т л и ч а— ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, модуляторы выполнены в виде амплитудных модуляторов, введены первый фильтр, который включен между первым сумматором и первым преобразователем частоты, последовательно соединенные второй сумматор,второй фильтр, второй преобразователь частоты, второй усилитель, выход которого подключен к второму входу амплифазометра, введены первый подмодулятор, выход которого подключен к управляющему входу первого амплитудного модулятора, второй подмодулятор, выход которого подключен к управляющему входу второго амплитудного модулятора, второй делитель мощности, вход которого соединен с ,выходом второго амплитудного модулятора, первый выход соединен с вторым входом первого сумматора, а второй выход — с вторым входом второго сумматора, третий делитель мощности, вход которого соединен с выходом первого амплитудного модулятора, первый выход является выходом для подсоединения входа исследуемого четырехполюсника, а второй выход соединен с первым входом второго сумматора.