Способ измерения электрических нагрузок свч-выключателей

Способ измерения электрических нагрузок свч-выключателей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к радиотехнике сверхвысоких частот и может быть использовано при-исследованиях, разработке, настройке и контроле различных переключающих устройств. Целью изобретения является повышение точности измерения электрических нагрузок СВЧ-выключателей, работающих в нелинейном режиме. Цель изобретения достигается за счет того, что дополнительно измеряют отношение мощностей гармоник и субгармоник, генерируемых нелинейностями коммутирующих элементов, к мощности первой гармоники в выходном сигнале kn, 1/n, а электрическую нагрузку определяют по формуле N 4К . (К + 1) 00 -ji-(1 + У kn,1/n), Lп 1 где N - электрическая нагрузка СВЧ-выключателя; К - коэффициент стоячей волны СВЧ-выключателя на частоте сигнала; L - ослабление, вносимое в СВЧ-тракт СВЧ-выключателем; kn, 1/n - отношение мощностей гармоник и субгармоник к мощности первой гармоники в выходном сигнале. 2 ил. сл С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕ.ПЬСТВУ

4К (К + 1 )2 — — (1+ k„, 1/n), 1 и 1 (21) 4696381/09 (22} 11,04.89 (46) 23.12.91. Бюл, N 47 (72) M.Tl. Белов (53) 621.317,343 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1427307, кл. 6 01 К 27/04, 1987. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК СВЧ-ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ (57) Изобретение относится к радиотехнике сверхвысоких частот и может быть использовано при исследованиях, разработке, настройке и контроле различных переключающих устройств. Целью изобретения является повышение точности измерения электрических нагрузок СВЧ-выключателей, работающих в нелинейном режиме.

Цель изобретения достигается за счет того, что дополнительно измеряют отношение

Изобретение относится к радиотехнике сверхвысоких. частот и может быть использовано при исследованиях, разработке, настройке и контроле различных переключающих устройств (СВЧ-выключателей, ограничителей, модуляторов, аттенюаторов и т.д.), коммутирующих элементов (р — i — п-диодов, полевых транзисторов, фоторезисторов, элементов на сегнетоэлектриках и т.д.).

Целью изобретения является повышение точности измерения электрических нагрузок СВЧ-выключателей, работающих в нелинейном режиме.

На фиг. 1 представлены зависимости относительных погрешностей сравниваемых

„„ 43 „„1700451 А1

Isi>s G 01 N 22/00, G 01 R 27/04 мощностей гармоник и субгармоник, генерируемых нелинейностями коммутирующих элементов, к мощности первой гармоники в выходном сигнале kl, 1/и, а электрическую нагрузку определяют по формуле где N — электрическая нагрузка СВЧ-выключателя; К вЂ” коэффициент стоячей волны

СВЧ-выключателя на частоте сигнала; L— ослабление, вносимое в СВЧ-тракт СВЧ-выключателем; kn, 1/и — отношение мощностей гармоник и субгармоник к мощности первой гармоники в выходном сигнале. 2 ил. способов измерений от величин электриче- СЪ ских нагрузок; на фиг. 2 — блок-схема устрой- С ства для реализации предлагаемого р способа.

По оси абсцисс (фиг.1) отложена величи° и на пд, где и= 10 для кривых III u IV и n= 1 для кривых I u li. гта схеме (фиг.2) показаны генератор 1

СВЧ-мощности, коммутирующее устройст- в во 2, анализатор 3 спектра, направленный ответвитель 4,.согласованная нагрузка 5.

Указанная схема позволяет измерять как ослабление и коэффициент стоячей волны, так и отношения мощностей гармоник.

Вначале производят изменение на выходе коммутирующего устройства отношений

1700451 гармоник к первой гармонике сигнала по схеме. При этом фиксируют с помощью аттенюатора анализатора спектра уровень первой гармоники на выходе коммутирующего устройства, Затем меняют местами анализатор 3 спектра и согласованную нагрузку 5 и определяют отношение гармоник на входе коммутирующего устройства к первой гармонике сигнала на выходе и фикси.— руют с помощью аттенюатора анализатора спектра уровень первой гармоники на вхо, де. После этого отключают коммутирующее устройство 2, а на его место подключают короткозамыкат".ль и определяют отношение падающей мощности к мощности первой гармоники на выходе и входе коммутирующего устройства (т,е. ослабление и КСВ). Величину электрической нагрузки определяют по формуле

Ррас 4 К (К, 1)2 — — (1+ g k„, 1/n), и >1

Измерение электрических нагрузок, включая величину ослабления, коэффициент стоячей волны на частоте сигнала и отношение мощностей гармоник и субгармоник к мощности первой гармоники, позволяет учесть влияние на электрическую нагрузку не только величины импенданса СВЧ-выключателя, но и величины его нелинейности, вследствие этого по, вышается точность измерений. Отличие величины электрической нагрузки нелиней ного элемента от величины электрической

; нагрузки аналогичного линейного элемента является следствием преобразований части падающей мощности в мощность гармоник и субгармоник сигнала, приводящих к изменению баланса мощностей на частоте сигнала и рассеиванию мощности на частотах гармоник и субгармоник, Для реализации предлагаемого способа требуется всего один измерительный прибор и узкополосный направленный ответвитель (с ослаблением не менее 10 дБ), а измерения отношений гармоник могут производится во всей рабочей, полосе частот анализатора спектра, что сокращает трудовые затраты и время измерения, Способ измерения электрических нагрузок может быть использован как при практических разработках коммутирующих устройств и коммутирующих элементов (повышение надежности). так и при исследовании физических процессов, протекающих в

15 элементы на основе сегнетоэлектриков являются существенно нелинейными и на вы55

40 5

50 коммутирующих элементах, Коммутирующие элементы (р-i-и-диоды) в метровом диапазоне при достаточно высоком падающем уровне ведут себя (особенно ограничительные диоды) как существенно нелинейные элементы, Высшие гармоники в метровом диапазоне длин волн вносят существенный вклад в баланс мощностей р — i-n-диодов, а измерение электрических нагрузок диодов без учета высших гармоник снижает точность измерений и приводит к неверному определению допустимого уровня рабочей мощности коммутирующих устройств, что снижает их надежность. Коммутирующие соких частотах, Способ дает возможность экспериментально получить зависимость нелинейных искажений. от рассеиваемой мощности в коммутирующем элементе в диапазоне частот, что позволяет определить область применения различных коммутирующих эпементов в диапазоне частот и амплитуд падающего сигнала, Предлагаемый способ измерений также может быть использован для экспериментального исследования физических процессов в коммутирующих элементах, в частности он дает возможность экспериментально проверить зависимость критического тока от частоты сигнала, теоретически полученную в работе, так как высокочастотный ток может быть найден с помощью измерения электрической нагрузки, падающей мощности и сопротивления р — i— - n-диода. Кроме того, предлагаемый способ может быть использован для измерения электрических нагрузок не только коммутирующих элементов, но и других нелинейных элементов, например диодов с накоплением заряда (ДНЗ) в умножителях частоты.

ДНЗ работают в умножителях частоты в режиме накопления заряда и резкого восстановления обратного сопротивления без подачи постоянного обратного напряжения или постоянного прямого смещения, вследствие чего электрическая нагрузка ДНЗ может быть измерена предлагаемым способом. Знание зависимости уровня выходной гармоники от уровня рассеиваемой мощности в ДНЗ дает возможность настраивать умножители частоты на оптимальный режим работьь

Формула изобретения

Способ измерения электрических нагрузок СВЧ-выключателей, заключающийся в облучении исследуемо о элемента СВЧволной, измерение ослабленич сигнала и

1700451

4К (К+1 г а

;С 1

ll2

07 02

Элентрическам на рузе фри f Р/72Ю коэффициента стоячей волны К на данной частоте и определении электрической нагрузки, от л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности. измерения электрических нагрузок СВЧ-выключателей, работаю- 5 щих в нелинейном режиме, дополнительно измеряют отношение мощностей гармоник и субгармоник на входе и выходе исследуемого элемента к мощности первой гармоники на выходе kn, 1/и. а электрическую нагрузку определяют по формуле

1700451

Составитель Е.Адамова

Техред M.Ìîðãåíòàë

Корректор Т.Палий

Редактор И.Шулла

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4463 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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