Панорамный измеритель коэффициента стоячей волны и ослаблений

Панорамный измеритель коэффициента стоячей волны и ослаблений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Измеритель относится к радиоизмерительной технике и может быть использован для автоматического измерения частотных III характеристик четырехполюсников с большим диапазоном ослаблений и КВС. Измеритель содержит последовательно соединенные генератор 1 качающейся частоты , направленный ответвитель 2 падающей волны, направленный ответвитель 3 отраженной волны, исследуемый четырехполюсник 4 и трехдецибельный делитель 5 мощности, а также первый 6 и второй 7 детекторы, последовательно соединенные СВЧ-усилитель 8 и четвертый детектор 9, третий детектор 10, вход которого подключен к второму выходу делителя 5, переключатель 11, входы которого подключены к выходам детекторов 10, 9, 7, а также усилитель 12, измеритель 13 отношений и панорамный индикатор 14. 2 ил. сл С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s>)s G 01 и 27/28

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ (21) 4792647/21 (22) 16.02.90 (46) 07.04.92.Бюл. N 13 (71) Севастопольский приборостроительный институт (72) А.Н.Трушкин (53) 621.317.75 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 798698, кл. G 01 R 27/28, 1981.

Авторское свидетельство СССР

N 1136086, кл, G 01 R 27/28, 1985. (54) ПАНОРАМНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ КОЭФФИЦИЕНТА СТОЯЧЕЙ ВОЛНЫ И ОСЛАБЛЕНИЙ (57) Измеритель относится к радиоизмерительной технике и может быть использован для автоматического измерения частотных Ы 1725163 А 1 характеристик четырехполюсников с большим диапазоном ослаблений и КВС, Измеритель содержит последовательно соединенные генератор 1 качающейся частоты, направленный ответвитель 2 падающей волны, направленный ответвитель 3 отраженной волны, исследуемый четырехполюсник 4 и трехдецибельный делитель 5 мощности, а также первый 6 и второй 7 детекторы, последовательно соединенные

СВЧ-усилитель 8 и четвертый детектор 9, третий детектор 10, вход которого подключен к второму выходу делителя 5, переключатель 11, входы которого подключены к выходам детекторов 10, 9, 7, а также усилитель 12, измеритель 13 отношений и панорамный индикатор 14. 2 ил, 1725163

Изобретение относится к области радиоизмерительной техники и может быть использовано для автоматического измерения частотных характеристик четырехполюсников с большим диапазоном ослаблений и КСВ.

Известен панорамный измеритель КСВ и ослаблений, содержащий генератор качающейся частоты, направленный ответвитель падающей волны, к выходу вторичного канала которого подсоединен первый детектор, направленный ответвитель отраженной волны, к выходу вторичного канала которого подсоединен второй детектор, а выход основного канала является входом для подключения исследуемого четырехполюсника, третий детектор, вход которого является входом для подсоединения выхода исследуемого четырехполюсника измеритель отношений, выход которого соединен с входом панорамного индикатора, а первый вход — с выходом первого детектора, второй вход с выходом переключателя, входы которого соединены соответственно с выходами второго и третьего детекторов и усилитель, выход которого соединен с управляющим входом генератора качающейся частоты, а вход с выходом первого детектора.

Однако известный измеритель не обладает высокой точностью измерения больших ослаблений.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является панорамный измеритель КСВ и ослаблений, содержащий последовательно соединенные генератор качающейся частоты, направленный ответвитель падающей волны, к выходу вторичного канала которого подсоединен первый детектор, направленный ответвитель отраженной волны, к выходу вторичного канала которого подсоединен второй детектор, а выход основного канала является входом для исследуемого четырехполюсника, измеритель отношений, выход которого соединен с входом панорамного индикатора, первый вход — с выходом первого детектора, второй вход — c выходом переключателя, входы которого соединены соответственно с выходами второго и третьего детекторов, и усилитель, выход которого соединен с управляющим входом генератора качающейся частоты, вход усилителя соединен с вторым входом измерителя соотношений.

Однако рассматриваемый измеритель имеет недостаточную точность измерений больших ослаблений.

Цель изобретения — повышение точности измерения больших ослаблений.

Поставленная цель достигается тем, что в панорамный измеритель КСВ и ослаблений введены соединенные последовательно

СВЧ-усилитель и четвертый детектор, трехдецибельный делитель мощности, вход которого является входом для подключения выхода исследуемого четырехполюсника, первый выход подключен к входу введенного СВЧ-усилителя, второй выход соединен с входом третьего детектора, причем выход четвертого детектора подключен к второму входу переключателя.

При сравнении известного устройства с предлагаемым изобретением видим, что заявляемый измеритель проявляет новые технические свойства, выраженные в повышении точности измерений больших ослаблений, за счет введения в измеритель

СВЧ-усилителя, четвертого детектора и трехдецибельного делителя мощности, Эти свойства предлагаемого измерителя являются существенными, так как измерение больших ослаблений с помощью известного устройства сопровождается большими погрешностями измерения.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема панорамного измерителя

КСВ и ослаблений; на фиг. 2 — графики погрешности измерения больших ослаблений в зависимости от ослабления исследуемого четы рехполюсника.

Измеритель содержит соединенные последовательно генератор 1 качающейся частоты, направленный ответвитель 2 падающей волны, направленный ответвитель 3 отраженной волны, исследуемый четырехполюсник 4 и трехдецибельный делитель 5мощности,,первый детектор 6, входом соединенный с выходом вторичного канала ответвителя 2, второй детектор 7, входом подключенный к выходу вторичного канала ответвителя 3, соединенные последовательно, СВЧ-усилитель 8 и четвертый детектор 9, третий детектор 10, входом подключенный к второму выходу делителя 5, переключатель 11, входами подключенный к выходам детекторов 10, 9 и 7 соответственно, усилитель 12, выходом соединенный с управляющим входом генератора 1, а входом подключенный к выходу переключателя

11, измеритель 13 отношений, первым входом подключенный к выходу переключателя

11, вторым входом соединенный с выходом первого детектора 6, панорамный индикатор 14, входом подключенный к выходу измерителя 13 отношений.

Переключатель 11 имеет три положения.

Измеритель работает следующим образом.

1725163

Режиму измерения ослаблений предшествуют два режима калибровки, На первом режиме калибровки, обеспечивающем измерение малых и средних ослаблений, выход ответвителя 3 соединяется 5 с входом делителя 5, Переключатель 11 устанавливается в первое положение. Сигнал

U1o с выхода детектора 10 поступает через переключатель 11 на первый вход измерителя отношений 13 и на вход усилителя 12. 10

Сигнал 06 с выхода детектора 6 подается на второй вход измерителя отношений 13. Сигнал 013

013= К13К10010/06 с выхода измерителя 13 отношений подается на панорамный индикатор 14, где K13— масштабный коэффициент, имеющий равномерность напряжения; к10 коэффициент 20 усиления канала делимого измерителя 13 отношений.

Оператор путем регулировки К10 добивается по шкале индикатора 14 установки единичного уровня напряжения 013* на вы- 25 ходе измерителя 13 отношений. При этом

К10 01o=U6 и, следовательно, 013*=K13.

Значение коэффициента

К10=06/010 (") 30 остается неизменным на период измерения малых и средних ослаблений.

Нэ втором режиме калибровки, обеспечивающем измерение больших ослаблений, между выходом основного канала ответвителя 3 и входом делителя 5 включается четырехполюсник с. известным значением модуля коэффициента передачи Аэ>, Переключатель 11 устанавливается во второе по- 40 ложение. Сигнал Ug с выхода детектора 9 поступает через переключатель 11 на первый вход измерителя 13 отношений и на вход усилителя 12. Сигнал U6 с выхода детектора 6 подается на второй выход изме- 45 рителя 13 отношений, Сигнал 013

U13=K13Kg0g/U6=K13Kg01oA>+/06 с выхода измерителя 13 отношений по- 50 ступает на панорамный индикатор 14, где

Kg — коэффициент усиления канала делимого измерителя 13 отношений.

Оператор путем регулировки Кд добивается по шкале индикатора 14 установки еди- 55 ничного уровня напряжения 013** на выходе измерителя 13 отношений, При этом

Kg Ug=U6 и, СлЕдсватЕльнО, 013**=К13. ЗНаЧЕние коэффициента

Kg=06/0д=06/(U 10А ) (2) остается неизменным на период измерения больших ослаблений.

Режиму измерения КСВ предшествует режим калибровки, когда к выходу основного канала ответвителя 3 подключается короткозамыкатель, Переключатель 11 устанавливается в третье положение. Сигнал U7 с выхода детектора 7 подается на первый вход измерителя 13 отношений.

Сигнал U6 с выхода детектора 6 подается на второй вход измерителя 13 отношения, Сигнал U13=K13K707/06 с выхода измерителя 13 отношений поступает на индикатор 14, где К7 — коэффициент усиления канала делимого измерителя 13 отношений.

Оператор путем регулировки К7 добивается по шкале индикатора 14 установки единичного уровня напряжения U13*** на выходе измерителя 13 отношений, При этом

К707=- 06 и, следовательно, 013***=K13. Значение коэффициента

К7=06/07 (3) U13=0 13*Ax, остается неизменным на период измерения КСВ. На этом калибровка заканчивается.

В режиме измерения малых и средних ослаблений между выходом основного канала ответвителя 3 и входом делителя 5 мощности включается исследуемый четырехполюсник 4. Переключатель 11 устанавливается в первое положение.

При ослаблении исследуемого четырехполюсника 4, равного минимальному„рабочая точка третьего детектора 10 находится на верхней границе квадратичного участка, а рабочая точка первого детектора 6 на нижней границе квадратичного участка.

При увеличении ослабления рабочая точка детектора 10 двигается к нижней границе квадратичного участка. При среднем ослаблении четырехполюсника 4 рабочая точка детектора 10 достигает нижней границы. По сигналу с выхода усилителя 12 на выходе генератора 1 устанавливается сигнал, при котором рабочие точки детекторов

3 и 10 устанавливаются нэ верхнюю границу квадратичного участка.

Сигнал 010 с выхода детектора 10 поступает через переключатель 11 на первый вход измерителя 13 отношений. Сигнал 06 с выхода детектора 6 подается на второй вход измерителя 13 отношений. Сигнал U13 с учетом условия (1) калибровки имеет вид

1725163 (6) д А(дБ)= 0,05Ах+ 0,35.

10

U„3=U „3**A./A,.

0

В режиме измерения больших ослаблений четырехполюсник 4 остается на прежнем месте, а переключатель 11 устанавливается во второе положение, С увеличением ослабления четырехполюсника 4 рабочая точка детектора 9 движется к нижней границе квадратичного участка и достигает его при максимальном ослаблении.

Сигнал Ug с выхода детектора 9 поступает через переключатель 11 на первый вход измерителя 13 отношений. Сигнал Ua c выхода детектора 6 подается на второй вход измерителя 13 отношений. С учетом условия калибровки (2) сигнал íà его выходе имеет вид

Значение Ах отсчитывается по шкале индикатора 14.

В режиме измерения KCB переключатель 11 устанавливается в третье положение и измеритель работает аналогично описанному выше. Сигнал 07 с выхода детектора 7 через переключатель 11 поступает на первый вход измерителя 13 отношений, сигнал

0г, подается на второй его вход. С учетом условия калибровки {3) сигнал на выходе измерителя 13 отношений имеет вид где Г, — модуль коэффициента отражения от входа исследуемого четырехполюсника

4.

Значение КСВ отсчитывается по шкале индикатора 14.

Из формулы (4) находят для Ах

Ax(f5)=10lg(U1a/0 a**)+10lgAgg. (5) Анализ выражения {5) показывает, что с введением в измеритель новых элементов и связей увеличивается диапазон измеряемых ослаблений на величину ослабления эталонного четырехполюсника.

Для выявления эффекта повышения точности в предлагаемом измерителе сравнивают его с известным.

Измерители группы Р2 {см, техническое описание, например, на измеритель

P2 — 65) измеряют ослабление до 30 дБ с погрешностью, определяемой по формуле «0

Измерение ослаблений выше 30 дБ невозможно, так как измеряемый сигнал соизмерим с уровнем шумов СВЧ детектора и погрешность измерения становится недопустимой.

С учетом выражения (5) для погрешности предлагаемого измерителя можно записать д А(дБ =0,05(Ах — Аэт)+ 0,35. (7) Графики зависимостей погрешностей дд от величины измеряемых ослаблений, рассчитанные по формулам (6) и (7), приведены на фиг. 2, откуда следует, что введение в измеритель новых элементов и связей позволяет повысить точность измерений больших ослаблений, чем и достигается поставленная цель.

Иэ формул (6) и (7) следует, что при одинаковой погрешности измерения дд (например, дд = 1,85 дБ) известный измеритель измеряет ослабления Ах= 30 дБ, а предлагаемый Ах= 55 дБ. При этом повышается эффективность использования аппа ратуры.

Формула изобретения

Панорамный измеритель коэффициента стоячей волны и ослаблений, содержащий соединенные последовательно генератор качающейся частоты, направленный ответвитель падающей волны, к выходу вторичного канала которого подсоединен первый детектор, направленный ответвитель отраженной волны, к выходу вторичного канала которого подсоединен второй детектор, а выход основного канала является входом для подключения входа исследуемого четырехполюсника, э также третий детектор, переключатель, входами подключенный к выходам второго и третьего детектора, измеритель отношений, первым входом подключенный к выходу переключателя, а вторым к выходу первого детектора, усилитель, входом соединенный с первым входом измерителя отношений, а выходом подключенный к входууправления генератора качающейся частоты, панорамный индикатор, подключенный к выходу измерителя отношений,отличающийся тем,что,сцелью повышения точности. измерения больших ослаблений, в него введены соединенные последовательно СВЧ-усилитель и четвертый детектор, а также делитель мощности, вход которого является входом для подключения выхода исследуемого четырехполюсникэ, первый выход подключен к входу

1725163

ГО

f,6

Л0?

20 21 ГГ Л7 24 Л Ю Г7 Г8

Р 2

50

Составитель А.Трушкин

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Л Бескид

Редактор Е.Папп

Заказ 1174 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

СВЧ-усилителя, второй выход соединен с четвертого детектора подключен к второму входом третьего детектора, причем выход входу переключателя.