DE1918510A1

DE1918510A1 - Process for the automatic compensation of changes in the signal level in microwave circuit arrangements which contain a carrier wave generator and microwave signal detector, together with an arrangement for carrying out the process

Info

Publication number: DE1918510A1
Application number: DE19691918510
Authority: DE
Inventors: Kalinski Dipl-Ing Jerzy
Original assignee: POLSKA AKADEMIA NAUK ZAKLAD
Current assignee: POLSKA AKADEMIA NAUK ZAKLAD
Priority date: 1968-04-13
Filing date: 1969-04-11
Publication date: 1969-10-30
Also published as: FR2006195A1

Description

Df. 0. Dittmann K. L Schiff Bh A-. ΐ·. fan* DA- 2493Df. 0. Dittmann K. L Schiff Bh A-. ΐ ·. fan * DA- 2493 PATENTANWAkTiPATENTANWAkTi München 90, Bereiteren!« 15, Tel·.Munich 90, Ready! «15, Tel ·. Beschreibungdescription

zu derto the

Patentanmeldung derPatent application of the

POLSKA. AiCAOEMIA NAUK Zakjtad Doswiadczalny Budowy Aparatury Naukowej UNIPAN Warschau/Polen - ul.KRN 51/53POLSKA. AiCAOEMIA NAUK Zakjtad Doswiadczalny Budowy Apiculture Naukowej UNIPAN Warsaw / Poland - ul.KRN 51/53

betreffendconcerning

Verfahren zur automatischen Kompensation von Veränderungen des SicmalniveauB in Mikrowellenscha^tunga«Method for the automatic compensation of changes in the Sicmal levelB in microwave circuita " anordnungen welche einen Tr&qerwellencyenerator undarrangements which a Tr & qerwellencyenerator and Mikrowellensiqna?.detek1;or enthalten nebst AnordnungMicrowave signal? .Detek1; or included and arrangement zur Durchführung des Verfahrens.to carry out the procedure.

(Priorität: 13. 4.1968 - Polen - P 126.442)(Priority: 13.4.1968 - Poland - P 126.442)

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatischen Kompensation von Veränderungen des Signalniveaus in Mikrowellenschaltungsnaordnungen welche einen Trägerwellen« generator und einen Mikrowellensignaldetektor enthalten, nebst Anordnung zur Durchführung des Verfahrens«The invention relates to a method for automatically compensating for changes in the signal level in Microwave circuit arrangements which have a carrier wave " generator and a microwave signal detector, as well as an arrangement for carrying out the process «

Die Hauptbestandteile verschiedener Art von Mess« vorrichtungen und Anordnungen welche auf der Anwendung vonThe main components of various types of measurement « devices and arrangements which are based on the application of

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Mikrowellen beruhen, die nach dem Prinzip der Dämpfungsmessung oder der Phasenverschiebung von Mikrowellenfrequenzsignalen arbeiten, sind Mikrowellengeneratoren und Mikrowellen·» detektoren. Sin Mikrowellengenerator dient als Quelle von Sig« nalen, welche die im Mikrowellenband arbeitenden Anordnungen und Elemente speisen, oder durch Mikrowellen geprüft werden. Der Detektor dient zur Gleichrichtung des Mikrowellensignals oder auch zur Demodulation des Signals am Ausgang der Messanordnung. Die Gleichrichtung oder Demodulation des Mikrowellen» signals ermöglicht die Messung dessen Wertes und der Veränderungen des Wertes auf dem Wege der Spannungsmessung oder. ,. ■ ' Gleichstrommessung oder auch im Fall, wenn das erzeugte Mikro» wellensignal eingangs mit so einem Verlauf moduliert wurde, durch die Messung der Niederfreguenzwechselstromspannung. Die Messungen werden mit Hilfe konventioneller Methoden und Gera« te durchgeführt, oder auch durch die Anwendung von Gleichstrom Strommesser und Gleichstrom-Spannungsmesser, wie auch Wechsel» strom-Spannungsmesser, deren Empfindlichkeit dem liveau des Ausgangssignals angepasst ist, realisiert.Microwaves, which work on the principle of attenuation measurement or the phase shift of microwave frequency signals, are microwave generators and microwaves · » detectors. A microwave generator serves as a source of signals which the arrangements working in the microwave band and feed elements, or be tested by microwaves. The detector is used to rectify the microwave signal or for demodulating the signal at the output of the measuring arrangement. The rectification or demodulation of microwaves » signals enables the measurement of its value and the changes in the value by way of voltage measurement or. ,. ■ ' DC current measurement or in the case when the generated micro » wave signal was initially modulated with such a curve by measuring the low frequency alternating current voltage. the Measurements are made with the help of conventional methods and equipment. te performed, or by the application of direct current Ammeter and DC voltmeter, as well as alternating current voltmeter, the sensitivity of which corresponds to the level of the Output signal is adapted, realized.

Das Schlüsselproblem der Durchführung solcher Messungen ist die Konstanthaltung des Signalniveaus in der Schal» tungsanordnung Mikrowellengenerator-Detektor in Funktion der Zeit, Temperatur und Speisestrom-Spannungsänderungen. Die Hauptfaktoren, welche vorzugsweise das Signalniveau jeder krowellen-Schaltungsanordnung, welche die obenThe key problem in performing such measurements is keeping the signal level constant in the circuit. arrangement of microwave generator-detector as a function of time, temperature and supply current voltage changes. the Main factors affecting the signal level of any microwave circuitry showing the above

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Elemente enthalt, beeinflussen, sind die Änderungen des Lei· stungspegels und der Frequenz dea Mikrowellengeneratore, wie auch die Änderung der Impedanz und der Empfindlichkeit des Detektors, welche in Funktion der drei oben angeführten Parameter auftreten. Jede Änderung der technischen Parameter eines der zwei Hauptbestandteile der Mikrowellen-Schaltungsanordnung veranlasst eine unmittelbare Verschlechterung der Langfrist-Stabilität und folglich auoh eine Erniedrigung der Genauigkeit und Vergleichbarkeit der durch die Messanordnung oder Vorrioh« tung erzielten ErgebnisseeContains elements, affect, are the changes of the Lei stungspegels and the frequency of the microwave generators, such as also the change in the impedance and the sensitivity of the detector, which occur as a function of the three parameters listed above. Any change in the technical parameters of a of the two main components of the microwave circuit arrangement causes an immediate deterioration in the long-term stability and consequently also a reduction in the accuracy and comparability of the results achieved by the measuring arrangement or device

Die zur Zeit bekannten Stabilisierungemethoden des Signalniveaus der Schaltungeanordnung Mikrowellengenerator »Detektor, beruhen auf einer unabhängigen Stabilisation od · Kompensation der Parameterfinderungen einzelner Bestandteile <k:r Schaltungsanordnung oder auch auf der Vermeidung aller Ursachen, welche solche Änderungen hervorrufen können. Die in der Mikrowellentechnik allgemein angewendeten Frequenzstabilisierungsanordnungen der Mikrowellengeneratoren wirken der Entstehung von Ursachen der Unptabilit&t entgegen, also den Änderungen der Speisespannung, der Impedanz, der Belastung und der Eigenfrequenz des Hohlraumkreises, welche in Funktion der Änderungen der Temperatur, Feuchtigkeit, das Luftdruckes und akustischer und mechanischer Schwingungen auftreten können. Für diesen.Zweck verwendet man auch Sussere elektronische Stabilisierungsanordnungen.The currently known stabilization methods of the signal level of the microwave generator »detector circuit arrangement are based on an independent stabilization or compensation of the parameter finding of individual components <k: r Circuit arrangement or on the avoidance of all causes which can cause such changes. The one in the Frequency stabilization arrangements of microwave generators generally used in microwave technology counteract the occurrence of causes of instability, i.e. changes in the supply voltage, the impedance, the load and the natural frequency of the cavity circle, which is a function of changes in temperature, humidity, air pressure and acoustic and mechanical vibrations can occur. Sussere electronic stabilization assemblies are also used for this purpose.

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Die meistenteils angewendeten Methoden beruhen auf der Stabilisierung der Speisespannung, der Verminderung »wischen dera Generator und der Belastung auftretender Kopplung, der Stabiliserung mit Hilfe eines äusseren Hohlraumkreisee bzw« einer Stabilisation, welche auf dem Prinzip der negativen Rückkopplung mit der Mikrowellen-Diskriminatoranordnung beruht, bei welcher die Generatorfrequenz mit der Resonanzfrequenz eines Hohlraumkreises hohen Gütegrades verglichen wird und welche die Frequenzdifferenz in Amplitudendifferenzen umwandelt, die zu der Abstimmungsdifferenz des Generators und des Hohlraumkreises in einem proportionalen Grössenverhältnis stehen. Das erhaltene Signal, welches unmittelbar oder über einen Gleichstromverstärker dem Generator zugeführt wird, kor« rigiert die Oszillationsfrequenz, den Veränderungen entgegenwirkend, und nähert ihren Wert dem der Resonanzfrequenz des Vergleichs-Hohlraumkreises.Most of the methods used are based on the stabilization of the supply voltage, the reduction between the generator and the coupling occurring, the stabilization with the help of an outer circle of cavities or a stabilization based on the principle of negative feedback with the microwave discriminator arrangement, in which the generator frequency is compared with the resonance frequency of a cavity circle of high quality and which converts the frequency difference into amplitude differences corresponding to the tuning difference of the generator and of the cavity circle in a proportional size ratio stand. The signal received, which is immediately or via A DC amplifier is fed to the generator, corrects the oscillation frequency, counteracting the changes, and approaches its value to that of the resonance frequency of the Comparison cavity circle.

Auf der Grundlage des oben erwähnten Prinzips ist eine Anzahl von Frequenzstabilisatoranordnungen entwickelt worden, die sich nur durch die Art des angewandten Diskriminator und der Schaltungeanordnung unterscheiden. Die bekannten Verfahren und Schaltungs&nordnungen haben aber verschiedene Nachteile. Ein allgemein zutreffender Nachteil beruht auf der Abhängigkeit des Stabilitätskoeffizienten von den charakteristischen Parametern des Musterhohlraumkreises, wie auch auf einer bedeutenden Abhängigkeit von der StabilitätA number of frequency stabilizer arrangements have been developed based on the above principle which differ only in the type of discriminator used and the circuit arrangement. However, the known methods and circuit arrangements have various disadvantages. A generally applicable disadvantage is based on the dependence of the coefficient of stability on the characteristic parameters of the pattern cavity circle, such as also on a significant reliance on stability

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der Charakteristiken der Detektoren-Halbleiterdioden bei verhältnismässig einfachen Anordnungen oder auch bedeutend aus«· gebauten elektronischen Kegelanordnungen, Die Stabilisierung des Leistungspegels des erzeugten Mikrowellensignals wird auf der Grundlage des Prinzips der negativen Rückkopplung entwickelt,the characteristics of the detector semiconductor diodes in relatively simple arrangements or also significantly from «· built electronic cone assemblies, the stabilization of the power level of the generated microwave signal is based on developed on the basis of the principle of negative feedback,

Die Wirkungeweise dieser Anordnung beruht auf der Einschaltung zwischen dem Generator und der Belastung eines regelbaren Mikrowellendämpfers, der das vorausgesetzte Impuls«* niveau bei Belastung festsetzt, und auf der Abhängigkeit des durch den Dämpfer eingeführten DSmfungswertes von dem Wert des Signals bei Belastung. Jede Veränderung des Leistungspegels des Generators, die den Wert des Impulses bei Belastung ändert, führt zu einer Änderung der durch den Dämpfer eingeführten Dämpfung, welche einer Änderung des Signals entgegenarbeitet, wodurch das Signal bei Belastung auf einem unveränderlichen Ni= veau beibehalten wird« Sin Nachteil dieser Art der Lösungen liegt in der Abhängigkeit des Stabilisierungskoeffizienten von der Stabilität der Charakteristiken der Halbleiterdioden, welche zur Detektion des Mikrowellensignals, vor seiner Einfüh= rung in die Eingangskreise der Dämpfungsregelungsanordnung an« gewendet werden«, Die charakteristischen Parameter der Halblei<= terdioden, besonders ihre Empfindlichkeit und Impedanz, sind unter dem Einfluss der Temperatur und der Zeit grossen Schwan» kungen unterworfen. In Übereinstimmung mit den theoretischen Grundlagen müsste der Einfluss der Temperatur mit deren Er-The mode of action of this arrangement is based on the Interconnection between the generator and the load of an adjustable microwave damper, which generates the presupposed impulse «* level under load, and on the dependence of the DSmfungswert introduced by the damper on the value of the Signal under load. Any change in the power level of the generator that changes the value of the impulse under load, leads to a change in the attenuation introduced by the damper, which counteracts a change in the signal, whereby the signal under load on a constant Ni = veau is retained «A disadvantage of this type of solution lies in the dependence of the stabilization coefficient on the stability of the characteristics of the semiconductor diodes used for the detection of the microwave signal before its introduction = tion in the input circuits of the damping control arrangement can be «applied«, the characteristic parameters of the semicon terdiodes, especially their sensitivity and impedance, are subject to the influence of temperature and time. subject to changes. In accordance with the theoretical principles, the influence of temperature should have to be

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höhung eine Erniedrigung der Impedanz und eine Vergrösserung der Stromempfindliohkeit Terenlassen. In der Praxis jedoch unterliegen die Eigenschaften der Halbleiterdiode den Einflüssen der Umgebungsbedingungen in unvorhergesehener Weise. Die unter diesen Bedingungen stattfindenden Prozesse haben oft den Charakter von Irrprozessen, die oft mit Hysteresisfehlern belastet sind, wobei diese Anomalien meistens bei niedrigeren Temperaturen als 21°C auftreten· Bei höheren Temperaturen ar= bei ten die Halbleiterdioden meistens in Übereinstimmung mit den theoretischen Grundlagen. Die Kompensation der thermischen Einflüsse auf die charakteristischen Parameter der Halbleiterdiode ist also sehr kompliziert, wobei die Kompensation der Alterungserscheinungen, mechanischer Einflüsse, wie auch der Einflüsse zweiten Hanges» praktisch unausführbar ist.increase a decrease in impedance and an increase the current sensitivity Teren Lassen. In practice, however the properties of the semiconductor diode are subject to the influences of the ambient conditions in an unforeseen way. the Processes taking place under these conditions often have the character of false processes, often with hysteresis errors are loaded, whereby these anomalies mostly occur at temperatures lower than 21 ° C · At higher temperatures ar = When the semiconductor diodes are mostly in accordance with the theoretical principles. Compensation of the thermal Influences on the characteristic parameters of the semiconductor diode is therefore very complicated, the compensation of the Aging phenomena, mechanical influences, as well as the influences of the second slope »is practically impracticable.

In Anbetracht des oben Erwähnten werden in Mikro» Wellenanordnungen, in welchen auf dem Messweg des Signals ein oder mehrere Diodendetektoren untergebracht sing, Ausschlag» Messmethoden ausschliesslioh für relative Messungen angewendet, die in kurzen Zeitabschnitten durchgeführt werden. Diesas bezieht sich sowohl auf einfache Hikrowellenmessanordnungen«, in welchen das geprüfte Element in Reihe zwischen dem Mikro° wellengenerator und dem Detektor eingeschaltet ist, wie auch auf Brückenanordnungen, bei welchen sich das geprüfte Element in einem Brückenglied befindet, wobei in dem zweiten, di@ Ampli· tudenelemente und Elemente des Phasenausgleiches der Briiök® untergebracht sind.In view of the above, in micro » Shaft arrangements in which one or more diode detectors are housed on the measurement path of the signal, deflection » Measurement methods used exclusively for relative measurements that are carried out in short periods of time. This refers to simple microwave measurement arrangements «, in which the tested element is connected in series between the microwave generator and the detector, as well as on bridge arrangements in which the tested element is located in a bridge member, with the second, di @ Ampli tuden elements and elements of the phase balance of the Briiök® are housed.

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Aufgabe der Erfindung ist die Vergrößerung der Genauigkeit« Stabilität und der Vergleichbarkeit der Resultate relatiTer Messergebnisse und die Ermöglichung der Anwendung ▼on Mikrowellenanordnungen, welche einen Mikrowellengenerator und Detektor enthalten« zur Durchführung zeitbestSndiger Messungen absoluter Werte·The object of the invention is to increase the accuracy, the stability and the comparability of the results relative measurement results and the enabling of the application ▼ on microwave arrangements, which have a microwave generator and detector included «to carry out time-stable measurements of absolute values ·

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Verfahren eingangs genannter Art gemäss der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass ein Mikrowellensignal der Trägerwelle durch ein Signal- mit zwei verschiedenen Frequenzen moduliert wird, welche anschlieseend nach der Hodulierung getrennt werden, wobei ein Signal zur Ablesung der Messresultate und das zweite zur Regulierung der Parameter ausgenützt wird.To achieve this object, the method of the type mentioned at the outset according to the invention is characterized in that a microwave signal of the carrier wave is modulated by a signal with two different frequencies, which then be separated after the hodulation, one signal being used to read the measurement results and the second to regulate the parameters.

Die Vorrichtung gen&ss der Erfindung besteht ausser der eigentlichen Mlkrowellenmessvorriahtung einfacher Art oder einer Brückenanordnung, welche durch einen Mikrowellengenerator mit einer Tragerwelle gespeist wird, die auf dem Wege zwischen dem Generator und dem Detektor durch ein Signal mit der Frequenz F^ mit Hilfe einer Halbleiterdiode moduliert wird, zusätzlich aus einem Mikrowellenkanal, welcher im Nebenschluss der ersten Mikrowellenanordnung liegt. Dieser Kanal wird ebenfalls durch ein Mikrowelleneignal aus demselben Generator wie die Messanordnung gespeist und sein Ausgangssignal ebenfalls wie dasjenige der Messanordnung in den Detektor geleitet. In dem zu-The device according to the invention also exists the actual microwave measuring device of a simple type or a bridge arrangement, which is fed by a microwave generator with a carrier shaft, which on the way between the generator and the detector is modulated by a signal with the frequency F ^ with the help of a semiconductor diode, in addition from a microwave channel, which is in the shunt of the first microwave arrangement. This channel is also through A microwave signal is fed from the same generator as the measuring arrangement and its output signal is also passed into the detector like that of the measuring arrangement. In the

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eätzlichen Mikrowellenkanal ist ein zweiter Modulator untergebracht, in welchem das Mikrowellensignal der Trägerwelle b«ia Passieren des Kanals auf die Frequenz Fg moduliert wird, die einen anderen Wert als F^ besitzt. Die unterschiedlichen Frequenzen F, und F2 ermöglichen eine Unterscheidung der Ausgangssignale des Mikrowellendetektors mit Hilfe von Selektivfiltern. Die Trennung beider modulierten Signale, die mit einer Halblei· terdiode erfolgt, erlaubt eine Abtrennung des aus der Messanordnung stammenden Signals, welches Informationen über das geprüfte Element enthält, von dem Signal, das aus dem zusätzlichen Mikrowellenkanal stammt und welches Informationen über , das Mikrowellensignalniveau in der Anordnung Generator-Detek«v tor enthält·A second modulator is accommodated in the additional microwave channel, in which the microwave signal of the carrier wave b «ia Passing the channel is modulated on the frequency Fg, which has a value other than F ^. The different frequencies F 1 and F 2 enable the output signals of the microwave detector to be differentiated with the aid of selective filters. The separation of the two modulated signals, which are terdiode allows a separation of the signal originating from the measuring arrangement, which contains information about the tested element, from the signal originating from the additional microwave channel and which contains information about, the microwave signal level in the generator-Detek arrangement «v gate contains

Durch die Ausnützung des Ausgangssignals des Mikro« wellendetektors, welches aus dem zusätzlichen Mikrowellenkanal stammt, das, wie bekannt, ausschliesslich von der Stabilität der Generator und Detektorparameter abhängt, zur Regülation der Tiefe der Modulation des Mikrowellensignals in der Messanordnung, auf der Grundlage einer negativen Rückkopplung, erzielt man die Lösung der Aufgabe der Erfindung, d.h. eine vielmalige Verkleinerung der Abhängigkeit des Mikrowellensignalniveaus in der Messanordnung sowohl in der gewöhnlichen wie auch in der BrückenausfUhrung von der Stabilität der Parameter des Mikrowellengenerators und Detektors. Die Niveau« änderungen dieses Signals, die durch die Änderungen desBy using the output signal of the micro « wave detector, which comes from the additional microwave channel, which, as is known, depends exclusively on the stability of the generator and detector parameters, for regulating the depth of the modulation of the microwave signal in the Measuring arrangement, on the basis of a negative feedback, one achieves the solution of the object of the invention, i.e. a multiple reduction of the dependency of the microwave signal level in the measuring arrangement as well as in the usual one as well as in the bridge design of the stability of the parameters of the microwave generator and detector. The level « Changes in this signal caused by changes in the

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Leistungspegels oder auch der Empfindlichkeit und Impedanz des Detektors entstehen, werden unabhängig von der Entstehungeursache-, in dem linearen Arbeiteabschnitt der Regullerungaan-Power level or sensitivity and impedance of the detector, are independent of the cause, in the linear working section of the regulation

Ordnung durch Änderung der Tief· der Modulation des Mikrowellensignals in der Messanordnung kompensiert.Order compensated by changing the depth of the modulation of the microwave signal in the measuring arrangement.

Die technischen Vorteile, welche sich durch die Anwendung degfirfindung ergeben sind eine Vergrösserung der Genauigkeit, Stabilität und Vergleichbarkeit der Resultate relativer Messergebnisse, die durch Ausschlagmessmethoden mit Hilfe einfacher, wie auch Brücken-Mikrowellenmessanordnungen durchgeführt werden, wie auch die Ermöglichung der Anwendung von Mikrowellenanordnungen und Methoden zur Durchführung von Messungen absoluter Werte, die in langen Zeitspannen realisiert werden.The technical advantages that result from the application of degfirfindung are an increase in the accuracy, stability and comparability of the results of relative measurement results obtained by deflection measurement methods with the help of simpler, as well as bridge microwave measurement arrangements are carried out, as well as enabling the use of Microwave arrangements and methods for performing measurements of absolute values that are realized over long periods of time will.

Die Anordnung gemäss der Erfindung ist nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispiels unter Hinweis auf die Zeichnungen beschrieben.The arrangement according to the invention is described below using an exemplary embodiment with reference to the drawings.

Fig· 1 zeigt den Prinzipaufbau inform eines Blockschaltplanes der Mikrowellenmessanordnung mit automatischer Stabilisation des Signalniveaus der Anordnung Generator-Detektorj1 shows the basic structure in the form of a block diagram of the microwave measuring arrangement with automatic stabilization of the signal level of the generator-detector arrangement

Fig. 2 zeigt eine einfache Mikrowellenmess-Anordnung bei der Übertragungsmessmethode.Fig. 2 shows a simple microwave measuring arrangement at the transmission measurement method.

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ίο -ίο -

Fig. 3 zeigt eine Mikrowellen-Brückenmessanordnung bei der ObertragungsmesBmethode;3 shows a microwave bridge measuring arrangement in the transmission measuring method;

Fig. 4 zeigt eine einfache Mikrowellenmessanordnung bei der Reflexionsmessmethode;.4 shows a simple microwave measuring arrangement in the reflection measuring method;

Fig. 5 zeigt eine Mikrowellen-Brückenmeasanordnung bei der Reflexionsmessmethode;FIG. 5 shows a microwave bridge measurement arrangement in the reflection measurement method; FIG.

Fig. 6 zeigt die Charakteristik der Abhängigkeit der Amplitude des gemessenen Signale mit der Frequenz F^ von der Amplitude des Regelungssignals mit der Frequenz F«|Fig. 6 shows the characteristic of the dependence of the amplitude of the measured signal with the frequency F ^ on the amplitude of the control signal with the frequency F «|

Fig. 7 zeigt die Charakteristik der Abhängigkeit des gemessenen und des Regelungssignals von den Änderungen der Go* neratorleistung und der Empfindlichkeit oder Impedanz des Detektors j7 shows the characteristic of the dependence of the measured and the control signal on the changes in the generator power and the sensitivity or impedance of the detector j

Fig. 8 zeigt die Charakteristik der Abhängigkeit des gemessenen Signals mit der Frequenz Fi von Änderungen der Generatorleistung und der Empfindlichkeit oder Impedanz des Hikro« wellendetektors in einer Anordnung mit automatischer Regulation des Niveaus;8 shows the characteristic of the dependence of the measured signal with the frequency Fi on changes in the generator power and the sensitivity or impedance of the microwave detector in an arrangement with automatic regulation of level;

Fig. 9 zeigt das Vektordiagramm der dem Mikrowellandetek° tor zugeführten Signale.Fig. 9 shows the vector diagram of the microwellandetek ° tor fed signals.

Die Anordnung zur automatischen Kompensation der Änderungen des Signalniveaus in Mikrowellenanordnungen inThe arrangement for automatically compensating for changes in the signal level in microwave arrangements in

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einer Ausführung geaftse der Erfindung ist in Fig. 1 dargestellt. Der Mikrowellengenerator 1 speiet über die Verzweigung 2 alt einem Mikrowellensignal der Tragerwelle den Messkanal und den Regelungekanal der Anordnung. Das Mikrowellensignal wird in den Mesakanal durch «in Signal mit der Frequenz F₁ moduliert, welches durch den Generator 5 erzeugt und über die Modulierungs« anordnung 4 dem Modulator 3 zugeführt wird. Die Amplitude des Signals mit der Frequenz F₁ kann in dieser Anordnung mit Hilfe eines Gleichstromsignals, welches der Modulieranordnung von einer äusseren Quelle zugeführt wird, stufenlos geregelt wer· den. Das Mikrowellensignal_s welches durch das Signal mit der Frequenz F^ moduliert wurde, wird der Mikrowellenmessanordnung 6 zugeführt, in welcher der Prüfung mit Hilfe der Übertragungen oder Reflexionsmethode in einer einfachen- oder Brückenmess» anordnung geprüft wird. Di« Blockschaltpläne der oben erwShnten vier Ausführungsformen der Mikrowellenmessanordnung 6 zeigen Fig, 2,3,4 und S.one embodiment of the invention is shown in FIG. The microwave generator 1 feeds the measurement channel and the control channel of the arrangement to a microwave signal from the carrier shaft via the branch 2. The microwave signal is modulated in the mesa channel by a signal with the frequency F ₁ , which is generated by the generator 5 and fed to the modulator 3 via the modulating arrangement 4. The amplitude of the signal with the frequency F ₁ can be continuously regulated in this arrangement with the aid of a direct current signal which is fed to the modulating arrangement from an external source. The microwave signal _s, which was modulated by the signal with the frequency F ^, is fed to the microwave measuring arrangement 6, in which the test is checked with the aid of the transmission or reflection method in a simple or bridge measuring arrangement. The block circuit diagrams of the four embodiments of the microwave measuring arrangement 6 mentioned above are shown in FIGS.

In der einfachen Anordnung der Übertragungsmessmethode, die in Fig. 2 dargestellt ist, wird das modulierte Mikrowellensignal nach seinem Durchgang durch den Prüfling 17, den Phasenschieber 9 und die Verzweigung dem Detektor zugeführt, wo er der Demodulation unterworfen wird. Wenn die aus den beiden Kanälen stammenden Phasen der Mikrowellensignale übereinstimmen, bilden die Änderungen der Amplitude des demodulierten Signals mit der Frequenz F, ein Mass für dieIn the simple arrangement of the transmission measurement method illustrated in FIG. 2, the modulated After passing through the test object 17, the phase shifter 9 and the junction, the microwave signal is fed to the detector, where it is subjected to demodulation. If the coincide with the phases of the microwave signals originating from the two channels, form the changes in the amplitude of the demodulated signal with frequency F, a measure of the

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¹ - 12 ¹ - 12

durch den Prüfling erzeugte Änderung der Dämpfung des Mikro·* wellensignals. In der in Fig. 3 gezeigten Übertragungsmethode lit einer Brückenanordnung wird das modulierte Mikrowellensigß\l über die Verzweigung 18 den beiden Brückengliedern zügeftiitt. In einem der Brückenglieder wird der Prüfling 17 und in a>m zweiten die Elemente> welche zum Amplituden« 20 und Phasei-tusgleich 21 der Brücke dienik^tintergebracht. Die Signale becher Brückenglieder werden über dix; Verzweigung 19, den Phasenschieber 9 und die nachfolgende Verzweigung<?om Mikro~Change in the attenuation of the micro * generated by the test object wave signal. In the transmission method shown in FIG With a bridge arrangement, the modulated microwave signal becomes Via junction 18 the two bridge members are pulled. In one of the bridge members, the test item 17 and in a> m second the elements> which for amplitudes «20 and At the same time the bridge was brought into service. The signals cups bridge pontics are over dix; Branch 19 den Phase shifter 9 and the following branch <? Om micro ~

zugeführt. ~~~-—-^j"fed. ~~~ -—- ^ j "

Ein Mt^8 der von dem Prüfling 17 verursachten Dämp'-fungsändsrungen bildan bvsim Phasenausgleich der Brücke die Amplitudananderungen des Si^v%Ls mit der Frequenz F, am Ausgang des Mikrcwellendetektors. Jiisi Reflexionsmethoden ist das Massprinzip der durch den Prüfling Verursachten Darapfungsan= dorunger. ahnlich. In der in Fig. 4 gezeigten einfachen Änord=» nung wird das modulierte Signal über einen Zirkulator oder Eichtkoppler £2 dem Prüfling 17, hinter welchem ein Schliesser 23 untergebracht ist, zugeführt. Das durch den Schliesser re» flektierte Mikrov/ellensignal durchdringt abermals den Prüfling 17 und vrird über einen Zirkulator oder Richtkoppler 22 dem Phasenschieber 9 und die Verzweigung dem Mikrowellendetektor zugeführt. Bei gegenseitiger Phasenabstimmung beider Kanäle bilden die Änderungen der Amplitude des modulierten Signals mit der Frequenz F-^ ein Mass der durch den Prüfling verursach»One Mt ^ 8 of the damping changes caused by the test item 17 bildan bvsim phase balancing the bridge the Changes in the amplitude of the Si ^ v% Ls with the frequency F, at the output of the microwave detector. Jiisi reflection methods is that Principle of measurement of the evaporation caused by the test object dorunger. similar. In the simple north shown in Fig. 4 = » The modulated signal is sent via a circulator or calibration coupler to the test object 17, behind which a make contact 23 is housed, supplied. The microvell signal reflected by the make contact penetrates the test object again 17 and vrird dem via a circulator or directional coupler 22 Phase shifter 9 and the branch fed to the microwave detector. With mutual phase coordination of both channels form the changes in the amplitude of the modulated signal with the frequency F- ^ a measure of the caused by the test object »

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BAD ORlGtNAUBAD ORlGtNAU

ten Änderungen der Dämpfung dee. Mikrowellensignals. Bei der in Fig. 5 dargestellten Brackenanordnung wird das modulierte Mikrowellensignal über die Verzweigung 18 dem Brückenglied zugeführt, welches den Prüfling 17 und den Sohliesser 24 enthalt, und weiter zu den Elementen des Amplituden» 20 und Phasenaus« gleiche 21 der Brücke zugeführt, hinter welcher sich ein Schliesser 23 befindet, sodann über den Phasenschieber 9 und die Ver~ zweigung zum Mikrowellendetektor geleitet. So wie bei der Übertragungsmethode bilden ein Nass der durch den Prüfling rerursachten D&npfungs&iderungen beim Phasenausgleich der Brücke die AmplitudenSnderungen des Signals mit der Frequenz F^ am Ausgang des Mikrowellendetektorβ. Die Genauigkeit, Stabilität und Vergleichbarkeit der in verschiedenen Zeitabschnitten mit Hilfe aller obenerwähnten Methoden und Anordnungen erhaltenen Massresultate isi: in erster Reihe von der Stabilität der Frequenz und der Leistung des Generators,wie auch von der Stabilitat der Impedanz und der Empfindlichkeit des Mikrowellendetektors abhängig. Das Ausgangssignal der Mikrowellenmessanordnung 6, die in einer der oben erwähnten Versionen ausgeführt ist, wird über die Verzweigung 10 dem Detektor 11 zugeführt. Durch den zweiten Arm der Verzweigung 10 wird das Mikrowellensignal aus dem Hegelkanal dem Detektor 11 zugeführt. Dieses Signal ist durch das Signal mit der Frequenz F₂, welche von F₁ verschieden ist, in der Modulatoranordnung 7 moduliert.th changes in damping dee. Microwave signal. In the bracket arrangement shown in Fig. 5, the modulated microwave signal is fed via the branch 18 to the bridge element, which contains the test object 17 and the bottom eater 24, and further to the elements of the amplitude "20 and phase balance" 21 of the bridge, behind which If a closer 23 is located, it is then passed via the phase shifter 9 and the branch to the microwave detector. As with the transmission method, the attenuation changes caused by the test object form the amplitude changes of the signal with the frequency F ^ at the output of the microwave detector during phase compensation of the bridge. The accuracy, stability and comparability of the measurement results obtained in different time periods with the help of all the methods and arrangements mentioned above are primarily dependent on the stability of the frequency and the power of the generator, as well as on the stability of the impedance and the sensitivity of the microwave detector. The output signal of the microwave measuring arrangement 6, which is embodied in one of the versions mentioned above, is fed to the detector 11 via the branch 10. The microwave signal from the Hegel channel is fed to the detector 11 through the second arm of the branch 10. This signal is modulated in the modulator arrangement 7 by the signal with the frequency F ₂ , which _{is different from F 1.}

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Als Quelle des Signals «it der Frequenz F₂ dient ein besonderer Generator 8 oder die Wicklung des Metstranefor· mators mit einem Amplitudenbegrenzer. In so einer Anordnung erhalt man am Ausgang des Mikrowellendetektors Signale Mit den Frequenzen F^ und Fj, die in dem BandverstÄrker 12 verstärkt werden und dann durch Selektivverstarker 13 und 15, die auf die Frequenzen F^ und Fg abgestimmt sind, getrennt werden. Das Signal mit der Frequenz F^, welches am Ausgang des Verstärkers 13 erhalten wird und durch das Anzeigegerät 14 dargestellt ist, ent· halt Informationen Ober die Änderungen der Dampfungswerte, die durch den Prüfling eingeführt werden. In beiden Arten der Anordnungen · in der einfachen und der Brüokenanordnung - wird diese Information nur im Falle der Phasenübereinatimmung der Mikrowellensignale des Mess- und Regelkanals erhalten· Das Signal mit der Frequenz F₂, welches am Ausgang des Verstärkers 15 erhalten wird, enthalt Informationen über das Niveau des Mikrowellensignale der Anordnung Generator-Detektor, also über die Stabilität der Generatorleistung, der Impedanz und der Emp» findlichkeit des Detektors. Jede Änderung eines dieser Parameter, welche durch Änderungen der Speisespannung, Temperatur, Alterung hervorgerufen werden, sowie auch die durch technische Einflüsse verursachten Änderungen aussern sich in so einer Anordnung in einer Änderung der Amplitude dass Regelsignale mit der Frequenz F« am Ausgang des Verstärkers IS.A special generator 8 or the winding of the Metstransformer with an amplitude limiter serves as the source of the signal it of the frequency F _2. In such an arrangement, signals having the frequencies F ^ and Fj are obtained at the output of the microwave detector, which are amplified in the band amplifier 12 and then separated by selective amplifiers 13 and 15 which are tuned to the frequencies F ^ and Fg. The signal with the frequency F ^, which is obtained at the output of the amplifier 13 and is represented by the display device 14, contains information about the changes in the attenuation values introduced by the test object. In both types of assemblies · in the easy and the Brüokenanordnung - this information is obtained only in the case of Phasenübereinatimmung the microwave signals of the measuring and control channel · The signal having the frequency F _2, which is obtained at the output of the amplifier 15, contains information about the level of the microwave signals from the generator-detector arrangement, ie via the stability of the generator output, the impedance and the sensitivity of the detector. Any change in one of these parameters, which are caused by changes in the supply voltage, temperature, aging, as well as the changes caused by technical influences are expressed in such an arrangement in a change in the amplitude that control signals with the frequency F «at the output of the amplifier IS.

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•v.• v.

Das Ausgangssignal dieses Verstärkers wird nach seiner Gleichrichtung in der Gleiohri leitungsanordnung 16 der Modulierungsanordnung 4 zugeführt und kompensiert automatisch bei entsprechender Anpassung der Neigung des linearen Abschnittes der Charakteristiken U^ - f/ö_F2/ und U_p2 - f/P/, wo P Leistung bedeutet, die Hiveauänderungen des Mikrowellensignals der Anordnung Generator-Detektor wie auch der Amplitude des Modulationssignals des Messkanals.The output signal of this amplifier is fed to the modulation arrangement 4 after its rectification in the Gleiohri line arrangement 16 and automatically compensates for the inclination of the linear section of the characteristics U ^ - f / ö _F2 / and U _p2 - f / P /, where P power means the level changes of the microwave signal of the generator-detector arrangement as well as the amplitude of the modulation signal of the measuring channel.

Die vereinfachten Charakteristiken der Abhängigkeit der Amplitude des Signals mit der Frequenz F, und der Amplitude des Signals mit der Frequenz F« von den Änderungen der Generatorleistung wie auch der Impedanz oder der Empfindlichkeit zeigen die Abbildungen Fig. 6 und 7. Die Abhängigkeit des Signale mit der Frequenz F^, welche durch das Anzeigegerät 14 dargestellt wird, von den Änderungen der Generatorleistung oder der Empfindlichkeit und Impedanz des Detektors, in dem linearen Abschnitt dieser Charakteristiken, ist in solch einex Anordnung vielfach verkleinert. Eine vereinfachte Charakteristik der Abhängigkeit des Signals mit der Frequenz F₁ von den Änderungen der Generatorleistung und der Parameter des Detektors einer Mikrowellenanorclnung mit automatischer Regelung des Signalniveaus zeigt die Abbildung Fig. 8. Das Ausgangssignal der Mikrowellen« anordnung, welches dem Detektor zugeführt wird, bildet in der beschriebenen Anordnung die Summe der Ausgangssignale des Regelkanals E« ^I + m« cos ^fi«|7 cos «a t, welches einen verhält»Figs the frequency F ^, which is represented by the display device 14, from the changes in the generator power or the sensitivity and impedance of the detector, in the linear portion of these characteristics, is reduced many times in such an arrangement. A simplified characteristic of the dependence of the signal with the frequency F ₁ on the changes in the generator power and the parameters of the detector of a microwave arrangement with automatic control of the signal level is shown in Fig. 8. The output signal of the microwave arrangement which is fed to the detector forms In the arrangement described, the sum of the output signals of the control channel E «^ I + m« cos ^fi «| 7 cos« at, which behaves a »

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niem&ssig grossen Wert aufweist und des Nesskanals Ej^^I + m^ cos (Ω ^ t + β 27 °°^B ί "'t ⁺ ^ ^{von e}*^nem um 20 · 90 dB kleineren Wert. Das Vektordiagramm dieser Signalsumme zeigt die Abbildung Fig. 9, in welchem:The value of the Ness channel Ej ^^ I + m ^ cos (Ω ^ t + β 27 °° ^B ί "'t ⁺ ^ ^{of e} * ^nem is 20 · 90 dB lower. The vector diagram of this signal sum is shown in the figure Fig. 9 in which:

E - Ausgangssuömehsignal der MikrowellenanordnungE - Output signal of the microwave arrangement E₁ * Tr&gerwellensignäl im MesskanalE ₁ * Carrier wave signals in the measuring channel E„ « Trägerwellensignal im RegelkanalE "" Carrier wave signal in the control channel IBj * Modulationstiefe der Tragerwelle im MesskanalIBj * Modulation depth of the carrier shaft in the measuring channel

mg ^α Modulationstiefe der Tragerwelle in der Hegel»mg ^α modulation depth of the carrier shaft in the Hegel »

anordnungarrangement

^Ω1* ^Ω2 ^β entsprechende Pulsationen der Modulati@nssiga©3L® ^ω » Pulsation der Trägerwelle c& « Winkel der Phasenverschiebung zwischen den Signa« ^Ω 1 * ^Ω 2 ^β corresponding pulsations of the modulation © 3L® ^ω »pulsation of the carrier wave c &« angle of the phase shift between the signals «

len der Trägerwellen beider Kan&lelen of the carrier waves of both channels

δ * Winkel der Phasenverschiebung zwischen den Modu« lationssignalen.*δ * angle of the phase shift between the modules « lation signals. *

Es besteht die Möglichkeit; eine Frequenzanalyse des Ausdruckes E durchzuführen, welcher das Signal E bezeichnet, das dem Detektor zugeführt wird und seine Komponenten auf demselben Wege festzustellen, wie das von Aiken durchgeführt wurde (Aiken, Ch.B."Theory of the Detection of Two Modulated Waves by a Linear Rectifier". PIRE. B.21, Nr. 4, 1933, Seite 601=629).There is a possibility; to perform a frequency analysis of the expression E denoting the signal E that is fed to the detector and its components are determined in the same way as was carried out by Aiken (Aiken, Ch.B. "Theory of the Detection of Two Modulated Waves by a Linear Rectifier ". PIRE. B.21, No. 4, 1933, page 601 = 629).

Aus dieser Analyse ergibt sich, dass der für dieses Signal E polarisiert ο Detektor ein Detektor der Einhüllenden istFrom this analysis it can be seen that the for this Signal E polarizes ο detector is an envelope detector

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ΧΙ 91 8510ΧΙ 91 8510

und dass sich folglich sein Ausgangssignal in einer linearen Abhängigkeit zum Signal E befindet.and that consequently its output signal is linearly dependent on signal E.

Gemäss der der Erfindung zugrunde liegenden Annahme, wonach die Frequenzen der Signale, welche das Mikrowellensignal der Trägerwelle in beiden Kanälen - dem Mess» und dem Regelkanal modulieren · verschiedene Werte besitzen und dass der Winkel der Phasenverschiebung δ zwischen den Moduliersignalen gleich Null ist, erhält man.die Ausdrücke für die Komponenten des Signals E, aus denen hervorgeht, dass die Werte der Komponenten des Signals E von dem Winkel der Phasenverschiebung δ zwischen den Trägerwellensignalen beider Kanäle ab» hängen. In Übereinstimmung mit den Voraussetzungen der Erfindung, wird der Winkel & mittels des Phasenschiebers dem Null» wert gleichgesetzt, wodurch die Komponenten des Signals EAccording to the assumption on which the invention is based, according to which the frequencies of the signals which modulate the microwave signal of the carrier wave in both channels - the measuring and control channels - have different values and that the angle of the phase shift δ between the modulating signals is zero The expressions for the components of the signal E, from which it follows that the values of the components of the signal E depend on the angle of the phase shift δ between the carrier wave signals of both channels. In accordance with the requirements of the invention, the angle & is set equal to the zero value by means of the phase shifter, whereby the components of the signal E

für die Pulsation O. . E Q. » E,m, (1)for the pulsation O. E Q. »E, m, (1)

JL J» .LJ.JL J ».LJ.

" " " ^Ω2 -^{E Ω}2 "^E2^m2 ⁽²⁾ """ ^Ω 2 - ^{E Ω} 2" ^E 2 ^m 2 ⁽²⁾

Aus dem Ausdruck (1) folgt, dass bei einem konstanten Wart dar Modulationstiefe m,, das dem Messkanal entstammende Ausgangssignal des Detektors, welches eine Pulsation O^ aufweist, sish in einer linearen Abhängigkeit von dem Niveau des Mikroweilansignals des Messkanals befindet, folglich auch von dar Dämpfung dia durch den Prüfling hervorgerufen wird und dem Leistungspagel des Mikrowellengenerators abhängt.From expression (1) it follows that with a constant maintenance the modulation depth m ,, that originating from the measuring channel Output signal of the detector, which has a pulsation O ^, sish in a linear dependence on the level of the Micro wave signal of the measuring channel is located, consequently also from That attenuation is caused by the test object and depends on the power level of the microwave generator.

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Aus dem Ausdruck ^ 2) ergibt sich wiederum, dass das dem Regelkanal entstammende Ausgangssignal des Detektors» welches eine Pulsation Ω ₂ aufweist, bei den selben Voraussetzungen von dem Leistungspegel des Generators abhängig ist, da» gegen aber nicht von der Dämpfung des Prüflings. Beide Signale sind in demselben Grad von der Empfindlichkeit und der Impedanz des Detektors abhängig. Aus dem oben Erwähnten ergibt sich unmittelbar die Anwendbarkeit des Detektorausgangssignals mit der Pul sation Ω ^₉ zur automatischen Regulierung eines von dem Parameter des Messweges zwecks Erzielung einer Kompensation der Änderungen des Leistungspegels oder der Empfindlichkeit und Impedanz des Mikrowellendetektors. Der für dae Resultat; der Messung wesentliche Ausdruck (1) weist wiederum auf die Möglichkeit der Kompensation der Änderungen des Trägerwellen«=· niveaus der Mikrowellenänordnung, unabhängig von der Art derThe expression ^ 2) again shows that the output signal of the detector from the control channel, which has a pulsation Ω ₂ , is dependent on the power level of the generator under the same conditions, but not on the attenuation of the test object. Both signals are dependent to the same degree on the sensitivity and the impedance of the detector. From the above, the applicability of the detector output signal with the pulsation Ω ^ ₉ for the automatic regulation of one of the parameters of the measuring path for the purpose of compensating for the changes in the power level or the sensitivity and impedance of the microwave detector results. The for the result; Expression (1) , which is essential to the measurement, in turn points to the possibility of compensating for the changes in the carrier waves «= · level of the microwave arrangement, regardless of the type of

Ursachen ihrer Entstehung auf dem Wege der Änderung der Bfodu» lationstiefe dieser Welle, die mit Hilfe eines Signals mit der Pulsation 0 , durchgeführt wird· Die Ausbildung der Anordnung zur automatischen Regelung des Signalniveaus basiert auf die=· sem Arbeitsprinaip, wobei die angewandte Anordnung ein Unterscheidungsvermögen der Entstehungsart der Signainiveauänderungen aufweist, und dieselben, welche durch die Änderungen der Generator leistung wie auch der Empfindlichkeit und Impedanz des Detektors von denen, die durch die Dämpfungsänderungen des Prüflings hervorgerufen werden, unterscheidet. Die Modulationstiefe des Mikrowellensignals im Messkanal wird durch die Anord« Causes of their emergence on the way of changing the Bfodu » depth of this wave, which is carried out with the help of a signal with pulsation 0 · The formation of the arrangement for the automatic regulation of the signal level is based on this principle of operation, the arrangement used being able to distinguish the origin of the signal level changes has, and the same, which by the changes in the generator power as well as the sensitivity and impedance of the detector differs from those caused by the changes in attenuation of the test object. The modulation depth of the microwave signal in the measuring channel is determined by the arrangement

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nung nur in dem ersten Falle automatisch geregelt· Bei einen entsprechenden Verhältnis der Amplituden der Mlkrowellensignale im Mess- und Begelkanal haben die Änderungen der gemessenen Dämpfungen in einem breiten Grenzbereich keinen Einfluss auf den Wert des Signals, welcher die Modulationstiefe regelt.Only automatically regulated in the first case · With one corresponding ratio of the amplitudes of the microwave signals in the measuring and Begel channel, the changes in the measured attenuation in a wide limit range have no influence to the value of the signal that controls the modulation depth.

Ebenso haben Änderungen des Winkels der Phasenverschiebung cC zwischen den Hikrowellensignalen beider Kanäle keinen Einfluss auf das Segelsignal· Die Abhängigkeit des gemessenen Signals von dem Winkel der Phasenverschiebung erfordert jedoch die Anwendung von Stabilisierungsanordnungen der Frequenz des Mikrowellengenerators oder, wenn der Prüfling zusätzliche Phasenverschiebungen, die im Verlauf der Messungen veränderlich sind, erzeugt, sogar Anordnungen eines gegenseitigen automatischen Ausgleichs des Winkels der Phasenverschiebung beider Mikrowellensignale. Solche Anordnungen können auf der Grundlage der oben angegebenen Abhängigkeit der Komponenten des Detektorstromes oder auch der Komponenten anderer harmonischer Frequenzen der Moduliersignale von dem Winkel der Phasenverschiebung zwischen den Mikrowellensignalen beider Kanäle entwickelt werden. Das beschriebene Verfahren und die Anordnung zur automatischen Kompensation des Signalniveaus in Mikrowellenanordnungen, welche einen Trägerwellengenerator und Mikrowellensignaldetektor enthalten, können in Messeinrichtungen oder Anordnungen verwendet werden, die auf der Anwendung von Mikrowellen zur Prüfung von Elementen undLikewise, changes in the angle of the phase shift cC between the microwave signals of both channels have no influence on the sailing signal · However, the dependence of the measured signal on the angle of the phase shift requires the use of stabilization arrangements Frequency of the microwave generator or if the DUT additional phase shifts, which are variable in the course of the measurements, are generated, even arrangements for a mutual automatic compensation of the angle of the phase shift of the two microwave signals. Such arrangements can be based on the above-mentioned dependence of the components of the detector current or the components of other harmonic frequencies of the modulating signals on the angle of the phase shift between the microwave signals of both channels. The described method and the arrangement for automatic compensation of the signal level in microwave arrangements which contain a carrier wave generator and microwave signal detector can be found in Measuring devices or arrangements are used based on the application of microwaves for testing elements and

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Bestandteilen von Mikrowellenanordnungen und Geräten wie auch von Eigenschaften τοπ Festkörpern, Flüssigkeiten und Oasen im Mikrowellenfeld beruhen. .Components of microwave assemblies and devices such as also based on properties τοπ solids, liquids and oases in the microwave field. .

In der Auswirkung der Anwendung des Verfahrene und der Anordnung gemäss der Erfindung erzielt man eine mehrfache Verkleinerung der Abhängigkeit der Messresultate von den Änderungen der Generat or leistung und der Empfindlichkeit und Impedanz des Mikrowellendetektors, also eine bedeutende Verbesserung der Stabilität, Genauigkeit und Vergleichbarkeit der Resultate, welche bei Messungen relativer Grossen auftre-Multiple effects are achieved in the application of the method and the arrangement according to the invention Reduction of the dependency of the measurement results on the changes in generator output and sensitivity and Impedance of the microwave detector, meaning a significant improvement in stability, accuracy and comparability of the results that occur when measuring relative magnitudes

ten, die mit Hilfe von Ausschlagmethoden in kurzen Zeitabstftnden durchgeführt werden. Bei dieser Anordnung ergibt sich auch die Möglichkeit der Anwendung von Mikrowellenvorrichtungen mit der Stabilisierung der Generatorfrequenz oder von Anordnungen zum automatischen Phasenausgleich der Mikrowellensignale bei Messungen absoluter Grossen während langer Zeitabschnitte.carried out at short intervals of time with the help of rash methods. This arrangement also results the possibility of using microwave devices with generator frequency stabilization or arrangements for automatic phase compensation of the microwave signals when measuring absolute values over long periods of time.

Die oben beschriebene Anordnung wurde durch die Modernisierung einer allgemein angewendeten Mikrowellenmessanordnung auf dem Wege des Einbaues einer kleinen Anzahl von einfachen Mikrcwellenelementen aufgebaut wie Abschnitte von . Wellenleitern, Verzweigungen, Modulatoren, Phasenschieber, wie auch elektronische Elemente, z.B. ein Generator des Signals mit der Frequenz F«, ein Begrenzer des aus dem Speise» netz erhaltanen Signals, ein Selektivverstärker mit kleinemThe arrangement described above has been made possible by the modernization of a commonly used microwave measuring arrangement by means of the incorporation of a small number of simple micro wave elements constructed like sections of. Waveguides, branches, modulators, phase shifters, as well as electronic elements, e.g. a generator of the signal with the frequency F «, a limiter of the feed» network received signal, a selective amplifier with small

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Verstärkerfaktor mit einem Ausgangssignalgleichrichter und dem Teiler mit einem Teilverhältnis, das mit Hilfe eines Gleichstromsignals geregelt ist und der in der Modulieranord« nung des Messkanals untergebracht ist*Amplifier factor with an output signal rectifier and the divider with a dividing ratio, which with the help of a DC signal is regulated and the modulating arrangement the measurement channel is housed *

Dank einer solchen Ausbildung der Erfindung ist die bedeutende Verbesserung der technischen Parameter der Mikrowellenanordnung nicht mit einer nennenswerten Verschlechterung des Gütefaktors begleitet. .Thanks to such an embodiment of the invention, there is a significant improvement in the technical parameters of the Microwave arrangement is not accompanied by a significant deterioration in the quality factor. .

Pat does not respond

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Claims

- 22 patent claims

fl oj method for the automatic compensation of changes in the signal level in microwave circuit arrangements, which contain a carrier wave generator and microwave signal detector, characterized in that the microwave signal of the carrier wave is modulated by a signal with two different frequencies, which are subsequently separated, one of these signals being used solution of the measurement results and the second is used to regulate the parameters of this arrangement.

2. The method according to claim 1, characterized in that the control signal, which the changes regulates the modulation depth of the microwave measurement signal, generated by a separate microwave arrangement which uses the same microwave generator as the source of the carrier wave and the same microwave detector as the demodulator, which is used to generate and demodulate the Mi » microwave signal can be used.

3, method according to claim 1 or 2, characterized in that the microwave signal is the carrier wave in the microwave control arrangement on the way between the Microwave generator and the microwave detector of an ampli » is subject to modulation.

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4o Verfahren nach Anspruch 1 bis.3, dadurch g e Ic e η η -zeichnet, dass die Signale, welche das Mikrowellen» meßsignal und das Mikrowellenregelsignal nodulieren, Unterschiede aufweisen, die ihre Trennung am Ausgang der Mikrowellendetektoranordnung ermöglichen.4o method according to claim 1 to 3, characterized in that the signals which the microwaves » measuring signal and nodulate the microwave control signal, have differences that allow their separation at the output of the microwave detector arrangement.

5. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , dass sie einen Mikrowellengenerator (1) enthält, der über die Verzweigung (2) den Mess- und den Kegelzweig der Anordnung mit einem Trägerwellensignal speist und mit einem Modulator versehen ist, in dem das Mikrowellensignal, das der Mikrowellen-Messanordnung (6) zugeführt wird, mittels eines Signals mit der Frequenz F₁ moduliert wird, welches, im Generator (5) erzeugt, dem Modulator (3) mit der Modulationsschaltung (4) zugeführt wird, ferner mit einer Mikrowellen-Messanordnung (6) in der einfachen oder Brückenausführung versehen ist und einem Modulator (7) enthält, in welchem das dem Regelkanal zugeführte Mikrowellensignal durch ein Signal mit der Frequenz F₂, das aus dem Generator (8) zugeführt ist, moduliert wird, einen Phasenschieber (9) aufweist, welcher die Phasenverschiebungen der Mikrowellensignale im Mess- und dem Kegelkanal ausgleicht, die Verzweigung (10) über die die Mikrowellensignale aus dem Mess- und dem Kegelkanal dem Mikrowellendetektor (11) zugeführt werden, den Verstärker (12), welcher die modulierten Signale mit den Frequenzen F, und F« verstärkt, den Verstärker (13) des5. Arrangement for carrying out the method according to claim 1 to 4, characterized in that it contains a microwave generator (1) which feeds the measuring and conical branches of the arrangement with a carrier wave signal via the branch (2) and is provided with a modulator , in which the microwave signal that is fed to the microwave measuring arrangement (6) is _{modulated by means of a signal with the frequency F 1} which, generated in the generator (5), is fed to the modulator (3) with the modulation circuit (4) , is also provided with a microwave measuring arrangement (6) in the simple or bridge design and contains a modulator (7) in which the microwave signal fed to the control channel is replaced by a signal with the frequency F ₂ , which is fed from the generator (8) , is modulated, has a phase shifter (9) which compensates for the phase shifts of the microwave signals in the measuring and cone channels, the branch (10) via which the microwave signals Signals from the measuring and cone channels are fed to the microwave detector (11), the amplifier (12), which amplifies the modulated signals with the frequencies F and F «, the amplifier (13) of the

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Signal with the frequency F ^ with adjustable gain factor, the display device (14) of the output signal of the amplifier (13) contains the amplifier (15) of the signal at the frequency Fg, as well as the rectifier (16) which d & s rectifies the output signal of the amplifier (15) and generates a direct current signal which the modulation circuit (4) controls and the amplitude of the signal with the frequency F- ,, which is the microwave signal of the measuring channel in the Relation to the changes in the parameters of the generator (1) and the detector (11.) changes in such a way that this is indicated by an indicator device (14) one of the changes in the power of the generator (1) and the parameters of the detector (11) has independent value.

6c modification of the arrangement according to claim 5, characterized in that » indicates that as the source of the signals with the Frequency F «, which feeds the modulator (7) in the control channel, an alternating current network is used.

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