DE4006869A1 - Messgeraet fuer s-parameter eines vierpols - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Technik von Ultrahochfrequenzmessungen (UHF-Messungen) und betrifft insbesondere ein Meßgerät für S-Parameter eines UHF-Vierpols.

Die Erfindung kann bei der Entwicklung, Produktion und dem Betrieb verschiedener UHF-Vierpole (beispielsweise von Attenuatoren bzw. Dämpfungsgliedern, Ventilen bzw. Gleichrichtern, Mischern) angewendet werden.

Es ist ein Meßgerät für S-Parameter linearer UHF-Vierpole (A. S. Elizarov "Elektroradioizmereniya" (Elektronische Funkmessungen), 1986, Verlag "Vysheishaya shkola" (Minsk), S. 282 bis 283) bekannt, das einen UHF-Signalgenerator und einen Ring-Meßkanal enthält, der durch einen UHF-Signalleistungsteiler, zwei Ventile und vier Richtkoppler, die an den zu untersuchenden Vierpol geschaltet sind, gebildet ist. Im Ringkanal werden vom Leistungsteiler partielle Meßsignale erzeugt, die sich über den Vierpol in gegenseitig entgegengesetzten Richtungen zugleich ausbreiten. Nach dem Durchgang durch den Vierpol klingen sie in den Ventilen ab (dadurch wird der Signalringlauf ausgeschlossen). Die Informationen über sämtliche S-Parameter des Vierpols werden mit Hilfe von Richtkopplern gewonnen, die auf Signale paarweise ausgerichtet sind, die auf den Vierpol einfallen und diesen passiert haben (bzw. durch diesen reflektiert sind). Die Sekundärkanäle der Richtkoppler können mit verschiedenen primären Meßwandlern, z. B. mit Homodyndetektoren, belastet werden, deren Ausgangsspannungen Informationen über den Real- und den Imaginärteil der S-Parameter tragen. Bei Benutzung der Homodyndetektoren besteht nicht nur die Notwendigkeit der Ausbildung eines Meßkanals zum Durchgang eines Meßsignals (Ringkanal), sondern auch eines Bezugskanals zum Durchgang des Bezugssignals. Er wird mit Hilfe eines zusätzlichen Richtkopplers gebildet, der zwischen den Ausgang des Generators und den Ringkanal geschaltet wird.

Das genannte Meßgerät weist aber eine niedrige Meßgenauigkeit bei der Messung des gesamten Komplexes von S-Parametern wegen des gleichzeitigen Vorhandenseins zweier partieller Meßsignale im Ring-Meßkanal auf, die, indem sie von verschiedenen Diskontinuitäten des Ringkanals reflektiert werden und infolge einer endlichen Entkopplung der Kanalzweige im Kreisring umlaufen, auf die Eingänge der Homodyndetektoren auftreffen und die Zahl von Fehlerquellen gegenüber dem Ringkanal des Heterodynmeßgeräts praktisch verdoppeln, wo eine wechselweise Ausbreitung eines UHF- Signals durch einen zu untersuchenden Vierpol in entgegengesetzten Richtungen (B. A. Abubakirov u. a. "Izmerenie paramektrov radiotekhnicheskikh tsepei" (Messung von Parametern funktechnischer Kreise), 1984, Verlag "Radiosvyaz" (Moskau), S. 117 bis 118) vorgesehen ist.

Außerdem sind für den Fall einer Amplitudenmodulation des Ausgangssignals des UHF-Generators durch eine Spannung der Frequenz Ω für die Ausgangsspannungen U₁, U₂ des Homodyndetektors, die Informationen über einen Parameter S_ÿ (i,j=1,2) des Vierpols tragen, folgende Ausdrücke gültig:

U₁=α₁E_o²[k₁²+k_ÿ1²|S_ÿ|²+2k₁k_ÿ1|S_ÿ| cos(ϕ_ÿ+ϕ_oÿ)]cosΩt (1)
U₂=α₂E_o₂[k₂²+k_ÿ2²|S_ÿ|²+2k₂k_ÿ2|S_ÿ| sin(ϕ_ÿ+ϕ_oÿ)]cosΩt (2)

worin α₁, α₂ die Übertragungsfaktoren der jeweiligen Detektorteile des Homodyndetektors,
E_o die Amplitude des Feldes an der Verzweigungsstelle des Bezugs- und des Meßkanals:
k₁, k₂, k_ÿ1, k_ÿ2 die Module der Gesamtübertragungsfaktoren jedes Weges, den ein UHF-Signal von der Verzweigungsstelle des Bezugs- und des Meßkanals bis zum jeweiligen Detektorteil des Homodyndetektors zurücklegt;
ϕ_oÿ die Phasenverschiebung, die die Nichtidentität der Phasenfrequenzcharakteristiken des Bezugs- und des Meßkanals bei der Messung eines Parameters S_ÿ berücksichtigt;
|S_ÿ|, ϕ_ÿ der Modul bzw. die Phase des Meßparameters S sind.

Wie aus den Ausdrücken (1), (2) ersichtlich, werden die Meßgrenzen für die Module der S-Parameter des Vierpols auf einen quadratischen Abschnitt der Charakteristiken der Detektorteile beschränkt sein, weshalb die Messung von Dämpfungen oberhalb von 30 bis 40 dB mit solch einem Meßgerät unmöglich ist.

Um die Meßgrenzen für die Module der S-Parameter des Vierpols auszudehnen, werden der Amplitudenmodulation nicht das Ausgangssignal des UHF-Generators, sondern die Signale im Ringkanal durch Einschaltung eines Halbleiter- oder Ferrit-Amplitudenmodulators in diesen unterzogen. Die Ausgangssignale des Meßkanals treten in diesem Fall als modulierte Hilfsträger im Unterschied zu dem unmodulierten Träger, der als Ausgangssignal des Bezugskanals dient, auf. Ein derartiges Verfahren zur Erweiterung der Meßgrenzen für die Module der S-Parameter ist in der Literatur unter der Bezeichnung des Kohn-Verfahrens (Cohn S. B. and other "An Automatic Micro-wave Phase-Measurement System", Microwave Journal, 1964, Vol. 7, No. 2, pp. 49-56) bekannt.

In diesem Fall werden die die ersten Glieder in den Ausdrücken (1), (2) bestimmenden Ausgangsspannungen des Bezugskanals im Homodyndetektor in Ausgleichsspannungen umgewandelt, die durch Selektivverstärker einer zur Analog- und Digitalverarbeitung der Meßsignale verwendeten Anzeige-Recheneinheit gefiltert werden. Da die Selektivverstärker auf die Frequenz Ω eingestellt sind, gelten für die Ausgangsspannungen U₁′, U₂′ der Selektivverstärker anstelle (1) und (2) die folgenden Ausdrücke:

U₁′=α₁ · M · k_o1 · E_o²[k_ÿ1²|S_ÿ|²+2k₁k_ÿ1|S_ÿ|cos(ϕ_ÿ+ϕ_oÿ)]cosΩt (3)
U₂′=α₂M · k_o2 · E_o²[k_ÿ2²|S_ÿ|²+2k₂k_ÿ2|S_ÿ|sin(ϕ_ÿ+ϕ_oÿ)]cosΩt (4)

worin M der Amplitudenmodulationsgrad für ein Signal im Meßkanal und
k_o1, k_o2 die Verstärkungsfaktoren der Selektivverstärker sind.

Durch Ausschluß von k₁² und k₂² proportionalen Anteilen aus den Ausdrücken (3), (4) für die Ausgangsspannungen der Selektivverstärker wird es möglich, geringfügige Änderungen U₁′ und U₂′ zu messen, was bei der Messung von großen Dämpfungen der Fall ist. In der Tat sind die ersten Glieder in den Ausdrücken (3) und (4) stets kleiner als die zweiten Glieder (weil sie durch den Ausdruck |S_ÿ|² bestimmt werden und |S_ÿ|«1 ist) und stören die Messungen kleiner Änderungen von U₁′ und U₂′ nicht. Hier wirkte das erste Glied in (1) und (2) störend, das von |S_ÿ| nicht abhängte, da es nur durch den Bezugssignalpegel festgelegt wurde. Gerade die Notwendigkeit, geringe Änderungen eines Informationssignals vor dem Hintergrund eines starken, keine Informationen tragenden Signals zu messen, beschränkt die Meßgrenzen für die Parameter S₂₁ und S₁₂ auf die Werte 30 bis 40 dB. Das Kohn- Verfahren gestattet es, diese Grenzen bis auf 60 dB auszudehnen, worin auch eben sein Hauptvorteil liegt.

Die auf dem erwähnten Verfahren beruhenden Meßgeräte weisen aber, indem sie weite Meßgrenzen für die Schwächungen bzw. Dämpfungen ermöglichen, eine unzureichend große Meßgenauigkeit für die S-Parameter wegen des Vorhandenseins eines nichtlinearen Gliedes in den durch die Ausdrücke (3) und (4) beschriebenen Signalen, das durch den Ausgangssignalpegel des Meßkanals bestimmt wird und eine zu |S_ÿ|² proportionale Spannung der Modulationsfrequenz Ω darstellt, auf. Besonders stark beginnt sich dieses Glied bei der Messung von kleinen Schwächungen bzw. Dämpfungen auszuwirken. Das Bestreben, den Einfluß dieses Gliedes geringer zu halten, zwingt zur Anwendung von schaltungstechnisch komplizierten Amplituden-Gegentaktmodulatoren oder Gegentaktmischern bzw. einer Kombination der Gegentaktmodulatoren und -mischern. Infolgedessen wird der Aufbau des UHF-Meßkanals des Meßgeräts viel komplizierter, und im Kurzwellenband des Millimeterwellenbereichs wird das Meßgerät wegen des Fehlens von Gegentaktmodulatoren und -mischern mit gewünschten technischen und technologischen Kennwerten praktisch nicht realisierbar.

Am nächsten kommt der erfindungsgemäßen technischen Lösung ein Meßgerät für S-Parameter von Vierpolen (SU-A-13 22 199), das einen UHF- Signalgenerator enthält, dessen Ausgang über eine T- Verzweigung und einen besonderen Detektorteil, dessen Ausgangssignal eine Normierung der Meßsignale gewährleistet, an einen dreikanaligen UHF-Signalleistungsteiler angeschlossen ist, der zum Teilen des UHF- Signals ein Meß- und Bezugssignal bestimmt ist. Es sei bemerkt, daß das Signal am Ausgang des UHF- Signalgenerators amplitudenmoduliert ist. Die Meßsignalausgänge und der Bezugssignalausgang des dreikanaligen UHF-Signalleistungsteilers sind an die Meßsignaleingänge und den Bezugssignaleingang eines UHF-Signalselektors zur Signalselektion nach den S-Meßparametern gelegt. Das Meßgerät enthält auch zwei gerichtete Meßsignalgeber, die auf von den Eingängen des zu untersuchenden Vierpols reflektierte Meßsignale ausgerichtet sind. Die gerichteten Geber sind in Form von Richtkopplern ausgeführt, deren Primärkanaleingänge an die Meßsignalausgänge des UHF-Signalselektors angeschlossen sind und deren Primärkanalausgänge zum Anschluß des zu untersuchenden Vierpols dienen. Der Bezugssignalausgang des UHF-Signalselektors ist an den Eingang eines synphasen bzw. gleichphasigen Bezugssignalleistungsteilers geführt, dessen Ausgänge an die Bezugssignaleingänge zweier Homodyndetektoren gelegt sind, die zur Interferenz des Bezugssignals und der Meßsignale und zur Detektion der gewonnenen Summensignale vorgesehen sind, wobei jeder der Homodyndetektoren einen Richtkoppler und zwei Detektorteile besitzt. Die Meßsignaleingänge der Homodyndetektoren sind mit den Sekundärkanalausgängen der gerichteten Meßsignalgeber über den UHF-Signalselektor, einen synphasen Maßsignalleistungsteiler und einen besonderen Richtkoppler verbunden. Das Meßgerät enthält auch eine Anzeige- Recheneinheit, deren Steuerausgänge an die Steuereingänge des UHF-Signalselektors und -generators und deren Informationseingänge an die Ausgänge der Homodyndetektoren zur Erhaltung von Informationen über die Real- und Imaginärteile der S-Meßparameter enthaltenden Signalen angeschlossen sind.

Der Selektor enthält fünf steuerbare Attenuatoren, deren Informationsein- und -ausgänge sowie deren Steuereingänge als jeweilige Bezugs- und Meßsignaleingänge bzw. -ausgänge sowie Steuereingänge des Signalselektors auftreten.

Im Meßgerät wird das amplitudenmodulierte Ausgangssignal des Generators mit Hilfe der T-Verzweigung in zwei Signale geteilt, von denen eines am Eingang des dreikanaligen Leistungsteilers und das andere am Eingang des besonderen Detektorteiles eintrifft. Der Ausgangsspannungswert des besonderen Detektorteiles dient der Normierung von an den Ausgängen der Homodyndetektoren abgenommenen Spannungswerten. Das Signal am Eingang des dreikanaligen Leistungsteilers wird in drei Signalkomponenten geteilt, von denen eine am Bezugskanaleingang (Informationseingang des fünften steuerbaren Attenuators des Signalselektors) ankommt und als Bezugssignal dient. Die zwei anderen Signalkomponenten gelangen in den durch einen Ringkanal gebildeten Meßkanal, in dem sich die Signale in gegenseitig entgegengesetzten Richtungen abwechselnd ausbreiten können. Dies wird mit Hilfe des dritten und vierten steuerbaren Attenuators erreicht, die zum UHF-Signalselektor gehören und sich wechselweise mal im offenen, mal im geschlossenen Zustand befinden. Beim offenen dritten und geschlossenen vierten steuerbaren Attenuator breitet sich das Signal z. B. über den zu untersuchenden Vierpol in Vorwärtsrichtung aus. An den Informationseingängen des ersten und zweiten steuerbaren Attenuators laufen also über die gerichteten Meßsignalgeber Signale ein, die Informationen über die Parameter S₁₁ (d. h. über einen komplexen Reflexionsfaktor des Einganges des zu untersuchenden Vierpols) und S₂₁ (d. h. über einen komplexen Übertragungsfaktor des zu untersuchenden Vierpols, bezogen auf die Vorwärtsrichtung) enthalten. Der erste und der zweite steuerbare Attenuator befinden sich abwechselnd im offenen oder geschlossenen Zustand, weshalb am Primärkanaleingang der besonderen Verzweigung abwechselnd Signale ankommen, die Informationen über die Parameter S₁₁ oder S₂₁ enthalten. In ähnlicher Weise treffen beim geschlossenen Zustand des dritten und offenen Zustand des vierten steuerbaren Attenuators und bei verschiedenen Zuständen des ersten und zweiten steuerbaren Attenuators am Primärkanaleingang des Richtkopplers Signale ein, die Informationen über die Parameter S₂₂ und S₁₂ enthalten. Auf diese Weise erfolgt eine zeitliche Selektion von Signalen, die Informationen über den Gesamtkomplex der S-Parameter des zu untersuchenden Vierpols enthalten. Diese Signale werden über den besonderen Richtkoppler auf die Meßsignaleingänge der Homodyndetektoren gegeben. Den Bezugssignaleingängen dieser Homodyndetektoren werden über den fünften gesteuerten Attenuator und den synphasen Bezugssignalleistungsteiler Bezugssignale zugeführt.

In den Homodyndetektoren interferieren die Bezugskanal- und die Meßkanalsignale miteinander, wobei sich die Phasenverschiebungen zwischen den an den Eingängen der vier Detektorteile eintreffenden Signalen wegen des Durchganges durch die verschiedenen Primär- und Sekundärkanäle der Richtkoppler der Homodyndetektoren voneinander unterscheiden werden. Die die Werte der durch den Spannungswert U am Ausgang des Detektorteiles normierten Spannungen U_lÿ (l=1,4; i,j=1,2) an den Ausgängen der vier Detektorteile der Homodyndetektoren bestimmenden Ausdrücke nehmen im Falle einer Messung des Parameters S_ÿ die folgende Form an:

U_lÿ/U_o=|A₁+B_lÿ · S_ÿ|², (5)

worin A₁, B_lÿ die komplexen Faktoren sind, die die Übertragung der Signale im UHF-Kanal vom UHF-Signalgenerator zum l-ten Detektorteil bei einer Messung des Parameters S_ÿ charakterisieren.

Die Real- und Imaginärteile der Faktoren A₁, B_lÿ werden im Eichverfahren bei Benutzung von Wellenleiterstücken, kurzgeschlossenen Belastungen als Normalmaße und bei verschiedenen Zuständen der steuerbaren Attenuatoren (wie z. B. bei der Abschaltung des Meßkanals, falls sich die Attenuatoren 1 bis 4 im geschlossenen Zustand befinden, oder bei der Abschaltung des Bezugskanals, falls sich der fünfte Attenuator im geschlossenen Zustand befindet) erhalten. In ähnlicher Weise können bei einer unmittelbaren Messung der S-Parameter des zu untersuchenden Vierpols, wenn er in den Kanal eingeschaltet wird, aus dem auf Grund der Meßergebnisse zusammengestellten Gleichungssystem (5) die Werte S_ÿ bei den bekannten Werten A₁ und B_lÿ berechnet werden.

Von Vorteil ist bei dieser technischen Lösung der Umstand, daß jedes der Meßergebnisse dank dem UHF-Signalselektor in Form der fünf steuerbaren Attenuatoren nur die Informationen über einen S-Meßparameter enthält; es wird also eine Signalselektion nach den Meßparametern vorgenommen.

Infolge der Beschränktheit der Abschwächung bzw. Dämpfung in den zum UHF-Signalselektor gehörenden steuerbaren Attenuatoren im geschlossenen Zustand (insbesondere im Kurzwellenband des Millimeterwellenbereichs, wo diese Abschwächung maximal 30 bis 35 dB beträgt) wird aber die Signalselektion nach den Meßparametern nicht ausreichen und zu einem Auftreten von großen Meßfehlern infolge von Störsignalen, besonders bei der Messung von großen Abschwächungen führen. Dieses Meßgerät weist unzureichend weite Meßgrenzen für die Module der S-Parameter auf, und aus der Gleichung (5) ist es ersichtlich, daß sie auf quadratische Abschnitte der Charakteristiken der Detektorteile der Homodyndetektoren begrenzt sind.

Es ist zu betonen, daß zum Berechnen eines jeden der S-Parameter Spannungswerte herangezogen werden, die an vier Detektorteilen des Homodyndetektoren abgenommen werden. Wegen der Nichtidentität der Frequenzcharakteristiken der Detektorteile und der der entsprechenden UHF-Kanäle des Übertragungsweges können beträchtliche Meßfehler in Erscheinung treten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Meßgerät für S-Parameter eines Vierpols mit derartigem UHS-Signalselektor, mit derartiger Verbindung des letzteren zu einer Anzeige-Recheneinheit und mit einer derartigen neuen Konstruktion zu schaffen, die für eine UHF-Signalselektion nach den Meßparametern bei maximaler Störsignalunterdrückung in einem Ring-Meßkanal sorgen und es erlauben, die Beschränkung hinsichtlich der Arbeit der Detektorteile der Homodyndetektoren auf die quadratischen Abschnitte ihrer Charakteristiken zu beseitigen, was es gestattet, die Betriebsmeßbereiche für die Module der S-Parameter bis auf 60 dB auszudehnen und die Meßgenauigkeit zu erhöhen.

Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Meßgerät für S-Parameter eines Vierpols, das einen UHF-Signalgenerator, einen für eine Teilung des UHF- Signals in Meßsignale und ein Bezugssignal sorgenden dreikanaligen UHF-Signalleistungsteiler, dessen Eingang an den Ausgang des UHF-Signalgenerators angeschlossen ist, einen UHF-Signalselektor zur Signalselektion nach den S-Meßparametern, dessen Meßsignaleingänge an die Meßsignalausgänge des dreikanaligen UHF-Signalleistungsteilers gelegt sind und dessen Bezugssignaleingang mit dem Bezugssignalausgang des dreikanaligen UHF-Signalleistungsteilers verbunden ist, auf die von den Eingängen des zu untersuchenden Vierpols reflektierten Meßsignale orientierte gerichtete Meßsignalgeber, deren Primärkanaleingänge an die Meßsignalausgänge des UHF-Signalselektors zur Signalselektion nach den S-Meßparametern gelegt sind und deren Primärkanalausgänge zum Anschluß des zu untersuchenden Vierpols dienen, einen synphasen Bezugssignalleistungsteiler, dessen Eingang mit dem Bezugssignalausgang des UHF-Signalselektors zur Signalselektion nach den S-Meßparametern verbunden ist, einer Interferenz der Bezugs- und Meßsignale und einer Detektion von Summensignalen dienende Homodyndetektoren, deren Bezugssignaleingänge mit den Ausgängen des synphasen Bezugssignalleistungsteilers und deren Meßsignaleingänge mit den Primärkanalausgängen der gerichteten Meßsignalgeber verbunden sind, und eine Anzeige-Recheneinheit, deren Steuerausgänge an die Steuereingänge des UHF-Signalselektors zur Signalselektion nach den S-Meßparametern und des UHF-Signalgenerators und deren Informationseingänge an die Ausgänge der Homodyndetektoren zur Erhaltung von Informationen über die Real- und Imaginärteile der S-Meßparameter enthaltenden Signalen angeschlossen sind, aufweist, gemäß der Erfindung mit einem Bezugssignalphasenumformer versehen ist, dessen Eingang an den Bezugssignalausgang des dreikanaligen UHF-Signalleistungsteilers und dessen Ausgang an den Bezugssignaleingang des UHF-Signalselektors zur Signalselektion nach den S-Meßparametern angeschlossen ist, während die Anzeige-Recheneinheit und der UHF-Signalselektor zur Signalselektion nach den S-Meßparametern zusätzlich miteinander verbundene Synchronisiersignalein- bzw. -ausgänge besitzt, wobei der UHF-Signalselektor zur Signalselektion nach den S-Meßparametern zwei Amplitudenmodulatoren für Meßsignale, die für die Amplitudenmodulation der letzteren mit den Frequenzen Ω₁ und Ω₂ sorgen, und einen Amplitudenmodulator für ein Bezugssignal, der für die Amplitudenmodulation des letzteren mit der Frequenz Ω₃ sorgt, deren Informationsein- und -ausgänge als Meß- und Bezugssignalein- bzw. -ausgänge des UHF-Signalselektors zur Signalselektion nach den S-Meßparametern auftreten, zwei Modulationsspannungserzeuger, bei denen je ein Ausgang mit dem Steuereingang des jeweiligen Meßsignalamplitudenmodulators verbunden ist und der Steuereingang als Steuereingang des UHF-Signalselektors zur Signalselektion nach den S-Meßparametern dient, einen weiteren Modulationsspannungserzeuger, dessen einer Ausgang mit dem Steuereingang des Bezugssignalamplitudenmodulators verbunden ist, wobei die anderen Ausgänge der Modulationsspannungserzeuger als Synchronisiersignalausgänge des UHF-Signalselektors zur Signalselektion nach den S-Meßparametern dienen, eine Modulationsspannungsgeneratorschaltung enthält, an deren mit den Eingängen der jeweiligen Modulationsspannungserzeuger gekoppelten Ausgängen Modulationsspannungen der Frequenz Ω₁, Ω₂, Ω₃ anliegen, während die Sekundärkanalausgänge der gerichteten Meßsignalgeber an die Meßsignaleingänge der Homodyndetektoren geschaltet sind, die Informationen über die Real- und Imaginärteile der S-Parameter auf den Frequenzen (Ω₁±Ω₃) und (Ω₂±Ω₃) und über die Signalamplitude am Ausgang des UHF-Signalgenerators bei der Frequenz 2Ω₃ aufweisen, die zur Signalnormierung bei den Frequenzen (Ω₁±Ω₃) und (Ω₂±Ω₃) ausgenutzt wird.

Es ist vorteilhaft, daß beim erfindungsgemäßen Meßgerät der Bezugssignalphasenumformer in Form eines Phasenkompensators ausgeführt ist und jeder Homodyndetektor einen Bezugssignalleistungsteiler, dessen Eingang als Bezugssignaleingang des Homodyndetektors dient, einen synphasen Meßsignalleistungsteiler, dessen Eingang als Meßsignaleingang des Homodyndetektors dient, zwei gerichtete Geber für eine Interferenz des Bezugssignals und der Meßsignale, deren Sekundärkanalausgänge mit den Ausgängen des synphasen Meßsignalleistungsteilers verbunden sind, und zwei Detektorteile, deren Ausgänge als Ausgänge der Homodyndetektoren dienen und deren Eingänge über die Primärkanäle der jeweiligen gerichteten Geber der Homodyndetektoren mit den Ausgängen der Bezugssignalleistungsteiler verbunden sind, enthält.

Es ist vorteilhaft, daß beim erfindungsgemäßen Meßgerät bei jedem Homodyndetektor als Bezugssignalleistungsteiler ein Quadratur-Leistungsteiler eingesetzt ist und die Ausgänge der Quadratur-Leistungsteiler und des synphasen Meßsignalleistungsteiler an die Primär- bzw. Sekundärkanaleingänge der gerichteten Geber direkt angeschlossen sind.

Es ist auch vorteilhaft, daß beim erfindungsgemäßen Meßgerät bei jedem Homodyndetektor der Bezugssignalleistungsteiler in Form eines synphasen Bezugssignalleistungsteilers ausgeführt ist und in diesen zusätzlich zwei Phasenschieber mit einer linearen Abhängigkeit der Phasenverschiebung von der Frequenz eingeführt sind, deren Eingänge mit einem der Ausgänge des synphasen Bezugssignalleistungsteilers bzw. des synphasen Meßsignalleistungsteilers und deren Ausgänge mit den Primärkanaleingängen des einen gerichteten Gebers bzw. den Sekundärkanaleingängen des anderen gerichteten Gebers verbunden sind, während die Sekundärkanaleingänge der einen gerichteten Geber und die Primärkanaleingänge der anderen gerichteten Geber an die anderen Ausgänge der synphasen Meßsignalleistungsteiler bzw. der synphasen Bezugssignalleistungsteiler direkt angeschlossen sind.

Vorteilhaft ist es auch, daß beim erfindungsgemäßen Meßgerät der Bezugssignalphasenumformer einen zusätzlichen Steuereingang aufweist und eine Reihenschaltung aus einem Phasenkompensator, dessen Eingang als Eingang des Bezugssignalphasenumformers dient, und einem binären Phasenschieber, dessen Ausgang als Ausgang des Bezugssignalphasenumformers dient, sowie eine Steuerschaltung für den Phasenschieber, deren Eingang als zusätzlicher Steuereingang des Bezugssignalphasenumformers wirkt und deren Ausgang mit dem Steuereingang des binären Phasenschiebers verbunden ist, enthält, wobei jeder Homodyndetektor einen gerichteten Geber für die Interferenz des Bezugs- und des Meßsignals, dessen Primär- und Sekundärkanaleingang als Bezugs- bzw. Meßsignaleingang des Homodyndetektors dient, einen Detektorteil aufweist, dessen Eingang mit dem Primärkanalausgang des gerichteten Gebers in Verbindung steht und dessen Ausgang als Ausgang des Homodyndetektors fungiert und die Anzeige-Recheneinheit einen zusätzlichen Steuerausgang enthält, der mit dem zusätzlichen Steuereingang des Bezugssignalphasenumformers verbunden ist.

Es ist ferner vorteilhaft, daß beim erfindungsgemäßen Meßgerät die Anzeige-Recheneinheit zusätzliche Steuerausgänge enthält, der UHF-Signalselektor zur Signalselektion nach den S-Meßparametern zusätzliche Steuereingänge aufweist und die Modulationsspannungsgeneratorschaltung einen Quarzgenerator zur Bildung eines Signals fester Frequenz, drei Gruppen aus je n Frequenzteilern, deren Eingänge an je einen Ausgang des Quarzgenerators gelegt sind, und drei Umschalter, bei denen die ersten n Eingänge an die Ausgänge der n Frequenzteiler der zugeordneten Gruppe von Frequenzteilern angeschlossen sind, beinhaltet, wobei die übriggebliebenen Eingänge der Umschalter als zusätzliche Steuereingänge des UHF-Signalselektors zur Signalselektion nach den S-Meßparametern dienen, die an die zusätzlichen Steuerausgänge der Anzeige-Recheneinheit geführt sind, und die Ausgänge der Umschalter als Ausgänge der Modulationsspannungsgeneratorschaltung wirken.

Die vorliegende Erfindung gestattet es, die Meßgrenzen für die Module der S-Parameter auszudehnen und die Meßgenauigkeit für die S-Parameter zu steigern. Dies wurde dadurch ermöglicht, daß der Amplitudenmodulation nicht nur die Meßsignale im Meßkanal, sondern auch die Bezugssignale im Bezugskanal unterzogen werden. Im erfindungsgemäßen Meßgerät sichern die Amplitudenmodulatoren eine Modulation der Meßsignale durch Spannungen verschiedener Frequenzen, weshalb die Möglichkeit entsteht, die Ausgangssignale nach der Frequenz zu selektieren. Dadurch wird die Selbständigkeit jedes Kanals zur Meßdatenverarbeitung gewährleistet und die Wahrscheinlichkeit der Eingabe von Störsignalen in diese Kanäle verringert. Dies ist gleichbedeutend mit der Minimierung der Anzahl von Fehlerquellen, wobei der Grad der Unterdrückung der Störsignale viel höher als im bekannten Meßgerät liegt, bei dem er durch die Abschwächung der steuerbaren Attenuatoren im geschlossenen Zustand bestimmt wird.

Die Anwendung der Amplitudenmodulation im Bezugskanal erlaubt es, wenn dessen Modulationsfrequenz von den Modulationsfrequenzen in den Meßkanälen abweicht, Ausgangssignale zu beseitigen, die durch das erste und zweite Glied in den Ausdrücken (1), (2) definiert werden, wodurch sich die Meßgrenzen für die Module der S-Parameter erweitern.

Darüber hinaus ist es durch die Verwendung der Phasenschieber mit einer linearen Abhängigkeit der Phasenverschiebung von der Frequenz in den Homodyndetektoren möglich, beim genannten Algorithmus zur Meßdatenverarbeitung Datensätze über den Real- und den Imaginärteil des S-Meßparameters zu bilden. Dies gestattet es, Messungen in einem überbreiten Frequenzband vorzunehmen, das durch einen Überdeckungsfaktor von 10³ und darüber bestimmt wird.

Die Beseitigung der durch die Nichtidentität der Amplitudenfrequenzcharakteristiken der Detektorteile bedingten Meßfehler wird durch Einführung des binären Phasenschiebers in den Bezugskanal erreicht. Die Informationen über den Real- und Imaginärteil jedes der S-Parameter werden also aus den Spannungen am Ausgang ein und desselben Detektorteiles zeitlich aufeinanderfolgend in dem Maße der Änderung des Zustandes des binären Phasenschiebers gewonnen.

Und schließlich wird die Möglichkeit der Messung der S-Parameter linearer wie auch nichtlinearer Vierpole durch Einführung des Quarzgenerators und der digitalen Frequenzteiler in den UHF-Signalselektor erreicht. Infolgedessen wird bei der Messung der Übertragungskenngrößen der nichtlinearen Vierpole auf der zweiten, dritten oder einer noch höheren Harmonischen eine Konstanz des an den Ausgängen der Detektorteile erzeugten Signals gewährleistet. Dies wird dadurch gesichert, daß die Modulation der UHF-Signale durch Spannungen von den Frequenzteilern mit den Teilungsverhältnissen von 2N₁, 2N₂ und 2N₃ (bei Messungen auf der zweiten Harmonischen) oder von nN₁, nN₂ und nN₃ (bei Messungen auf noch höheren Harmonischen) verwirklicht wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf Zeichnungen erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 das Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Meßgeräts für S-Parameter linearer Vierpole, bei dem Quadratur-Leistungsteiler in Homodyndetektoren verwendet werden;

Fig. 2 das Schaltbild eines Phasenkompensators;

Fig. 3 das Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Meßgeräts für S-Parameter linearer Vierpole, bei dem Phasenschieber mit einer linearen Abhängigkeit der Phasenverschiebung von der Frequenz in Homodyndetektoren eingesetzt werden;

Fig. 4 das Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Meßgeräts für S-Parameter, bei dem ein binärer Phasenschieber im Bezugskanal verwendet wird; und

Fig. 5 das Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Meßgeräts für S-Parameter linearer und nichtlinearer Vierpole.

Das Meßgerät für S-Parameter eines Vierpols enthält einen UHF-Signalgenerator 1 (Fig. 1), einen für eine Teilung des UHF-Signals in ein Meß- und ein Bezugssignal sorgenden dreikanaligen UHF-Signalleistungsteiler 2, dessen Eingang an den Ausgang des UHF-Signalgenerators 1 und dessen Ausgang an den Eingang eines in Form eines Phasenkompensators 3 ausgeführten Bezugssignalphasenumformers geschaltet ist. Darüber hinaus enthält das Meßgerät einen UHF-Signalselektor 4 zur Signalselektion nach den S-Meßparametern, dessen Meßsignaleingänge an die Meßsignalausgänge des dreikanaligen UHF-Signalleistungsteilers 2 und dessen Bezugssignaleingang an den Bezugssignalausgang des dreikanaligen UHF-Signalleistungsteilers 2 gelegt sind. Der UHF-Signalgenerator 1 ist zur Erzeugung eines unmodulierten UHF-Signals vorgesehen. Sein Ausgang ist an den Eingang des dreikanaligen Leistungsteilers 2 angeschlossen, der es gestattet, einen Meßkanal in Form eines Ringkanals und einen Bezugskanal eines UHF-Übertragungsweges zu bilden.

Das Meßgerät enthält auch gerichtete Meßsignalgeber 5, 6, die auf von den Eingängen eines zu untersuchenden Vierpols 7 reflektierte Meßsignale ausgerichtet sind und deren Primärkanaleingänge an die Meßsignalausgänge des UHF-Signalselektors 4 gelegt sind, während deren Primärkanalausgänge zum Anschluß des zu untersuchenden Vierpols 7 dienen.

An den Bezugssignalausgang des UHF-Signalselektors 4 ist der Eingang eines synphasen Bezugssignalleistungsteilers 8 angeschlossen, dessen Ausgänge an die Bezugssignaleingänge von Homodyndetektoren 9, 10 gelegt sind, die zur Interferenz von Bezugs- und Meßsignalen und zur Detektion von Summensignalen dienen. Die Meßsignaleingänge der Homodyndetektoren 9, 10 sind an die Sekundärkanalausgänge der gerichteten Meßsignalgeber 5 bzw. 6 angeschlossen. Zur Steuerung des Meßvorganges steht eine Anzeige-Recheneinheit 11 zur Verfügung, deren Steuerausgänge an die Steuereingänge des UHF-Signalselektors 4 und den Steuereingang 12 des UHF-Signalgenerators 1 und deren Informationseingänge an die Ausgänge der Homodyndetektoren 9, 10 geführt sind, um Signale zu erhalten, die Informationen über die Real- und Imaginärteile der S-Parameter enthalten, nach denen die S-Parameter des Vierpols 7 in der Anzeige-Recheneinheit 11 berechnet werden.

Der Bezugssignalphasenumformer stellt einen Phasenkompensator 3 dar, dessen Ein- und Ausgang als Ein- und Ausgang des Bezugssignalphasenumformers fungieren. Der UHF-Signalselektor 4 enthält zwei Meßsignalamplitudenmodulatoren 13, 14, einen Bezugssignalamplitudenmodulator 15, dessen Informationsein- und -ausgänge als Meßsignal- und Bezugssignalein- bzw. -ausgänge des UHF-Signalselektors 4 dienen, zwei Modulationsspannungserzeuger 16, 17, bei denen ein Eingang mit dem Steuereingang des jeweiligen Meßsignalamplitudenmodulators 13, 14 verbunden ist. Der Selektor 4 weist auch einen Modulationsspannungserzeuger 18 auf, dessen einer Ausgang mit dem Steuereingang des Bezugssignalamplitudenmodulators 15 in Verbindung steht.

Die anderen Ausgänge der Modulationsspannungserzeuger 16, 17, 18 dienen als Synchronisierungssignalausgänge des UHF-Signalselektors 4, die an die Synchronisiersignaleingänge der Anzeige-Recheneinheit 11 gelegt sind.

Die Steuereingänge der an die Amplitudenmodulatoren 13, 14 angeschlossenen Modulationsspannungserzeuger 16, 17 dienen als Steuereingänge des UHF-Signalselektors 4, die an die übriggebliebenen Steuerausgänge der Anzeige-Recheneinheit 11 geschaltet sind.

Der UHF-Signalselektor 4 zur Signalselektion nach den S-Meßparametern umfaßt auch eine Modulationsspannungsgeneratorschaltung 19, die für die Modulationsspannung der Frequenz Ω₁, Ω₂, Ω₃ an ihren Ausgängen sorgt und hier Meßsignal- sowie Bezugssignal- Modulationsspannungsgeneratoren 20, 20′, 21 enthält, deren Ausgänge als Ausgänge der Modulationsspannungsgeneratorschaltung 19 wirken und an die Eingänge der jeweiligen Modulationsspannungserzeuger 16, 17, 18 gelegt sind.

Die jeweiligen hintereinandergeschalteten Modulationsspannungsgeneratoren 20, 20′, 21 und -erzeuger 16, 17, 18 dienen zur Erzeugung der an die Steuereingänge der entsprechenden Amplitudenmodulatoren 13, 14, 15 gelieferten Spannungen und ihrer Verstärkung auf die erforderlichen Werte. Die UHF-Signale, die die Amplitudenmodulatoren 13, 14, 15 durchlaufen, für welche steuerbare Ferrit- oder Halbleitergeräte zum Einsatz gelangen, werden durch Spannungen verschiedener Frequenzen moduliert. Dies ermöglicht eine Meßsignalselektion nach den Meßparametern. Es werden an die Amplitudenmodulatoren keine Forderungen hinsichtlich der Ausgleichseigenschaften gestellt. Die erzeugte Modulationsspannung wird von den Modulationsspannungserzeugern 16, 17, 18 z. T. für die Sicherung einer UHF-Signalselektion in der Anzeige-Recheneinheit 11 abgegeben. Zur selben Zeit können die von dieser Anzeige-Recheneinheit 11 kommenden Steuersignale die Ausgänge der Generatoren 20, 20′, 21 von den Steuereingängen der Amplitudenmodulatoren 13, 14, 15 abschalten, d. h. die Amplitudenmodulation der UHF- Signale kann erfolgen oder nicht erfolgen. Der Bezugssignalausgang des UHF-Signalselektors 4 ist mit dem Eingang des synphasen Leistungsteilers 8 verbunden, dessen Ausgänge an die Bezugssignaleingänge des einen und des anderen Homodyndetektors 9 bzw. 10, wie oben angegeben, angeschlossen sind. Der synphase Bezugssignalleistungsteiler 8 dient der Teilung des Bezugssignals in zwei Bezugssignalanteile. Die Meßsignalausgänge des Signalselektors 4 sind mit den Primärkanaleingängen des einen und des anderen gerichteten Gebers 5, 6 verbunden, deren Primärkanalausgänge dem Anschluß des zu untersuchenden linearen UHF-Vierpols 7 dienen. Die gerichteten Meßsignalgeber 5, 6, für die Meßbrücken oder Richtkoppler zur Anwendung kommen können, sind auf von den Eingängen des zu untersuchenden Vierpols 7 reflektierte (oder diesen in entgegengesetzter Richtung verlassende) Signale ausgerichtet.

Die Sekundärkanalausgänge des einen und des anderen gerichteten Gebers 5, 6 sind mit den Meßsignaleingängen des einen und des anderen Homodyndetektors 9, 10 verbunden, die der Interferenz der Bezugs- und Meßkanalsignale mit deren anschließender Detektion dienen. Jeder der Homodyndetektoren 9 bzw. 10 schließt in sich einen Quadratur-Leistungsteiler 22, 23 und einen gleichphasigen Leistungsteiler 24, 25, je zwei gerichtete Geber 26, 27 bzw. 28, 29, je zwei Detektorteile 30, 31 bzw. 32, 33 ein. Der Eingang des Quadratur-Leistungsteilers 22 bzw. 23 dient als Bezugssignaleingang des jeweiligen Homodyndetektors 9 bzw. 10, während der eine und der andere Ausgang mit den Primärkanaleingängen des einen und des anderen gerichteten Gebers 26, 27 bzw. 28, 29 verbunden sind. Der Eingang des synphasen Leistungsteilers 24 bzw. 25 dient als Meßsignaleingang des jeweiligen Homodyndetektors 9 bzw. 10 auf, während dessen einer und anderer Ausgang mit den Sekundärkanaleingängen des einen und des anderen gerichteten Gebers 26, 27 bzw. 28, 29 verbunden sind, deren Ausgänge mit den Detektorteilen 30, 31 bzw. 31, 33 belastet sind, deren Ausgänge als Ausgänge der Homodyndetektoren 9, 10 fungieren. Die Ausgänge der Homodyndetektoren 9, 10 stehen mit den Informationseingängen der Anzeige-Recheneinheit 11 in Verbindung.

Die Anzeige-Recheneinheit 11 ist zur Realisierung einer Frequenzselektion der Kanäle in allbekannter Weise (beispielsweise mit Hilfe von Bandfiltern) vorgesehen. Das Steuer- und das Rechenwerk der Einheit 11 sind auch standardmäßig ausgeführt und basieren entweder auf einem eingebauten Mikroprozessor oder auf einem Personalcomputer, der an den Analog-Digitalteil der Einheit 11 angepaßt ist. Im ganzen ist die Einheit 11 daher typisch für die modernen Meßgeräte für S-Parameter und bedarf keiner Detaillierung.

Das Schaltbild des Phasenkompensators 3 ist in Fig. 2 wiedergegeben. Er ist zur Sicherung der Gleichheit der elektrischen Längen des Bezugs- und des Meßkanals bestimmt, die für die Sicherstellung einer hohen Meßgenauigkeit für die S-Parameter benötigt wird. Er besteht aus einem UHF-Schalter 34 und einem Wellenleiterstück 35. Der erste Eingang des UHF- Schalters 34 dient als Eingang und der zweite Ausgang als Ausgang des Phasenkompensators 3. Der erste Ausgang und der zweite Eingang des UHF-Schalters 34 sind an den Eingang und den Ausgang des Wellenleiterstücks 35 angeschlossen. Die Basislänge des UHF- Kanals des Phasenkompensators 3 ist derart gewählt, daß die elektrischen Längen des Meß- und Bezugskanals im Betrieb der Messung der Parameter S₂₁ (oder S₁₂) einander gleich sind (UHF-Schalter 34 liegt in der Stellung A-B (Fig. 1). Für den Fall der Messung der Parameter S₁₁ (oder S₂₂) wird der UHF- Schalter 34 (Fig. 2) in die Stellung A-A (Fig. 1) übergeführt. Die Länge des Wellenleiterstücks 35 ist derart gewählt, daß die elektrischen Längen des Meß- und des Bezugskanals im Betrieb der Messung der Parameter S₁₁ (oder S₂₂) auch einander gleich sind.

Das in Fig. 3 dargestellte Meßgerät enthält die gleichen Elemente und Kopplungen wie das in Fig. 1 dargestellte Meßgerät. Der Unterschied besteht lediglich im Aufbau der Homodyndetektoren 9, 10 in denen im vorliegenden Fall anstelle des Quadratur-Bezugssignalleistungsteilers 22, 23 (Fig. 1) ein zweiter synphaser Bezugssignalleistungsteiler 36, 37 (Fig. 3) benutzt wird und zusätzlich Phasenschieber 38, 39 bzw. 40, 41 mit einer linearen Abhängigkeit der Phasenverschiebung von der Frequenz eingeführt sind, deren Eingänge mit einem Ausgang der synphasen Bezugssignalleistungsteiler 36, 37, dem zweiten Ausgang der synphasen Meßsignalleistungsteiler 24, 25 und deren Ausgänge mit den Primärkanaleingängen der einen gerichteten Geber 26, 28 und mit den Sekundärkanaleingängen der anderen gerichteten Geber 27, 29 verbunden sind, wobei die Phasenschieber 38, 39, 40, 41 mit einer linearen Abhängigkeit der Phasenverschiebung von der Frequenz in einem Frequenzbereich bis zu 40 GHz in Form von Koaxialleitungsstücken bestimmter Länge leicht realisierbar sind, die um ein Vielfaches kleiner als die Wellenlänge toleriert werden kann. In solchen Phasenschiebern 38, 39, 40, 41 wird daher nicht nur die Linearität der Abhängigkeit der Phasenverschiebung von der Frequenz, sondern auch die Möglichkeit deren theoretischer Eichung mit einer hohen Genauigkeit gewährleistet.

Das Meßgerät, dessen Schaltbild in Fig. 4 dargestellt ist, enthält die gleichen Bauelemente und Kopplungen wie das in Fig. 1 dargestellte Meßgerät. Der Unterschied besteht lediglich darin, daß der Bezugssignalphasenumformer einen zusätzlichen Steuereingang und eine Reihenschaltung aus einem Phasenkompensator 3, dessen Eingang als Eingang des Bezugssignalphasenumformers wirkt, und einem binären Phasenschieber 42, dessen Ausgang als Ausgang des Bezugssignalphasenumformers fungiert, enthält.

Darüber hinaus ist in diesem eine Steuerschaltung 43 für den Phasenschieber 42 vorhanden, deren Eingang als zusätzlicher Steuereingang des Bezugssignalphasenumformers dient und deren Ausgang mit dem Steuereingang des binären Phasenschiebers 42 verbunden ist. Der Unterschied besteht auch darin, daß jeder Homodyndetektor 9, 10 nur einen gerichteten Geber 26, 28 zur Interferenz des Bezugs- und des Meßsignals enthält, bei denen die Eingänge des Primär- und des Sekundärkanals als Bezugs- und Meßsignaleingänge des Homodyndetektors 9 bzw. 10 auftreten. Außerdem ist im Homodyndetektor 9, 10 nur ein Detektorteil 30, 32 verfügbar, dessen Eingang mit dem Primärkanalausgang des gerichteten Gebers 26, 28 verbunden ist, während dessen Ausgang als Ausgang des Homodyndetektors 9, 10 wirkt.

Hierbei weist die Anzeige-Recheneinheit 11 einen zusätzlichen Steuerausgang 44 auf, der mit dem zusätzlichen Steuereingang des Bezugssignalphasenumformers, d. h. mit dem Eingang der Steuerschaltung 43 für den Phasenschieber 42, verbunden ist.

Das Meßgerät, dessen Schaltbild in Fig. 5 wiedergegeben ist, ist ebenso wie eine beliebige der oben beschriebenen Ausführungsformen ausgeführt, nur daß die Modulationsspannungsgeneratorschaltung 19 einen Quarzgenerator 45 zur Bildung eines Signals fester Frequenz, drei Gruppen aus je n Frequenzteilern 46₁, 46₂, . . ., 46 _n; 47₁, 47₂, . . ., 47 _n; 48₁, 48₂, . . ., 48 _n, bei denen je ein Eingang an den Ausgang des Quarzgenerators 45 gelegt ist, und drei Umschalter 49, 50, 51, bei denen die ersten n Eingänge an die Ausgänge der n Frequenzteiler 46₁, 46₂, . . ., 46 _n; 47₁, 47₂, . . ., 47 _n; 48₁, 48₂, . . ., 48 _n der jeweiligen Gruppe der Frequenzteiler geführt sind, umfaßt.

Die Steuereingänge der Umschalter 49, 50, 51 dienen als zusätzliche Steuereingänge des UHF-Signalselektors 4, die an die zusätzlichen Steuereingänge der Anzeige- Recheneinheit 11 angeschlossen sind. Die Ausgänge der Umschalter 49, 50, 51 treten als Ausgänge der Modulationsspannungsgeneratorschaltung 19 mit den Frequenzen Ω₁, Ω₂, Ω₃ für Meß- und Bezugssignale auf. Als Frequenzteiler 46₁, 46₂, . . ., 46 _n; 47₁, 47₂, . . ., 47 _n; 48₁, 48₂, . . ., 48 _n werden digitale Frequenzteiler mit den Teilungsverhältnis N₁, 2N₁, . . ., nN₁, N₂, 2N₂, . . ., nN₂, N₃, 2N₃, . . ., nN₃ eingesetzt.

Das Meßgerät für S-Parameter eines Vierpols arbeitet wie folgt. Das UHF-Ausgangssignal des Generators 1 (Fig. 1) wird mit Hilfe des dreikanaligen Leistungsteilers 2 in drei Signalanteile geteilt. Das eine von ihnen, nämlich das Bezugssignal, wird über den Phasenkompensator 3 und den Amplitudenmodulator 15, den den Bezugskanal bilden, auf den Eingang des synphasen Bezugssignalleistungsteilers 8 gegeben und stellt ein Bezugssignal dar. Dieses Signal wird durch die Spannung der Frequenz Ω₃ mit Hilfe des durch den Modulationsspannungsgenerator 21 und den -erzeuger 18 gesteuerten Amplitudenmodulators 15 amplitudenmoduliert. Im weiteren trifft das Bezugssignal über den synphasen Bezugssignalleistungsteiler 8 auf die Bezugssignaleingänge der Homodyndetektoren 9 und 10 auf.

Ihrerseits gelangen die zwei anderen Signalanteile, d. h. die Meßsignale, in die Zweige des (den Meßkanal bildenden) Ringkanals, werden durch Spannungen der Frequenz Ω₁ (mit Hilfe des Amplitudenmodulators 13) und der Frequenz Ω₂ (mit Hilfe des Amplitudenmodulators 14) amplitudenmoduliert. Sie pflanzen sich über den zu untersuchenden Vierpol 7 in entgegengesetzten Richtungen fort. Die gerichteten Geber 5, 6 sind gleichzeitig auf Signale orientiert, die von den Eingängen des Vierpols 7 reflektiert werden und diesen aus verschiedenen Richtungen durchlaufen haben. Die in die Sekundärkanäle der gerichteten Geber 5 und 6 abgezweigten Meßsignale weisen Informationen über die Werte sämtlicher S-Meßparameter auf und gelangen auf die Meßsignaleingänge der Homodyndetektoren 9 und 10. Es sei beispielsweise angenommen, daß das erste am Meßsignaleingang des Homodyndetektors 9 ankommende Meßsignal eine Information über den Wert des Parameters S₁₁ enthält. Dann wird das zweite am gleichen Eingang anliegende Meßsignal, wie aus Fig. 1 ersichtlich, eine Information über den Wert des Parameters S₁₂ enthalten. In ähnlicher Weise enthalten die am Meßsignaleingang des Homodyndetektors 10 anliegenden Meßsignale eine Information über die Werte der Parameter S₂₂ und S₂₁. Jedes dieser Meßsignale weist seine eigene Amplitudenmodulationsfrequenz: entweder Ω₁ oder Ω₂ auf. Analysieren wir die spektrale Zusammensetzung der Spannungen der Homodyndetektoren 9, 10 mit Rücksicht darauf, daß das Bezugssignal gleichfalls durch eine Spannung der Frequenz Ω₃ amplitudenmoduliert ist und in den Homodyndetektoren 9, 10 als Leistungsteiler Quadratur- Leistungsteilers 22, 23 zum Einsatz gelangen.

Die Analyse der spektralen Zusammensetzung besagt, daß an sämtlichen Ausgängen der Homodyndetektoren 9, 10 Spannungen der Frequenz 2Ω₃ anliegen, deren Amplitude Informationen über eine Änderung der Amplitude E_o des elektrischen Feldes an der Verzweigungsstelle des Bezugs- und des Meßkanals enthält. Beispielsweise wird die Amplitude der Spannung 2Ω₃ am Ausgang des Detektorteiles 30 durch den Ausdruck beschrieben:

worin α₁ der Übertragungsfaktor des Detektorteiles 30;
M₃ der Faktor der Amplitudenmodulation eines Bezugssignals mit Hilfe des Amplitudenmodulators 15;
k₁ der Modul des gesamten Übertragungsfaktors des Bezugskanals für die Übertragung bis zum Eingang des Detektorteiles 30 sind.

Der Wert E_o kann zur Normalisierung der Meßsignale ausgenutzt werden. Damit entfallen die T-Verzweigung und der Detektorteil für diese Zwecke, wie dies im bekannten Meßgerät (SU-A-13 22 199) der Fall war.

Außer der Spannung E_o der Frequenz 2Ω₃ werden in der spektralen Zusammensetzung der Spannungen am Ausgang des Detektorteiles 30 Spannungen U_11c und U_12c der Frequenz (Ω₁±Ω₃) und (Ω₂±Ω₃) anliegen:

U_11c=α₁M₁M₃k₁ · k₁₁₁|S₁₁|E_o² · cos(ϕ₁₁+ϕ_o11), (7)
U_12c=α₁M₂M₃k₁ · k₁₂₁|S₁₂|E_o² · cos(ϕ₁₂+ϕ_o12), (8)

worin M₁, M₂ die Faktoren der Amplitudenmodulation der Meßsignale, die mit Hilfe der Amplitudenmodulatoren 13 und 14 erfolgt und
k₁₁₁, k₁₂₁ die Module der gesamten Übertragungsfaktoren der Meßkanäle bei der Messung S₁₁ und S₁₂ sind.

Unter Berücksichtigung des Vorhandenseins des Quadratur-Leistungsteilers 22 werden in der spektralen Zusammensetzung der Spannungen des Detektorteiles 31 Spannungen U_11S und U_12S der Frequenz (Ω₁±Ω₃) und (Ω₂±Ω₃) anwesend sein:

U_11S=α₂M₁M₃k₂ · k₁₁₂|S₁₁|S₁₁ E_o² · sin(ϕ₁₁+ϕ_o11) (9)
U_12S=α₂M₂M₃k₂ · k₁₂₂|S₁₂|E_o² · sin(ϕ₁₂+ϕ_o12) (10).

Aus den aufgeführten Ausdrücken (7), (8), (9), (10) ist es ersichtlich, daß sie von den quadratischen Gliedern frei sind, die in den Ausdrücken (1) bis (4) anwesend sind, d. h. sie sind analog den Ausgangssignalen in den Meßgeräten für S-Parameter mit der Frequenzübertragung. Dies bedeutet nicht nur die Möglichkeit der Erweiterung der Meßgrenzen für die Module der S-Parameter, sondern auch die Beseitigung des dem Kohn-Verfahren eigenen grundsätzlichen Nachteiles. Die Spannungen mit den Amplituden U_11c, U_11S und der Frequenz (Ω₁±Ω₃) werden in der Anzeige-Recheneinheit 11 selektiert, wodurch der erste autonome Kanal zur Meßdatenverarbeitung gebildet wird, der Informationen über den Wert des Parameters S₁₁ liefert. Der zweite Kanal weist eine Arbeitsfrequenz (Ω₂±Ω₃) auf, und darin werden Spannungen mit den Amplituden U_12c und U_12S selektiert, die Informationen über den Wert des Parameters S₁₂ liefern. Es ist leicht zu zeigen, daß die gleichen Frequenzen durch die Kanäle zur Verarbeitung von Meßdaten über die Werte von S₂₂ und S₂₁ geleitet werden, die in den Ausgangsspannungen des Homodyndetektors 10 enthalten sind. Es können entweder autonome Kanäle sein oder es kann in der Anzeige-Recheneinheit 11 eine wechselweise Messung der Ausgangsspannungen der Homodyndetektoren 9 und 10 mit Hilfe beispielsweise eines elektronischen Umschalters vorgenommen werden.

Die Einführung der Amplitudenmodulatoren 13, 14 verschiedener Frequenzen Ω₁ und Ω₂ in die Zweige des Ringkanals sichert nicht nur die Selbständigkeit der Kanäle zur Meßdatenverarbeitung, sondern sie minimiert auch die Anzahl der Fehlerquellen für jeden Kanal. Die Störsignale werden die Meßergebnisse S₁₂ und S₂₁ wegen der endlichen Gerichtetheit der gerichteten Geber 5, 6 nicht mehr beeinflussen. Die Störsignale werden durch eine endliche Entkopplung der Zweige des dreikanaligen Leistungsteilers 2 in den entsprechenden Modulatoren 13, 14 zusätzlich moduliert, was einer Frequenzverschiebung der Modulationsspannungen nach der Detektion in den Homodyndetektoren 9, 10 und einer Überschreitung der Durchlaßbereichsgrenzen der entsprechenden Kanäle durch die Frequenz äquivalent ist.

Die Werte der Parameter S₁₁, S₂₂, S₁₂, S₂₁ werden durch den Mikroprozessor der Anzeige-Recheneinheit 11 nach der Durchführung der Eichung und Direktmessung berechnet. Beispielsweise wird bei der Eichung an die A-A-Ebene eine kurzgeschlossene Belastung angeschlossen. Dann werden die Werte der Spannungen U_11c ^k und U_11S ^K durch die Ausdrücke definiert:

U_11c ^k=-α₁M₁M₃k₁ · k₁₁₁E_o²cosϕ_o11 (11)
U_11S ^k=-α₂M₁M₃k₂ · k₁₁₂E_o²sinϕ_o11 (12).

Der Algorithmus der Eichung des Meßgeräts sieht die Messung und die Berechnung des Faktors k_o1 der Amplitudennichtidentität der Charakteristiken der Detektorteile 30, 31 mit Hilfe der Anzeige-Recheneinheit 11 samt den Signalkanälen vor:

Aus dem Gleichungssystem (7), (9), (11), (12), (13) können der Real- und der Imaginärteil des Parameters S₁₁ gefunden werden:

Ähnlich sind die Algorithmen zur Berechnung der Real- und Imaginärteile der Parameter S₁₂, S₂₂, S₂₁.

Es ist eine Variante der Ausnutzung nur einer Modulationsfrequenz Ω₂ im Meßsignal möglich, d. h. Ω₁=Ω₂. In diesem Fall werden die UHF-Meßsignale im UHF-Signalselektor 4 mit Hilfe der Amplitudendetektoren 13, 14 wechselweise moduliert, wobei, wenn eines der Meßsignale durch die Spannung der Frequenz Ω₂ moduliert wird, das andere Signal durch Belegung des Steuereinganges des Modulationsspannungserzeugers 16 (oder 17) mit einem Signal unmoduliert bleibt, das den Ausgang des Generators 20 (oder 20′) vom Steuereingang des Amplitudenmodulators 13 (oder 14) abschaltet.

Das in Fig. 3 dargestellte Meßgerät arbeitet in der gleichen Weise, wie auch das in Fig. 1 dargestellte Meßgerät. Der Unterschied besteht lediglich in der Art der Ausgangssignale der Homodyndetektoren 9 und 10 und in den Algorithmen zur Meßdatenverarbeitung.

Wie aus dem in Fig. 3 dargestellten Blockschaltbild ersichtlich ist, passieren die Eingangssignale jedes Homodyndetektors 9, 10, bevor sie einer Interferenz in den gerichteten Gebern 26, 28 und 27, 29 unterzogen worden sind, die entsprechenden Phasenschieber 38, 40 und 39, 41. Die durch derartige Phasenschieber 38, 39, 40, 41 bewirkte Phasenverschiebung beträgt bekanntlich:

worin d die Länge eines Leitungsstück;
λ die Wellenlänge und f die ihr zugeordnete Frequenz des UHF-Signalgenerators 1;
c die Lichtgeschwindigkeit; und
t die Steilheit der Frequenzcharakteristik des Phasenschiebers 38, 39, 40, 41

bedeutet.

Betrachten wir am Beispiel von Ausgangsspannungen der Detektorteile 30 und 31, die Informationen über den Wert des Parameters S₁₁ enthalten, was die Einschaltung der Phasenschieber 38, 40 und 39, 41 ergibt, die die Phasenverschiebungen ϕ¹ bewirken. Wird von den Bezeichnungen der Ausdrücke (7) und (9) für Ausgangsspannungen Gebrauch gemacht, die der Messung von S₁₁ auf der Frequenz Ω₁±Ω₃ entsprechen, so ergibt sich die Amplitude der Ausgangsspannung am Ausgang des Detektorteiles 30 dar, da ein Phasenschieber 38 bzw. 40 im Meßsignalkanal liegt, zu

U_11c¹=α₁M₁M₃ · k₁ · k₁₁₁|S₁₁|E_o²cos[(ϕ₁₁+ϕ_o11)+tf] (17).

Zur selben Zeit ist der andere Phasenschieber 39 bzw. 41 in den Bezugssignalkanal eingeschaltet. Die Amplitude der Ausgangsspannung am Ausgang des Detektorteiles 31 ergibt sich daher zu

U_11S′=α₂M₁M₃ · k₂ · k₁₁₂|S₁₁|E_o²cos[(ϕ₁₁+ϕ_o11)-tf] (18).

Der Algorithmus der Eichung des Meßgeräts sieht die Messung und die Berechnung des Faktors der Amplitudennichtidentität der Charakteristiken der Detektorteile 30 und 31 mit Hilfe der Anzeige-Recheneinheit 11 samt den Signalkanälen vor:

Dieser Faktor wird bei der Verarbeitung von Informationen berücksichtigt, die nach der Analog-Digital- Umwandlung der Spannungen U_11c und U_11S gemäß dem folgenden Algorithmus erhalten sind.

1. Es wird ein erster Hilfsdatensatz gebildet:

U₁₁′=U_11S′+k_o1U_11c′=2α₂M₁M₃k₁k₁₁₁|S₁₁|E_o²cos tf · cos(ϕ₁₁+ϕ_o11), (20)

2. Es wird ein zweiter Hilfsdatensatz gebildet:

U₁₁′′=U_11S′-k_o1U_11c′=2α₂M₁M₃k₂k₁₁₂|S₁₁|E_o²sin tf · sin(ϕ₁₁+ϕ_o11), (21)

3. Alle übrigen Rechenoperationen werden bezüglich der Werte U_11c und U_11S ebenso wie auch in dem in Fig. 1 dargestellten Meßgerät durchgeführt. Da die Werte ϕ=tf mit hoher Genauigkeit bekannt sind, werden die Funktionen cos tf und sin tf im Vorgang der Abarbeitung eines Programms für den Gesamtbereich der zu analysierenden Frequenzen leicht berechnet.

In ähnlicher Weise werden die Informationen über die Werte der übrigen S-Parameter verarbeitet. Ebenso wie auch in dem in Fig. 1 dargestellten Meßgerät verwirklicht die Anzeige-Recheneinheit 11 eine Frequenzselektion von Spannungen der Frequenzen (Ω₁±Ω₃) und (Ω₂±Ω₃), was die Selbständigkeit der Kanäle zur Meßdatenverarbeitung sichert und es gestattet, weite Grenzen und eine hohe Meßgenauigkeit für die S-Parameter zu erhalten.

Gleichzeitig gestattet es das Meßgerät, durch Auswechslung der hinsichtlich der Frequenz unzureichend breitbandigen Quadratur-Leistungsteiler 22, 23 durch Phasenschieber 36 (Fig. 3), 39, 40, 41 mit linearer Abhängigkeit der Phasenverschiebung beim gewählten Algorithmus zur Meßdatenverarbeitung die Bildung der Datensätze für den Real- und Imaginärteil des S-Meßparameters in einem überweiten Frequenzbereich zu erhalten, der durch einen Überdeckungsfaktor von 10³ und darüber bestimmt wird.

Die Arbeit des in Fig. 4 dargestellten Meßgeräts und die Algorithmen zur Datenverarbeitung sind zu denen identisch, die in dem in Fig. 1 dargestellten Meßgerät benutzt werden. Der Unterschied besteht lediglich darin, daß der Real- und der Imaginärteil der S-Parameter hier nicht aus Spannungen der zwei verschiedenen Detektorteile 30, 31, 32, 33, sondern aus zeitlich aufeinanderfolgenden Spannungen an einem Detektorteil 30, 32 bei verschiedenen Stellungen des binären Phasenschiebers 42 (0° oder 90°) errechnet werden. Dadurch werden im Meßgerät die Meßfehler wegen der Nichtidentität der Amplitudenfrequenzcharakteristiken der Detektorteile 30 (Fig. 1), 31 oder 32, 33 beseitigt.

Das in Fig. 5 dargestellte Meßgerät arbeitet wie folgt. Während der Messung der S-Parameter der linearen Vierpole und beim Messen der Parameter der nichtlinearen Vierpole auf der ersten Harmonischen sind die Eingänge der Umschalter 49, 50, 51 an die jeweiligen Ausgänge der Frequenzteiler 46₁, 47₁, 48₁ angeschlossen. Im Meßgerät können verschiedene Homodyndetektoren 9, 10 angewendet werden. Gemäß dem verwendeten Typ des Homodyndetektors 9, 10 wird ein Algorithmus zur Meßdatenverarbeitung bei den Messungen auf der ersten Harmonischen aufgebaut.

Zur Erläuterung der Möglichkeit der Messung der Übertragungskenngrößen der nichtlinearen Vierpole auf den höheren Harmonischen sei bemerkt, daß die die Frequenzen (Ω₁±Ω₃) und (Ω₂±Ω₃) aufweisenden Meßwertinformationssignale physikalisch als Ergebnis der Umwandlung von UHF-Signalfrequenzen angesehen werden, die den Seitenbändern in den Spektren des Bezugssignals (ω±Ω₃) und der Meßsignale (ω±Ω₁) und (ω±Ω₂) angehören, wobei ω die Frequenz des UHF-Signalgenerators 1 bedeutet. Deshalb sind die in Fig. 1, 2 und 3 aufgeführten Meßgeräte ähnlich den Heterodyn-Meßgeräten für S-Parameter, die gegenwärtig zur Messung der Parameter der nichtlinearen Vierpole durch Verwendung der höheren Harmonischen eines Heterodyns herangezogen werden, die sich in den Mischern des Meßgeräts bilden. Hierbei wird die Zwischenfrequenz (Frequenz des Informationsmeßsignals) beim Übergang zur Messung der Übertragungskenngrößen auf der zweiten Harmonischen verdoppelt, bei der Messung dieser Kenngrößen auf der dritten Harmonischen verdreifacht usw. Diese Schwierigkeit wird durch Anwendung mehrkanaliger Selektivverstärker überwunden, die Zahl dieser Kanäle wächst aber proportional der Anzahl der zu analysierenden Harmonischen an und macht den Analogteil der Anzeige-Recheneinheiten 11 kompliziert.

Um eine derartige Komplizierung der Anzeige-Recheneinheit 11 im Meßgerät zu vermeiden, wird vorgeschlagen, den Modulatorteil derart zu verändern, daß die Frequenzen (Ω₁±Ω₃) und (Ω₂±Ω₃), auf die der Analogteil der Anzeige-Recheneinheit 11 abgestimmt ist, bei einer Messung der Parameter der nichtlinearen Vierpole nicht nur auf der ersten, sondern auch auf höheren Harmonischen unverändert bleiben. Zu diesem Zweck sind der Quarzgenerator 45 und die drei Gruppen der digitalen Frequenzteiler 46₁, 46₂, 46 _n; 47₁ bis 47 _n; 48₁ bis 48 _n eingeführt, deren Ausgangssignale die Arbeit der Modulationsspannungserzeuger 16, 17, 18 wechselweise (mit Hilfe der Umschalter 49, 50, 51) steuern.

Es sei angenommen, daß beispielsweise die Teiler 46₁, 47₁, 48₁ mit den Teilungsverhältnissen N₁, N₂ und N₃ eingeschaltet sind. Ihnen entsprechen die Frequenzen der Modulationsspannungen an den Ausgängen der Erzeuger 16, 17, 18, nämlich Ω₁, Ω₂, Ω₃. Werden nun die Teiler 46₂, 47₂, 48₂ mit den Teilungsverhältnissen 2N₁, 2N₂ und 2N₃ eingeschaltet, so werden die Seitenbänder in den Spektren der Meß- und Bezugssignale bereits Frequenzen (ω±Ω₁/2), ω±Ω₂/2) und ω±Ω₃/2) aufweisen. Dann werden den zweiten Harmonischen der Ausgangssignale des zu untersuchenden nichtlinearen Vierpols (in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung) die Frequenzen 2(ω±Ω₁/2) und 2(ω±Ω₂/2) entsprechen, und die Harmonischen gelangen auf die zweiten Eingänge der Homodyndetektoren 9 und 10, wo sie, indem sie mit der zweiten Harmonischen des Bezugssignals der Frequenz 2(ω±Ω₃/2) interferieren, nach wie vor Informationsmeßsignale der Frequenzen (Ω₁±Ω₃) und (Ω₂±Ω₃) bilden. Die analogen Umschaltungen der nachfolgenden Frequenzteiler 46₃, 47₃, 48₃ gestatten es, die Übertragungskenngrößen des nichtlinearen Vierpols auf noch höheren Harmonischen zu messen (in der Regel beschränkt man sich auf den Wert n=3).

Die automatische Steuerung der Arbeit der Umschalter 49, 50, 51 mit Hilfe der Anzeige-Recheneinheit 11 gestattet es also, die nichtlinearen Vierpole aufeinanderfolgend bei der ersten, zweiten und bei höheren Harmonischen zu analysieren.

Die vorliegende Erfindung gestattet es also, die Meßgenauigkeit für die S-Parameter zu erhöhen, was dadurch ermöglicht wird, daß hier eine UHF-Signalselektion nach den Meßparametern unter maximaler Störsignalunterdrückung durch Vereinfachung des UHF-Signalselektors gewährleistet ist.

Darüber hinaus gestattet es die Erfindung, den Meßbereich für die Module der S-Parameter bis auf 60 dB durch Beseitigung der Beschränkung hinsichtlich der Arbeit der Detektorteile der Homodyndetektoren auf die quadratischen Abschnitte ihrer Kennlinien zu erweitern.

Die Erfindung erlaubt es auch, ein Meßgerät für S-Parameter zu schaffen, das in der Lage ist, Parametermessungen nicht nur bei linearen, sondern auch bei nichtlinearen Vierpolen vorzunehmen.

Claims (6)

1. Meßgerät für S-Parameter eines Vierpols, das einen UHF-Signalgenerator (1), einen für eine Teilung des UHF-Signals in Meßsignale und ein Bezugssignal sorgenden dreikanaligen UHF-Signalleistungsteiler (2), dessen Eingang an den Ausgang des UHF-Signalgenerators (1) angeschlossen ist, einen UHF-Signalselektor (4) zur Signalselektion nach den S-Parametern, dessen Meßsignaleingänge an die Meßsignalausgänge des dreikanaligen UHF-Signalleistungsteilers (2) angelegt sind und dessen Bezugssignaleingang mit dem Bezugssignalausgang des dreikanaligen UHF-Signalleistungsteilers (2) verbunden ist, auf die von den Eingängen des zu untersuchenden Vierpols (7) reflektierten Meßsignale orientierte gerichtete Meßsignalgeber (5, 6), deren Primärkanaleingänge an die Meßsignalausgänge des UHF-Signalselektors (4) zur Signalselektion nach den S-Meßparametern gelegt sind und deren Primärkanalausgänge zum Anschluß des zu untersuchenden Vierpols (7) dienen, einen gleichphasigen Bezugssignalleistungsteiler (8), dessen Eingang mit dem Bezugssignalausgang des UHF-Signalselektors (4) zur Signalselektion nach den S-Meßparametern verbunden ist, einer Interferenz der Bezugs- und Meßsignale und einer Detektion von Summensignalen dienende Homodyndetektoren (9, 10), deren Bezugssignaleingänge mit den Ausgängen des gleichphasigen Bezugssignalleistungsteilers (8) und deren Meßsignaleingänge mit den Primärkanalausgängen der gerichteten Meßsignalgeber (5, 6) verbunden sind, und eine Anzeige-Recheneinheit (11), deren Steuerausgänge an die Steuereingänge des UHF-Signalselektors (4) zur Signalselektion nach den S-Meßparametern und des UHF-Signalgenerators (1) und deren Informationseingänge an die Ausgänge der Homodyndetektoren (9, 10) zur Erhaltung von Informationen über die Real- und Imaginärteile der S-Meßparameter enthaltenden Signalen angeschlossen sind, aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß es mit einem Bezugssignalphasenumformer (3) versehen ist, dessen Eingang an den Bezugssignalausgang des dreikanaligen UHF-Signalleistungsteilers (2) und dessen Ausgang an den Bezugssignaleingang des UHF-Signalselektors (4) zur Signalselektion nach den S-Meßparametern angeschlossen ist, während die Anzeige-Recheneinheit (11) und der UHF-Signalselektor (4) zur Signalselektion nach den S-Meßparametern zusätzlich miteinander verbundene Synchronisiersignalein- bzw. -ausgänge besitzen, wobei

• - der UHF-Signalselektor (4) zur Signalselektion nach den S-Meßparametern zwei Amplitudenmodulatoren (13, 14) für Meßsignale, die für die Amplitudenmodulation der letzteren mit den Frequenzen Ω₁ und Ω₂ sorgen, und einen Amplitudenmodulator (15) für ein Bezugssignal, der für die Amplitudenmodulation des letzteren mit der Frequenz Ω₃ sorgt, deren Informationsein- und -ausgänge als Meß- und Bezugssignalein- bzw. -ausgänge des UHF-Signalselektors (4) zur Signalselektion nach den S-Meßparametern dienen,
• - zwei Modulationsspannungserzeuger (16, 17), bei denen je ein Ausgang mit dem Steuereingang des jeweiligen Meßsignalamplitudenmodulators (13, 14) verbunden ist und der Steuereingang als Steuereingang des UHF-Signalselektors (4) zur Signalselektion nach den S-Meßparametern dient,
• - einen weiteren Modulationsspannungserzeuger (18), dessen einer Ausgang mit dem Steuereingang des Bezugssignalamplitudenmodulators (15) verbunden ist, wobei die anderen Ausgänge der Modulationsspannungserzeuger (16, 17, 18) als Synchronisiersignalausgänge des UHF- Signalselektors (4) zur Signalselektion nach den S-Meßparametern dienen, und
• - eine Modulationsspannungsgeneratorschaltung (19) enthält, an deren mit den Eingängen der jeweiligen Modulationsspannungserzeuger (16, 17, 18) gekoppelten Ausgängen Modulationsspannungen der Frequenz Ω₁, Ω₂, Ω₃ anliegen, während
• - die Sekundärkanalausgänge der gerichteten Meßsignalgeber (5, 6) an die Meßsignaleingänge der Homodyndetektoren (9, 10) geschaltet sind, die Informationen über die Real- und Imaginärteile der S-Parameter auf den Frequenzen (Ω₁±Ω₃) und (Ω₂±Ω₃) und über die Signalamplitude am Ausgang des UHF-Signalgenerators (1) bei der Frequenz 2Ω₃ enthalten, die zur Signalnormierung auf den Frequenzen (Ω₁±Ω₃) und (Ω₂±Ω₃) ausgenutzt wird.

2. Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bezugssignalphasenumformer in Form eines Phasenkompensators (3) ausgeführt ist, und jeder Homodyndetektor (9, 10)

• - einen Bezugssignalleistungsteiler, dessen Eingang als Bezugssignaleingang des Homodyndetektors (9, 10) dient,
• - einen gleichphasigen Meßsignalleistungsteiler (24, 25), dessen Eingang als Meßsignaleingang des Homodyndetektors (9, 10) dient,
• - zwei gerichtete Geber (26, 27 und 28, 29) für eine Interferenz des Bezugssignals und der Meßsignale, deren Sekundärkanalausgänge mit den Ausgängen des gleichphasigen Meßsignalleistungsteilers (24, 25) verbunden sind, und
• - zwei Detektorteile (30, 31 und 32, 33) deren Ausgänge als Ausgänge der Homodyndetektoren (9, 10) dienen und deren Eingänge über die Primärkanäle der jeweiligen gerichteten Geber (26, 27, 28, 29) mit den Ausgängen der Bezugssignalleistungsteiler verbunden sind, enthält.

3. Meßgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei jedem Homodyndetektor (9, 10) als Bezugssignalleistungsteiler ein Quadratur-Leistungsteiler (22, 23) eingesetzt ist und

• - die Ausgänge der Quadratur-Leistungsteiler (22, 23) und der gleichphasigen Meßsignalleistungsteiler (24, 25) an die Primär- und Sekundärkanaleingänge der gerichteten Geber (26, 27 bzw. 28, 29) direkt angeschlossen sind.

4. Meßgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei jedem Homodyndetektor (9, 10) der Bezugssignalleistungsteiler in Form eines gleichphasigen Bezugssignalleistungsteilers (36, 37) ausgeführt ist und in diesen zusätzlich

• - zwei Phasenschieber (38, 39 und 40, 41) mit einer linearen Abhängigkeit der Phasenverschiebung von der Frequenz vorgesehen sind, deren Eingänge mit einem der Ausgänge des gleichphasigen Bezugssignalleistungsteilers (36, 37) bzw. des gleichphasigen Meßsignalleistungsteilers (24, 25) und deren Ausgänge mit den Primärkanaleingängen des einen gerichteten Gebers (26, 28) bzw. mit den Sekundärkanaleingängen des anderen gerichteten Gebers (27, 29) verbunden sind, während
• - die Sekundärkanaleingänge der einen gerichteten Geber (26, 28) und die Primärkanaleingänge der anderen gerichteten Geber (27, 29) an die anderen Ausgänge des gleichphasigen Meßsignalleistungsteilers (24, 25) bzw. der gleichphasigen Bezugssignalleistungsteiler (36, 37) direkt angeschlossen sind.

5. Meßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bezugssignalphasenumformer (3) einen zusätzlichen Steuereingang und eine Reihenschaltung aus einem Phasenkompensator (12), dessen Eingang als Eingang des Bezugssignalphasenumformers (3) dient, und einen binären Phasenschieber (43), dessen Ausgang als Ausgang des Bezugssignalphasenumformers (3) dient, sowie

• - eine Steuerschaltung (42) für den Phasenschieber (43), deren Eingang als zusätzlicher Steuereingang des Bezugssignalphasenumformers (3) wirkt und deren Ausgang mit dem Steuereingang des binären Phasenverschiebers (43) verbunden ist, enthält, wobei
• - jeder Homodyndetektor (9, 10) einen gerichteten Geber (26, 28) für eine Interferenz des Bezugs- und des Meßsignals,
• - dessen Primär- und Sekundärkanaleingang als Bezugs- bzw. Meßsignaleingang des Homodyndetektors (9, 10) dient, und
• - einen Detektorteil (30, 32) aufweist, dessen Eingang mit dem Primärkanalausgang des gerichteten Gebers (26, 28) in Verbindung steht und dessen Ausgang als Ausgang des Homodyndetektors (9, 10) fungiert, und wobei
• - die Anzeige-Recheneinheit (11) einen zusätzlichen Steuerausgang enthält, der mit dem zusätzlichen Steuereingang des Bezugssignalphasenumformers (3) verbunden ist.

6. Meßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeige- Recheneinheit (11) zusätzliche Steuerausgänge enthält,

• - der UHF-Signalselektor (4) zur Signalselektion nach den S-Meßparametern zusätzliche Steuereingänge aufweist, und
• - die Modulationsspannungsgeneratorschaltung 19
• - einen Quarzgenerator (45) zur Erzeugung eines Signals fester Frequenz,
• - drei Gruppen aus je n Frequenzteilern (46₁, . . ., 46 _n; 47₁, . . ., 47 _n; 48₁, . . ., 48 _n), deren Eingänge an je einen Ausgang des Quarzgenerators (45) gelegt sind, und
• - drei Umschalter (49, 50, 51), bei denen die ersten n Eingänge an die Ausgänge der n Frequenzteiler (46₁, . . ., 46 _n; 47₁, . . ., 47 _n; 48₁, . . ., 48 _n) der zugeordneten Gruppe der Frequenzteiler angeschlossen sind, beinhaltet, wobei
• - die übrigen Eingänge der Umschalter (49, 50, 51) als zusätzliche Steuereingänge des UHF-Signalselektors (4) zur Signalselektion nach den S-Meßparametern dienen, die an die zusätzlichen Steuerausgänge der Anzeige-Recheneinheit (11) geführt sind, und
• - die Ausgänge der Umschalter (49, 50, 51) als Ausgänge der Modulationsspannungsgeneratorschaltung (19) wirken.