PL155471B1 - Trójwrotowy przelaczany amplitudowo i fazowo mikrofalowy uklad do pomiaru wspólczynnikaodbicia PL PL PL - Google Patents

Abstract

Trójwrotowy przelaczany amplitudowo i fazo- wo mikrofalowy uklad do pomiaru wspólczynnika odbicia, zawierajacy sprzegacz kierunkowy, dwu- stanowy m odulator amplitudy oraz trójstanowy fazowy blok odbijajacy, dla których wrota wejs- ciowe sprzegacza sa polaczone z generatorem mik- rofalowym, wrota pomiarowe polaczone z impe- dancja badana i wrota izolowane w stosunku do wrót wejsciowych sprzegacza polaczone z mierni- kiem mocy, znamienny tym, ze dwustanowy modu- lator amplitudy (MA) ma transmisje 0 dB, 3 dB i wlaczony jest pomiedzy wrota transmisyjne (b) sprzegacza kierunkowego (SK) i wrota pomiarowe (X) oraz dopasowany jest w stanie zaporowym do toru sprzegacza kierunkowego (SK), natomiast trójstanowy fazowy blok odbijajacy (BO) o przesu- nieciu 0°, 120°, -120° jest polaczony z wrotami sprzezonymi c w stosunku do wejscia sprzegacza kierunkowego (SK). PL PL PL

Description

RZECZPOSPOLITA POLSKA	© OPIS PATENTOWY® PL	© 155471 © BI
0	(°) Numer zgtoszenia: 269629	© IiitCl5: G01R 27/06
Urząd Patentowy	(H) Data zgłoszenia: 22.12.1987
Rzeczypospolitej Polskiej	CnTElBH 0 GGL H

Trójwrotowy przełączany amplitudowo i fazowo mikrofalowy układ do pomiaru współczynnika odbicia

		Uprawniony z patentu:
(°) Zgłoszenie ogłoszono:		Politechnika Warszawska, Warszawa, PL
26.06.1989 BUP 13/89	@	Twórcy wynalazku: Tadeusz Morawski, Warszawa, PL Jolanta Zborowska, Warszawa, PL Cezary Mroczkowski, Warszawa, PL
O udziekniu patent.u ogłoszono: 31.12.1991 WUP 12/91		Maciej Sypniewski, Warszawa, PL

PL 155471 BI

57) Trójwrotowy' przełączany amplitudowo i fazowo mikrofalowy układ do pomiaru współczynnika odbicia, zawierający sprzęgacz kierunkowy, dwustanowy modulator amplitudy oraz trójstanowy fazowy blok odbijający, dla których wrota wejściowe sprzęgacza są połączone z generatorem mikrofalowym, wrota pomiarowe połączone z impedancją badaną i wrota izolowane w stosunku do wrót wejściowych sprzęgacza połączone z miernikiem mocy, znamienny tym, że dwustanowy modulator amplitudy (MA) ma transmisję O dB, 3 dB i włączony jest pomiędzy wrota transmisyjne (b) sprzęgacza kierunkowego (SK) i wrota pomiarowe (X) oraz dopasowany jest w stanie zaporowym do toru sprzęgacza kierunkowego (SK), natomiast trójstanowy fazowy blok odbijający (BO) o przesunięciu 0°, 120°, -120° jest połączony z wrotami sprzężonymi c w stosunku do wejścia sprzęgacza kierunkowego (SK).

Trójwrotowy przełączany amplitudowo i fazowo mikrofalowy układ do pomiaru współczynnika odbicia

Claims (3)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Trójwrotowy przełączany amplitudowo i fazowo mikrofalowy układ do pomiaru współczynnika odbicia, zawierający sprzęgacz kierunkowy, dwustanowy modulator amplitudy oraz trójstanowy fazowy blok odbijający, dla których wrota wejściowe sprzęgacza są połączone z generatorem mikrofalowym, wrota pomiarowe połączone z impedancją badaną i wrota izolowane w stosunku do wrót wejściowych sprzęgacza połączone z miernikiem mocy, znamienny tym, że dwustanowy modulator amplitudy (MA) ma transmisję O dB, 3 dB i włączony jest pomiędzy wrota transmisyjne (b) sprzęgacza kierunkowego (SK) i wrota pomiarowe (X) oraz dopasowany jest w stanie zajDc^r^to wym do toru sprzęgacza kierunkowego (SK), natomiast trójstanowy fazowy blok odbijający (BO) o przesunięciu 0°, 120°, -120° jest połączony z wrotami sprzężonymi c w stosunku do wejścia sprzęgacza kierunkowego (SK).

   Przedmiotem wynalazku jest trójwrotowy przełączany amplitudowo i fazowo mikrofalowy układ do pomiaru współczynnika odbicia.

   Znany z polskiego opisu patentowego nr 146 428 mikrofalowy układ do pomiaru zespolonego współczynnika odbicia wyposażony jest w sprzęgacz kierunkowy, którego wejściowe wrota są połączone z generatorem mikrofalowym i stanowią pierwsze wrota układu, zaś wrota sprzęgacza stanowiące drugie pomiarowe wrota układu są połączone z badaną impedancją o współczynniku odbicia Γχ. Wrota sprzęgacza kierunkowego sprzężone z wrotami wejściowymi są połączone z pierwszym wejściem sumatora, zaś wrota sprzęgacza kierunkowego, sprzężonego z wrotami pomiarowymi są połączone poprzez dwustanowy modulator amplitudy i fazy z drugim wejściem sumatora, którego wyjście jest połączone z miernikiem mocy i stanowi trzecie wrota układu.

   Na wrotach wejściowych sumatora otrzymane sygnały są proporcjonalne do sygnału z generatora i do sygnału odbitego od mierzonej impedancji. Dwustanowy modulator amplitudy i fazy przy przełączaniu ma następujące transmitacje w kolejnych stanach:

   Τι—1, T₂^e^|120°, T3=^eⁱ¹²⁰°, Tl—0

   Modulator amplitudy realizuje dwa stany, to jest przepustowy Ti=l i zaporowy T4— 0, natomiast modulator fazy realizuje trzy stany, to jest stan zerowego przesunięcia fazy, stan przesunięcia fazy o 120° i stan przesunięcia fazy o -120°. W wyniku sumowania sygnałów podawanych z wrót sprzężonych w sumatorze otrzymana moc wyraża się wzorem:

   P_k = A-Pg(1+Tk Γχ)² gdzie:

   k = 1,
2. 2,3,4 — oznaczają stany modulatora, A — stała rzeczywista, Pg — moc generatora, T — współczynnik transmisji sygnału, Γχ — współczynnik odbicia. Wzór ten opisujący równanie sześciowrotnika, znany jest z publikacji Engen G. F. The six — partreflectometer an alternative network analyzer — IEEE Trans. Microwave Theory and Tech. MTT-25, No 12, Dec. 1977, pp. 1075-1083.

   Układ według wynalazku wyróżnia się tym, że dwustanowy modulator ma transmisję 0 dB,
3. 3 dB i dopasowany jest w stanie zaporowym do toru sprzęgacza kierunkowego, oraz włączony jest pomiędzy wrota transmisyjne sprzęgacza kierunkowego i wrota pomiarowe, zaś trójstanowy fazowy blok odbijający o przesunięciu o 120°, -120° jest połączony z wrotami sprzężonymi w stosunku do wejścia sprzęgacza kierunkowego.

   155 471

   Zgodnie z wynalazkiem, układ jest prosty w budowie i spełnia funkcje układu sześciowrotowego przy znacznie zmniejczonej liczbie elementów składowych. Ponadto układ posiada mniejsze tłumienie sygnałów w torze z generatora do miernika mocy.

   Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, który na fig. 1 przedstawia schemat blokowy układu, zaś na fig. 2 — schemat funkcjonalny bloku odbijającego, a na fig. 3 — schemat funkcjonalny modulatora amplitudy.

   W układzie pokazanym na fig. 1 rysunku, układ do pomiaru współczynnika odbicia składa się ze sprzęgacza kierunkowego SK zawierającego cztery wrota a, b, c, d, z których wrota wejściowe a połączone są z generatorem mikrofalowym G, natomiast wrota b transmisyjne są połączone poprzez modulator amplitudy MA z wrotami pomiarowymi X, impedancji badanej Zx. Wrota sprzężone c sprzęgacza SK są połączone z trójstanowym fazowym blokiem odbijającym BO, zaś wrota izolowane d w stosunku do wrót wejściowych a są połączone z miernikiem mocy MP.

   Uwidoczniony na fig. 2 rysunku blok odbijający BO składa się z diod PIN Dl, D2 oraz dwóch odcinków linii długich w impedancjach Zl, Z2 oraz długościach 11,12, zwartych lub rozwartych na końcu.

   Na figurze 3 pokazany modulator amplitudy MA składa się z diod PIN D3, D4 oraz rezystorów Rl, R2, R3, z których R1 = 10 Ω, R2 = 50 Ω, a R3 = 250 Ω.

   Układ działa w sposób niżej opisany. Trójstanowy fazowy blok odbijający BO realizuje przesunięcie fazy sygnału odbitego względem padającego o 0°, 120°, -120°, zaś dwustanowy modulator amplitudy MA realizuje tłumienie zaporowe w jednym stanie i około 3 dB w drugim stanie, przy czym modulator MA jest dopasowany do wrót b sprzęgacza SK.

   Sygnał z generatora mikrofalowego G ulega podzieleniu w sprzęgaczu SK i jedna jego część pada na blok odbijający BO poprzez wrota c, a druga jego część pada na dwustanowy modulator amplitudy MA poprzez wrota b. Sygnały te są po odbiciu na wrotach b i c sumowane we wrotach d.

   Rozpatrując fizycznie układ można napisać, że transmitancja dla odealnego sprzęgacza SK obciążonego na wrotach b i c obciążeniami o współczynnikach odbicia Γ1, Γ2 między wrotami a i d wynosi:

   Ta-d = C(T1 + Γ2) gdzie: T — transmitacja, zaś C — stała zespolona zależna od sprzężenia sprzęgacza i jego konstrukcji.

   Korzystając z powyższego równania, można napisać, że moc na wrotach d wyraża się zależnością:

   P_k = A-Pg(1 + q_k· Γχ)² gdzie: k — 1,2,3,4, Pg — moc generatora, qk — stałe zespolone, zależne od stanu bloku odbijającego i modulator amplitudy:

   qi = 0 — dla stanu zaporowego modulatora amplitudy, q2 = a — dla pierwszego stanu bloku odbijającego i stanu małego tłumienia modulatora amplitudy, q3 + a e^2 — dla drugiego stanu bloku odbijającego, q4 — a e^⁰ — dla trzeciego stanu bloku odbijającego.

   Zatem równania mocy wyjściowej uzyskiwanej na wrotach d pokrywają się z równaniami sześciowrotnika.

   W układzie pokazanym na fig. 3 rysunku, rezystor R2 realizuje dopasowanie w stanie zaporowym tłumika modulatora MA, a rezystory Rl, R3 ustalają tłumienie w stanie małego tłumienia modulatora MA.