RU2616226C2 - Способ измерения мощности свч сигнала в рассогласованном тракте - Google Patents
Способ измерения мощности свч сигнала в рассогласованном тракте Download PDFInfo
- Publication number
- RU2616226C2 RU2616226C2 RU2015124310A RU2015124310A RU2616226C2 RU 2616226 C2 RU2616226 C2 RU 2616226C2 RU 2015124310 A RU2015124310 A RU 2015124310A RU 2015124310 A RU2015124310 A RU 2015124310A RU 2616226 C2 RU2616226 C2 RU 2616226C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- microwave
- path
- power
- section
- measuring
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R21/00—Arrangements for measuring electric power or power factor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
- Constitution Of High-Frequency Heating (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерениям мощности СВЧ сигнала. Способ измерения мощности СВЧ сигнала в рассогласованном тракте заключается в подаче в тракт сигнала от генератора СВЧ через специальные отрезки линии передачи СВЧ в ваттметр СВЧ и определении искомой величины по результатам измерений. С целью упрощения реализации и расчетов искомой величины используют отрезок, длину которого выбирают равной половине длины волны в этом тракте или кратной ее нечетному числу, а измерения мощности производят дважды: Р1 - до включения отрезка и Р2 - после его включения (или наоборот). Искомую величину Pc определяют по формуле: Pc=(Р1+Р2)/2. Кроме того, для обеспечения диапазона частот указанный отрезок изготавливают для самой короткой длины волны - (λв/2) мин, а затем к нему в соответствии с диапазоном волн и требуемым числом точек измерения добавляют более короткие отрезки, полученные делением на 2 каждого последующего из них. Технический результат заключается в уменьшении числа калиброванных отрезков тракта СВЧ до одного и соответствующего упрощения расчета искомого уровня мощности при возможном уменьшении погрешности из-за рассогласования на СВЧ. 1 з.п. ф-лы. 2 ил.
Description
Изобретение относится к области измерений в сфере СВЧ. Известны способы уменьшения погрешности измерения мощности СВЧ сигнала в рассогласованном тракте. Так способ по а.с. №1145766 В.К. Петренко (публ. 13.12.78 г) «Устройство для измерения мощности СВЧ в рассогласованном тракте» решает эту задачу в широком диапазоне рассогласований, но имеет довольно сложную реализацию. В частности, она включает переменный фазовращатель, изменяющий текущий по фазе уровень мощности «стоячей волны», вызванной отражениями, с фиксацией экстремумов мощности Pмакс и Pмин и дальнейшим расчетом искомой мощности Pc по формулам: . Здесь B=Pмакс/Pмин.
Этот способ применим для любых параметров рассогласования, а его остаточная погрешность в реализации определяется в основном параметрами фазовращателя (КСВН, потери и их изменения).
Наиболее близким прототипом заявленному считаем «Способ измерения уровня мощности сигнала в СВЧ тракте» по а.с. №1497581 М.И. Билько, А.К. Томашевский (публ. 30.07.89 г. бюл 28), реализованный с помощью более простой функциональной схемы, содержащей генератор, частотомер, специальный протяженный СВЧ тракт, ваттметр. Указанный способ основан на учете изменения фазового сдвига в тракте СВЧ за счет двойного изменения длины указанного тракта L на +_ΔL, где 0<ΔL<λB/2.
Измеряя соответствующие изменениям указанных длин значения мощностей, искомый уровень (с исключением погрешности) определяют по формуле: Pc=(2Ро+Р++Р-)/4. Здесь Pо соответствует длине тракта L, P+ соответственно +ΔL и Р- - минус ΔL. Этот способ применим для относительно небольшой степени рассогласования, реально имеющейся в современных методиках измерения мощности СВЧ.
Очевидно, что необходимость измерений при трех отрезках тракта и вычисление искомой мощности довольно длительный процесс, а его реализация относительно трудоемка. Кроме того, в описании прототипа совершенно не поясняется принцип уменьшения погрешности рассогласования, равно как и на его фиг. 2, а между тем тройное отключение генератора СВЧ и перестыковка отрезков, длины которых (+ и - ΔL) тоже имеют погрешности, в сумме дадут реальную неопределенность даже при многочисленных повторных измерениях. В описании аналога прототипа (статья Исхакова и др. в ИТ, 1986, с. 50-52) более подробно изложен принцип работы и погрешности сложной установки с очень длинным трактом СВЧ - L. Его длина в несколько сот длин волн в тракте все же должна предусматривать учет потерь в нем, требуемый сдвиг частоты и сложные расчеты. Итак, прототип, конечно, позволяет упростить расчеты относительно своего аналога, но за счет чего он уменьшает погрешность, повторимся, не поясняется, если не считать фиг. 2.
Воспользуемся известной формулой измерения мощности СВЧ с учетом погрешности рассогласования («Измерение мощности на СВЧ» М.И. Билько, А.К. Томашевский, М., Радио и связь, 1986, стр. 140, ф.7.2), фактически означающую Pc=Pп(1-2 Гг×Гв×COSϕ). Отметим, что методическая погрешность при этом даже при произведении 2Гг×Гв=0,2 не превышает 3% (этому соответствуют, например, КСВН генератора и ваттметра, равные 2, что на практике бывает крайне редко), а уже при более реальных в практике КСВН менее 1,6, т.е. 2 Гг×Гв=0,1, эта погрешность уменьшается до 0,75%. Определение этой методической погрешности проводилось сравнением по вышеозначенным формулам , для которых степень рассогласования не имеет значения. При этом указанные методические погрешности являются систематическими с положительным знаком, что важно. Итак, мы имеем стоячую волну по мощности Ρ(ϕ) с распределением ее вершины по закону COSϕ (см. фиг. 1). Для такого закона сумма любых двух значений COSϕ, разделенных 180 градусов (или кратных ее нечетному значению) относительно условной оси ϕ согласно фиг. 1, равна нулю, поскольку одно из значений COSϕ имеет положительное значение, а другое, равно ему по величине, но отрицательное (или наоборот в зависимости от начальной фазы), а с учетом полной картины стоячей волны для такого распределения искомая мощность со всей очевидностью равна полусумме мощностей, измеренных через отрезок тракта СВЧ, соответствующий λ в/2 (или кратной ее нечетному числу), а потом без него. Например, как показано на фиг. 1, в точке 1 мы имеем P1 и в точке 2 имеем Р2, а искомая мощность - Pc=(P1+Р2)/2. Совершенно очевидно, что реализация и расчеты при этом упрощаются, да и погрешность должна быть не хуже, но мы не углубляемся в этот более сложный вопрос в отсутствие анализа погрешностей прототипа. При необходимости измерений в диапазоне частот потребуется изготавливать соответствующее количество калиброванных по длине отрезков тракта СВЧ, что довольно трудоемко. Предлагаем в этом случае изготовить отрезок тракта для самой короткой длины волны в волноводе, т.е. высшей частоты диапазона, а все последующие точки диапазона необходимо составлять прибавлением к основному более коротких отрезков, изготовленных по закону двоичного деления λ в/2 мин. Это универсальный способ составления максимального числа возможных сочетаний общей длины при минимальном количестве составляющих отрезков. Так для диапазона X (3 см) с волноводом сечением 23 на 10 мм примем λ в/2 мин=16 мм. Для него результат двоичного деления даст значения: 8, 4, 2, 1, 0,5, 0,25 и 0,125 мм. Разумеется, что изготовление отрезков тракта по конфигурации, идентичной фланцам волноводов. В итоге 7 различных отрезков (7 разрядов двоичного деления)позволяют собрать всего 128 различных сочетаний длин с дискретностью 0,125 мм, составляющих в сумме 15, 875 мм. Указанная дискретность соответствует в среднем (из-за дисперсии) 26 МГц по частоте или 1,4 градуса при изменении частоты диапазона более 3300 МГц.
Таким образом, при необходимости измерения в широком диапазоне частот (например, в диапазоне волновода), предлагается вначале изготовить калиброванный отрезок тракта для самой коротковолновой части диапазона СВЧ, а затем более короткие отрезки, полученные делением на 2 каждого последующего из них. Это позволяет при минимальном числе отрезков собрать любой в диапазоне волновода набор требуемых отрезков с дискретностью, определяемой возможностями технологии изготовления. Реализация предлагаемого способа измерения в простейшем его виде представлена на фиг. 2, где 1 - частотомер, 2 - СВЧ генератор, 3 - калиброванный отрезок тракта СВЧ длинной λ в/2 или кратной ее нечетному числу, и 4 - ваттметр СВЧ. Здесь частотомер необходим для того, чтобы длина отрезка СВЧ тракта более точно соответствовала частоте генератора СВЧ (или наоборот).
Claims (2)
1. Способ измерения мощности СВЧ сигнала в рассогласованном тракте, по которому подают в тракт сигнал от генератора СВЧ через специальные отрезки линии передачи СВЧ в ваттметр СВЧ и определяют искомую величину по результатам измерений, отличающийся тем, что с целью упрощения реализации и расчетов искомой величины используют отрезок, длину которого выбирают равной половине длины волны в этом тракте или кратной ее нечетному числу, а измерения мощности производят дважды: Р1 - до включения отрезка, и Р2 - после его включения (или наоборот), а искомую величину Pc определяют по формуле: Pc=(Р1+Р2)/2.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что с целью измерений в диапазоне частот указанный отрезок изготавливают для самой короткой длины волны - (λв/2) мин, а затем к нему в соответствии с диапазоном волн и требуемым числом точек измерения добавляют более короткие отрезки, полученные делением на 2 каждого последующего из них.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015124310A RU2616226C2 (ru) | 2015-06-22 | 2015-06-22 | Способ измерения мощности свч сигнала в рассогласованном тракте |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015124310A RU2616226C2 (ru) | 2015-06-22 | 2015-06-22 | Способ измерения мощности свч сигнала в рассогласованном тракте |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2015124310A RU2015124310A (ru) | 2017-01-10 |
RU2616226C2 true RU2616226C2 (ru) | 2017-04-13 |
Family
ID=57955602
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015124310A RU2616226C2 (ru) | 2015-06-22 | 2015-06-22 | Способ измерения мощности свч сигнала в рассогласованном тракте |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2616226C2 (ru) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3693095A (en) * | 1970-10-28 | 1972-09-19 | Sperry Rand Corp | Radiometer gain control reference |
SU849087A1 (ru) * | 1979-05-03 | 1981-07-23 | Предприятие П/Я М-5783 | Измеритель непрерывной мощностиСВЕРХВыСОКиХ чАСТОТ |
SU1497581A1 (ru) * | 1987-09-21 | 1989-07-30 | Предприятие П/Я Г-4367 | Способ измерени уровн мощности сигнала в СВЧ-тракте |
SU1763994A2 (ru) * | 1990-03-05 | 1992-09-23 | Нижегородский научно-исследовательский приборостроительный институт "Кварц" | Способ измерени мощности СВЧ |
GB2254440A (en) * | 1991-01-31 | 1992-10-07 | Stanley William Waterman | Detecting microwave radiation |
UA19405C2 (ru) * | 1994-11-18 | 1997-12-25 | Харківський Державний Технічний Університет Радіоелектроніки | Устройство для измерения мощности в полноводных трактах |
-
2015
- 2015-06-22 RU RU2015124310A patent/RU2616226C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3693095A (en) * | 1970-10-28 | 1972-09-19 | Sperry Rand Corp | Radiometer gain control reference |
SU849087A1 (ru) * | 1979-05-03 | 1981-07-23 | Предприятие П/Я М-5783 | Измеритель непрерывной мощностиСВЕРХВыСОКиХ чАСТОТ |
SU1497581A1 (ru) * | 1987-09-21 | 1989-07-30 | Предприятие П/Я Г-4367 | Способ измерени уровн мощности сигнала в СВЧ-тракте |
SU1763994A2 (ru) * | 1990-03-05 | 1992-09-23 | Нижегородский научно-исследовательский приборостроительный институт "Кварц" | Способ измерени мощности СВЧ |
GB2254440A (en) * | 1991-01-31 | 1992-10-07 | Stanley William Waterman | Detecting microwave radiation |
UA19405C2 (ru) * | 1994-11-18 | 1997-12-25 | Харківський Державний Технічний Університет Радіоелектроніки | Устройство для измерения мощности в полноводных трактах |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2015124310A (ru) | 2017-01-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6556930B2 (ja) | ベクトルネットワークアナライザ | |
US9046425B2 (en) | Opticalfiber temperature distribution measurement apparatus | |
BR102015001678B1 (pt) | Sistema e método de teste para uma unidade de radar | |
Lindner et al. | Distance measurements based on guided wave 24GHz dual tone six-port radar | |
CN103595404A (zh) | 一种混频器群时延测量电路及方法 | |
JP2014206517A (ja) | 多コア光ファイバのクロストーク特性の評価方法及びそのシステム | |
RU2616226C2 (ru) | Способ измерения мощности свч сигнала в рассогласованном тракте | |
RU189436U1 (ru) | Устройство для измерения модуля и аргумента комплексного коэффициента отражения микроволнового двухполюсника | |
CN104301048B (zh) | 一种发射/接收设备功率校准方法 | |
JP2016065757A (ja) | 減衰量測定試験方法 | |
US20110288800A1 (en) | Method for measuring system parameter of linear multiport and measuring method using vector network analyzer | |
US2660706A (en) | Apparatus for measuring power and standing waves in wave guides | |
Xiong et al. | Experimental comparison between two different radio-frequency delivery methods | |
Horibe et al. | Improvement of uncertainty analysis for waveguide VNA measurement at terahertz frequency | |
Igor et al. | Investigation of using reflective power sensor for equivalent source reflection measurements | |
Marinov | Noise partition in S-parameter measurement | |
Shauerman et al. | Automated measuring device for microwave frequency terminals on the basis of logarithmic amplifier | |
Kushnin et al. | Determination of optimal pairs of radii of dielectric samples for complex permittivity measurement of dispersive materials | |
RU2778030C1 (ru) | Способ определения коэффициента ослабления фидерной линии | |
CN102435867A (zh) | 一种远载频相位噪声测量准确度的校准装置 | |
SU401941A1 (ru) | Устройство для калибровки измерителей фа301вого сдвига | |
Cherbi et al. | Experimental investigation of the modulation phase‐shift method for the measure of the chromatic dispersion in a single‐mode fiber coiled on a covered spool | |
Korotkov et al. | The method for accurate measurements of absolute phase and group delay of frequency converters | |
Czubla et al. | Verification of TIC characteristics for precise optical fiber time transfer links | |
Monzó‐Cabrera et al. | Usage of an automated three‐stub water‐loaded impedance generator for RBF calibration of a waveguide ten‐port reflectometer |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180623 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20190806 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200623 |