RU2805381C1

RU2805381C1 - Device for measuring complex transmission and reflection coefficients of microwave quadripoles with frequency conversion

Info

Publication number: RU2805381C1
Application number: RU2023117544A
Authority: RU
Inventors: Константин Станиславович Коротков; Антон Сергеевич Левченко; Елена Валерьевна Строганова; Владимир Владимирович Сердюков; Арсений Викторович Большов
Filing date: 2023-07-04
Publication date: 2023-10-16

Abstract

FIELD: radio measuring equipment.

SUBSTANCE: invention is used to measure the complex transmission and reflection coefficients of microwave devices with frequency conversion. The technical result is measuring the modulus and phase in the intermediate frequency range and increasing the accuracy of measurements of the parameters of complex transmission coefficients. The result is achieved by the fact that a device is proposed for measuring the complex transmission and reflection coefficients of microwave quadripoles with frequency conversion, containing a parameter meter for microwave quadripoles and a two-channel superheterodyne receiver, which differs from the prototype in that an external output connector of the microwave test signal generator, frequency stabilization unit, microwave signal divider, switch, second phase detector, first and second control units, second and third intermediate frequency generator, second signal ratio meter are additionally introduced.

EFFECT: measuring the modulus and phase in the intermediate frequency range and increasing the accuracy of measurements of the parameters of complex transmission coefficients.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано при измерении комплексных коэффициентов передачи и отражения СВЧ устройств с преобразованием частоты. The invention relates to radio measuring equipment and can be used in measuring the complex transmission and reflection coefficients of microwave devices with frequency conversion.

Известно устройство для измерения абсолютных комплексных коэффициентов передачи и отражения СВЧ устройств с преобразованием частоты, содержащие измеритель параметров четырехполюсников СВЧ и двухканальный супергетеродинный приемник [пат. РФ № 2524049, МПК G01R 27/28, опубл. 27.07.2014, Бюл. № 21]. В состав измерителя параметров четырехполюсников СВЧ входят: генератор испытательных СВЧ сигналов, СВЧ гетеродин, переключатель со связанной с ним нагрузкой, четыре направленных ответвителя, соединённых по схеме рефлектометра, векторный вольтметр и его выходной контакт, первый и второй порт.A device is known for measuring the absolute complex transmission and reflection coefficients of microwave devices with frequency conversion, containing a meter for the parameters of microwave quadripoles and a two-channel superheterodyne receiver [US Pat. RF No. 2524049, IPC G01R 27/28, publ. 07/27/2014, Bulletin. No. 21]. The four-terminal microwave parameters meter includes: a microwave test signal generator, a microwave local oscillator, a switch with an associated load, four directional couplers connected according to a reflectometer circuit, a vector voltmeter and its output contact, the first and second ports.

В состав двухканального гетеродинного приемника входят: испытуемый СВЧ смеситель, опорный СВЧ смеситель, смеситель фазовой автоподстройки частоты, генераторы СВЧ, фазовый детектор, первый смеситель промежуточной частоты, второй, третий, четвертый переключатели, второй смеситель промежуточной частоты, генератор опорных частот, компьютер и компаратор. Связи этих элементов между собой образует устройство, позволяющие измерять комплексные коэффициенты передачи и отражения СВЧ и устройств с преобразованием частоты.The two-channel heterodyne receiver includes: a microwave mixer under test, a microwave reference mixer, a phase-locked loop mixer, microwave oscillators, a phase detector, a first intermediate frequency mixer, a second, third, and fourth switches, a second intermediate frequency mixer, a reference frequency generator, a computer and a comparator . The connections between these elements are formed by a device that makes it possible to measure the complex transmission and reflection coefficients of microwaves and devices with frequency conversion.

Между измерителем параметров четырехполюсников СВЧ и двухканальным супергетеродинным приемником расположен испытуемый СВЧ четырехполюсник (без преобразования частоты).Between the microwave quadripole parameter meter and the two-channel superheterodyne receiver there is a microwave quadripole under test (without frequency conversion).

Известно устройство для измерения амплитудно-частотных и фазочастотных характеристик четырехполюсников с преобразованием частоты, содержащее блок управления, два генератора качающейся частоты, систему фазовой автоподстройки частоты, образованную двумя смесителями, двумя фазовыми детекторами и перестраиваемым генератором промежуточной частоты, шесть переключателей, реализующих схему для измерения разности фаз между исследуемым четырехполюсником и опорным смесителем, аттенюатор, усилитель, перестраиваемый гетеродин, два смесителя промежуточной частоты, индикатор, решающее устройство и два делителя сигналов [а. с. СССР № 1538149, МПК G01R 27/28, опубл. 23.01.1990, Бюл. № 3].A device is known for measuring the amplitude-frequency and phase-frequency characteristics of quadripoles with frequency conversion, containing a control unit, two sweeping frequency generators, a phase-locked loop system formed by two mixers, two phase detectors and a tunable intermediate frequency generator, six switches implementing a circuit for measuring the difference phases between the two-port network under study and the reference mixer, an attenuator, an amplifier, a tunable local oscillator, two intermediate frequency mixers, an indicator, a decision device and two signal dividers [a. With. USSR No. 1538149, IPC G01R 27/28, publ. 01/23/1990, Bulletin. No. 3].

Известно устройство для измерения амплитуды частотных и фазовых частотных характеристик четырехполюсников с преобразованием частоты, содержащее два генератора качающейся частоты, блок их управления, первый делитель сигналов, аттенюатор, шесть переключателей, два смесителя фазовой автоподстройки частоты, вспомогательный смеситель, усилитель, два фазовых детектора, опорный смеситель, перестраиваемый генератор промежуточных частот, второй делитель сигналов, испытуемый четырехполюсник с преобразователем частоты, смеситель промежуточной частоты измерительного канала, смеситель промежуточной частоты опорного канала, индикатор, решающий блок, третий делитель сигналов [а. с. СССР № 1661682, МПК G01R 27/28, опубл. 07.07.1991, Бюл. № 25].A device is known for measuring the amplitude of the frequency and phase frequency characteristics of quadripoles with frequency conversion, containing two sweep frequency generators, their control unit, a first signal divider, an attenuator, six switches, two phase-locked loop mixers, an auxiliary mixer, an amplifier, two phase detectors, a reference mixer, tunable intermediate frequency generator, second signal divider, test quadripole with frequency converter, intermediate frequency mixer of the measuring channel, intermediate frequency mixer of the reference channel, indicator, decision block, third signal divider [a. With. USSR No. 1661682, IPC G01R 27/28, publ. 07/07/1991, Bulletin. No. 25].

Недостатком вышеперечисленных устройств являются наличие паразитных связей в схеме двухканального супергетеродинного приемника, которые появляются из-за неоптимального построения схемы и наличия погрешностей, возникающих из-за нестабильности механических контактных соединений переключателей.The disadvantage of the above devices is the presence of parasitic connections in the circuit of a two-channel superheterodyne receiver, which appear due to non-optimal design of the circuit and the presence of errors arising from instability of the mechanical contact connections of the switches.

Кроме этого, недостатком всех вышеперечисленных устройств является отсутствие в них возможности измерения модуля и особенно фазы комплексного коэффициента передачи испытуемого СВЧ смесителя в диапазоне его промежуточной частоты.In addition, the disadvantage of all of the above devices is that they lack the ability to measure the modulus and especially the phase of the complex transmission coefficient of the microwave mixer under test in the range of its intermediate frequency.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является «Устройство для измерения комплексных коэффициентов передачи и отражения СВЧ-устройств с преобразованием частоты» [патент РФ № 2649861, МПК G01R 27/28, опубл. 10.04.2018, Бюл. № 10], содержащее измеритель параметров четырехполюсников СВЧ и двухканальный супергетеродинный приемник. В состав измерителя параметров четырехполюсников СВЧ входят: генератор испытательных СВЧ-сигналов, первый переключатель, согласованная нагрузка, связанная с первым переключателем, первый, второй, третий, четвертый направленный ответвитель, векторный вольтметр с выходным контактом, гетеродин СВЧ, первый и второй порты. В состав двухканального супергетеродинного приемника входят испытуемый и опорный СВЧ-смеситель, смеситель фазовой автоподстройки частоты, СВЧ-генератор, фазовый детектор, первый смеситель промежуточной частоты, усилитель промежуточной частоты, регулируемй аттенюатор, измеритель отношений сигналов, пятый и шестой направленный ответвитель, второй, третий, четвертый, пятый и шестой переключатель, второй смеситель промежуточной частоты, генератор опорных частот, компьютер и компаратор, а также испытуемый четырехполюсник без преобразования частоты, присоединяемый к первому и второму портам измерителя параметров четырехполюсников.The closest in technical essence to the proposed device is “Device for measuring complex transmission and reflection coefficients of microwave devices with frequency conversion” [RF patent No. 2649861, IPC G01R 27/28, publ. 04/10/2018, Bulletin. No. 10], containing a meter for the parameters of microwave quadripoles and a two-channel superheterodyne receiver. The four-terminal microwave parameters meter includes: a microwave test signal generator, a first switch, a matched load associated with the first switch, a first, second, third, and fourth directional coupler, a vector voltmeter with an output contact, a microwave local oscillator, the first and second ports. The two-channel superheterodyne receiver includes a test and reference microwave mixer, a phase-locked loop mixer, a microwave oscillator, a phase detector, a first intermediate frequency mixer, an intermediate frequency amplifier, an adjustable attenuator, a signal ratio meter, a fifth and sixth directional coupler, a second, a third , the fourth, fifth and sixth switch, the second intermediate frequency mixer, the reference frequency generator, the computer and the comparator, as well as the test quadripole without frequency conversion, connected to the first and second ports of the quadripole parameter meter.

Недостатками прототипа являются: The disadvantages of the prototype are:

- отсутствие возможности наблюдать в панораме амплитудно-частотные и фазочастотные характеристики комплексного коэффициента передачи испытуемого СВЧ смесителя в диапазоне его промежуточной частоты; - the inability to observe in a panorama the amplitude-frequency and phase-frequency characteristics of the complex transmission coefficient of the tested microwave mixer in the range of its intermediate frequency;

- наличие паразитных сигналов, источниками которых являются система пятого и шестого направленных ответвителей, примененных для работы фазовой автоподстройки частоты прототипа;- the presence of spurious signals, the sources of which are the system of the fifth and sixth directional couplers used to operate the phase-locked loop of the prototype;

- наличие погрешностей измерений, вызванных отсутствием изоляции по первой промежуточной частоте в канале, связывающем вторые (гетеродинные) входы испытуемого и опорного СВЧ смесителей с СВЧ-генератором (гетеродином).- the presence of measurement errors caused by the lack of isolation at the first intermediate frequency in the channel connecting the second (heterodyne) inputs of the test and reference microwave mixers with the microwave generator (heterodyne).

Задачей заявляемого изобретения является расширение арсенала устройств для измерения комплексных коэффициентов передачи и отражения четырехполюсников СВЧ с преобразованием частоты.The objective of the claimed invention is to expand the arsenal of devices for measuring the complex transmission and reflection coefficients of microwave quadripoles with frequency conversion.

Техническим результатом предлагаемого устройства для измерения истинных значений комплексных коэффициентов передачи и отражения СВЧ устройств с преобразованием частоты является: The technical result of the proposed device for measuring the true values of the complex transmission and reflection coefficients of microwave devices with frequency conversion is:

- расширение его технических возможностей, путем реализации возможности наблюдения в панораме и отдельной частотной точке истинных величин модуля и фазы комплексного коэффициента передачи испытуемого СВЧ-смесителя в диапазоне его промежуточной частоты;- expanding its technical capabilities by implementing the possibility of observing in a panorama and a separate frequency point the true values of the module and phase of the complex transmission coefficient of the tested microwave mixer in the range of its intermediate frequency;

- наличие возможности измерения модуля и фазы в диапазоне промежуточной частоты; - the ability to measure modulus and phase in the intermediate frequency range;

- увеличение точности измерений параметров комплексных коэффициентов передачи путем применения раздельных генераторов промежуточных частот и исключения тем самым взаимных паразитных связей между ними, что имеет место в прототипе за счёт применения направленных ответвителей;- increasing the accuracy of measurements of the parameters of complex transmission coefficients by using separate generators of intermediate frequencies and thereby eliminating mutual parasitic connections between them, which occurs in the prototype due to the use of directional couplers;

- снижение общей погрешности измерений путем устранения паразитных каналов связей устройства, возникающих в системе фазовой автоподстройки частоты из-за применения направленных ответвителей и повышения изоляции между гетеродинными входами испытуемого и портного смесителей, путем применения делителя сигналов.- reducing the overall measurement error by eliminating parasitic communication channels of the device that arise in the phase-locked loop system due to the use of directional couplers and increasing the insulation between the heterodyne inputs of the test and port mixers by using a signal divider.

Технический результат достигается тем, что устройство для измерения комплексных коэффициентов передачи и отражения четырехполюсников СВЧ с преобразованием частоты содержит измеритель параметров четырехполюсников СВЧ, состоящий из генератора испытательных СВЧ-сигналов, первого переключателя, согласованной нагрузки, связанной с первым переключателем, гетеродина СВЧ, первого, второго, третьего и четвертого направленных ответвителей, векторного вольтметра, выходного внешнего контакта векторного вольтметра, первого и второго портов измерителя параметров четырехполюсников СВЧ, двухканального супергетеродинного приемника, состоящего из второго переключателя, генератора СВЧ, смесителя фазовой автоподстройки частоты, первого фазового детектора, первого генератора промежуточных частот, первого измерителя отношений сигналов, испытуемого СВЧ смесителя, опорного СВЧ смесителя, третьего переключателя, четвертого переключателя, первого смесителя промежуточной частоты, усилителя промежуточной частоты, регулируемого аттенюатора, пятого переключателя, шестого переключателя, второго смесителя промежуточной частоты, компьютера управления, а также испытуемого четырехполюсника, при этом выход генератора испытательных СВЧ-сигналов соединен с подвижным контактом первого переключателя, первый неподвижный контакт которого соединен с первым входным контактом первого направленного ответвителя, второй выходной контакт которого соединен с первым входным контактом третьего направленного ответвителя, второй выходной контакт которого через первый порт соединен со вторым неподвижным контактом второго переключателя, первым входом испытуемого СВЧ-смесителя и входом испытуемого четырехполюсника СВЧ, выход которого через второй порт соединен с первым входом опорного СВЧ смесителя и вторым выходом четвертого направленного ответвителя, первый вход которого соединен со вторым выходом второго направленного ответвителя, первый вход которого соединен со вторым неподвижным контактом первого переключателя и согласованной нагрузкой, третьи выходы первого, второго, третьего и четвертого направленных ответвителей, соединен с первым, третьим, четвертым и пятым входами векторного вольтметра, второй вход которого соединен с выходом гетеродина СВЧ, выход векторного вольтметра через выходной внешний контакт векторного вольтметра соединен с третьим входом компьютера управления двухканального супергетеродинного приемника, второй вход которого соединен с выходом первого измерителя отношений сигналов, первый вход которого соединен с подвижным контактом второго переключателя, первый неподвижный контакт которого соединен со вторым неподвижным контактом пятого переключателя, а также первым входом усилителя промежуточной частоты, выход которого соединен с первым входом регулируемого аттенюатора, выход которого соединен со вторым входом первого измерителя отношений сигналов и первым неподвижным контактом шестого переключателя, выход испытуемого СВЧ смесителя соединен с подвижным контактом третьего переключателя, второй неподвижный контакт которого, соединен с подвижным контактом пятого переключателя, первый неподвижный контакт которого соединен с первым неподвижным контактом третьего переключателя и первым неподвижным контактом четвертого переключателя, подвижный контакт которого соединен с выходом опорного СВЧ смесителя, второй неподвижный контакт четвертого переключателя соединен со вторым неподвижным контактом шестого переключателя, подвижный контакт которого соединен с первым входом второго смесителя промежуточной частоты. При этом в него дополнительно введены: выходной внешний разъем генератора испытательных СВЧ-сигналов, блок стабилизации частоты, делитель сигналов СВЧ, выключатель, второй фазовый детектор, первый и второй блоки управления, второй и третий генератор промежуточных частот, второй измеритель отношений сигналов, первый вход которого соединен с выходом второго смесителя промежуточной частоты, второй вход которого соединен со вторым входом первого смесителя промежуточной частоты и выходом второго генератора промежуточной частоты, второй вход которого соединен с выходом второго фазового детектора, второй вход которого одновременно соединен с выходом третьего генератора промежуточной частоты и вторым входом второго измерителя отношений сигналов, выход которого соединен с первым входом компьютера управления, первый выход которого, соединен со входом первого блока управления, первый и второй выходы которого соединены со вторым входом усилителя промежуточной частоты и вторым входом регулируемого аттенюатора, выход которого соединен с подвижным контактом выключателя, неподвижный контакт которого соединен со вторым неподвижным контактом пятого переключателя, второй выход компьютера управления соединен со входом второго блока управления, второй выход которого соединен с первым входом второго генератора промежуточной частоты, первый выход второго блока управления соединен со входом первого генератора промежуточной частоты, выход которого соединен с первым входом первого смесителя промежуточной частоты, выход которого соединен с первым входом второго фазового детектора, выход генератора испытательных СВЧ-сигналов соединен с первым входом блока стабилизации частоты и через выходной внешний разъем генератора испытательных СВЧ-сигналов с первым входом смесителя фазовой автоподстройки частоты, второй вход которого соединен с входом делителя сигналов СВЧ, первый и второй выходы которого соединены с вторыми входами испытуемого СВЧ смесителя и опорного СВЧ смесителя соответственно, выход смесителя фазовой автоподстройки частоты соединен со вторым входом первого фазового детектора, выход которого соединен со входом генератора СВЧ, выход которого соединен со входом делителя сигналов СВЧ, а выход блока стабилизации частоты соединен со входом гетеродина СВЧ, второй вход блока стабилизации частоты соединен со вторым входом векторного вольтметра. The technical result is achieved by the fact that the device for measuring the complex transmission and reflection coefficients of microwave quadripoles with frequency conversion contains a parameter meter for microwave quadripoles, consisting of a microwave test signal generator, a first switch, a matched load associated with the first switch, a microwave local oscillator, a first, a second , third and fourth directional couplers, vector voltmeter, output external contact of the vector voltmeter, first and second ports of the four-terminal microwave parameters meter, two-channel superheterodyne receiver consisting of a second switch, microwave generator, phase-locked loop mixer, first phase detector, first intermediate frequency generator , a first signal ratio meter, a microwave mixer under test, a microwave reference mixer, a third switch, a fourth switch, a first intermediate frequency mixer, an intermediate frequency amplifier, an adjustable attenuator, a fifth switch, a sixth switch, a second intermediate frequency mixer, a control computer, and a quadripole under test. , wherein the output of the microwave test signal generator is connected to the moving contact of the first switch, the first fixed contact of which is connected to the first input contact of the first directional coupler, the second output contact of which is connected to the first input contact of the third directional coupler, the second output contact of which is connected through the first port with the second fixed contact of the second switch, the first input of the microwave mixer under test and the input of the microwave quadripole under test, the output of which is connected through the second port to the first input of the reference microwave mixer and the second output of the fourth directional coupler, the first input of which is connected to the second output of the second directional coupler, the first the input of which is connected to the second fixed contact of the first switch and the matched load, the third outputs of the first, second, third and fourth directional couplers are connected to the first, third, fourth and fifth inputs of the vector voltmeter, the second input of which is connected to the output of the microwave local oscillator, the output of the vector voltmeter through the output external contact of the vector voltmeter is connected to the third input of the control computer of a two-channel superheterodyne receiver, the second input of which is connected to the output of the first signal ratio meter, the first input of which is connected to the moving contact of the second switch, the first fixed contact of which is connected to the second fixed contact of the fifth switch, and also the first input of the intermediate frequency amplifier, the output of which is connected to the first input of the adjustable attenuator, the output of which is connected to the second input of the first signal ratio meter and the first fixed contact of the sixth switch, the output of the microwave mixer under test is connected to the moving contact of the third switch, the second fixed contact of which is connected with the movable contact of the fifth switch, the first fixed contact of which is connected to the first fixed contact of the third switch and the first fixed contact of the fourth switch, the movable contact of which is connected to the output of the reference microwave mixer, the second fixed contact of the fourth switch is connected to the second fixed contact of the sixth switch, the movable contact of which connected to the first input of the second intermediate frequency mixer. Wherein it additionally contains: an external output connector of the microwave test signal generator, a frequency stabilization unit, a microwave signal divider, a switch, a second phase detector, the first and second control units, a second and third intermediate frequency generator, a second signal ratio meter, the first input of which is connected with the output of the second intermediate frequency mixer, the second input of which is connected to the second input of the first intermediate frequency mixer and the output of the second intermediate frequency generator, the second input of which is connected to the output of the second phase detector, the second input of which is simultaneously connected to the output of the third intermediate frequency generator and the second input of the second a signal ratio meter, the output of which is connected to the first input of the control computer, the first output of which is connected to the input of the first control unit, the first and second outputs of which are connected to the second input of the intermediate frequency amplifier and the second input of the adjustable attenuator, the output of which is connected to the moving contact of the switch, the fixed contact of which is connected to the second fixed contact of the fifth switch, the second output of the control computer is connected to the input of the second control unit, the second output of which is connected to the first input of the second intermediate frequency generator, the first output of the second control unit is connected to the input of the first intermediate frequency generator, the output of which is connected with the first input of the first intermediate frequency mixer, the output of which is connected to the first input of the second phase detector, the output of the microwave test signal generator is connected to the first input of the frequency stabilization unit and, through the external output connector of the microwave test signal generator, to the first input of the phase-locked loop mixer, the second the input of which is connected to the input of the microwave signal divider, the first and second outputs of which are connected to the second inputs of the microwave mixer under test and the reference microwave mixer, respectively, the output of the phase-locked loop mixer is connected to the second input of the first phase detector, the output of which is connected to the input of the microwave generator, the output of which connected to the input of the microwave signal divider, and the output of the frequency stabilization unit is connected to the input of the microwave local oscillator, the second input of the frequency stabilization unit is connected to the second input of the vector voltmeter.

На фигуре 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства для измерения комплексных коэффициентов передачи и отражения четырехполюсников СВЧ с преобразованием частоты, которая состоит: из измерителя параметров четырехполюсника в СВЧ 1, двухканального супергетеродинного приемника 2.Figure 1 shows a block diagram of the proposed device for measuring the complex transmission and reflection coefficients of microwave quadripoles with frequency conversion, which consists of: a quadripole parameter meter in microwave 1, a two-channel superheterodyne receiver 2.

Измеритель параметров четырехполюсников СВЧ 1 содержит: генератор испытательных СВЧ-сигналов 3, выходной внешний разъем генератора испытательных СВЧ-сигналов 4, первый переключатель 5, согласованную нагрузку 6, блок стабилизации частоты 7, гетеродин СВЧ 8, первый направленный ответвитель 9, второй направленный ответвитель 10, векторный вольтметр 11, третий направленный ответвитель 12, четвертый направленный ответвитель 13, выходной внешний контакт векторного вольтметра 14, первый порт 15, испытуемый четырехполюсник 16, второй порт 17.Microwave quadripole parameter meter 1 contains: microwave test signal generator 3, external output connector of microwave test signal generator 4, first switch 5, matched load 6, frequency stabilization unit 7, microwave local oscillator 8, first directional coupler 9, second directional coupler 10 , vector voltmeter 11, third directional coupler 12, fourth directional coupler 13, output external contact of the vector voltmeter 14, first port 15, test quadrupole 16, second port 17.

Двухканальный супергетеродинный приемник 2 содержит: смеситель фазовой автоподстройки частоты 18, первый фазовый детектор 19, первый генератор промежуточных частот 20, второй переключатель 21, генератор СВЧ 22, первый измеритель отношений сигналов 23, испытуемый СВЧ-смеситель 24, делитель сигналов СВЧ 25, опорный СВЧ-смеситель 26, третий переключатель 27, выключатель 28, четвертый переключатель 29, первый смеситель промежуточной частоты 30, пятый переключатель 31, усилитель промежуточной частоты 32, регулируемый аттенюатор 33, шестой переключатель 34, первый блок управления 35, второй смеситель промежуточной частоты 36, второй генератор промежуточной частоты 37, второй фазовый детектор 38, второй измеритель отношений сигналов 39, компьютер управления 40, второй блок управления 41, третий генератор промежуточной частоты 42.Two-channel superheterodyne receiver 2 contains: a phase-locked loop mixer 18, a first phase detector 19, a first intermediate frequency generator 20, a second switch 21, a microwave generator 22, a first signal ratio meter 23, a microwave mixer under test 24, a microwave signal divider 25, a microwave reference -mixer 26, third switch 27, switch 28, fourth switch 29, first intermediate frequency mixer 30, fifth switch 31, intermediate frequency amplifier 32, adjustable attenuator 33, sixth switch 34, first control unit 35, second intermediate frequency mixer 36, second intermediate frequency generator 37, second phase detector 38, second signal ratio meter 39, control computer 40, second control unit 41, third intermediate frequency generator 42.

В измерителе параметров четырехполюсника СВЧ 1 выход генератора испытательных СВЧ-сигналов 3 соединен с подвижным контактом первого переключателя 5, первый неподвижный контакт которого соединен с первым входным контактом первого направленного ответвителя 9, второй выходной контакт которого соединен с первым входным контактом третьего направленного ответвителя 12, второй выходной контакт которого через первый порт 15 соединен со вторым неподвижным контактом второго переключателя 21, первым входом испытуемого СВЧ-смесителя 24 и входом испытуемого четырехполюсника СВЧ 16, выход которого через второй порт 17 соединен с первым входом опорного СВЧ смесителя 26 и вторым выходом четвертого направленного ответвителя 13, первый вход которого соединен со вторым выходом второго направленного ответвителя 10, первый вход которого соединен со вторым неподвижным контактом первого переключателя 5 и согласованной нагрузкой 6, третьи выходы первого 9, второго 10, третьего 12 и четвертого 13 направленных ответвителей, соединен с первым, третьим, четвертым и пятым входами векторного вольтметра 11, второй вход которого соединен с выходом гетеродина СВЧ 8, выход векторного вольтметра 11 через выходной внешний контакт векторного вольтметра 14 соединен с третьим входом компьютера управления 40 двухканального супергетеродинного приемника 2, второй вход которого соединен с выходом первого измерителя отношений сигналов 23, первый вход которого соединен с подвижным контактом второго переключателя 21, первый неподвижный контакт которого соединен со вторым неподвижным контактом пятого переключателя 31, а также первым входом усилителя промежуточной частоты 32, выход которого соединен с первым входом регулируемого аттенюатора 33, выход которого соединен со вторым входом первого измерителя отношений сигналов 23 и первым неподвижным контактом шестого переключателя 34, выход испытуемого СВЧ смесителя соединен с подвижным контактом третьего переключателя 27, второй неподвижный контакт которого, соединен с подвижным контактом пятого переключателя 31, первый неподвижный контакт которого соединен с первым неподвижным контактом третьего переключателя 27 и первым неподвижным контактом четвертого переключателя 29, подвижный контакт которого соединен с выходом опорного СВЧ смесителя 26, второй неподвижный контакт четвертого переключателя 29 соединен со вторым неподвижным контактом шестого переключателя 34, подвижный контакт которого соединен с первым входом второго смесителя промежуточной частоты 36. Первый вход второго измерителя отношений сигналов 39 соединен с выходом второго смесителя промежуточной частоты 36, второй вход которого соединен со вторым входом первого смесителя промежуточной частоты 30 и выходом второго генератора промежуточной частоты 37, второй вход которого соединен с выходом второго фазового детектора 38, второй вход которого одновременно соединен с выходом третьего генератора промежуточной частоты 42 и вторым входом второго измерителя отношений сигналов 39, выход которого соединен с первым входом компьютера управления 40, первый выход которого, соединен со входом первого блока управления 35, первый и второй выходы которого соединены со вторым входом усилителя промежуточной частоты 32 и вторым входом регулируемого аттенюатора 33, выход которого соединен с подвижным контактом выключателя 28, неподвижный контакт которого соединен со вторым неподвижным контактом пятого переключателя 31, второй выход компьютера управления 40 соединен со входом второго блока управления 41, второй выход которого соединен с первым входом второго генератора промежуточной частоты 37, первый выход второго блока управления 41 соединен со входом первого генератора промежуточной частоты 20, выход которого соединен с первым входом первого смесителя промежуточной частоты 30, выход которого соединен с первым входом второго фазового детектора 38, выход генератора испытательных СВЧ-сигналов 3 соединен с первым входом блока стабилизации частоты 7 и через выходной внешний разъем генератора испытательных СВЧ-сигналов 4 с первым входом смесителя фазовой автоподстройки частоты 18, второй вход которого соединен с входом делителя сигналов СВЧ 25, первый и второй выходы которого соединены с вторыми входами испытуемого СВЧ смесителя 24 и опорного СВЧ смесителя 26 соответственно, выход смесителя фазовой автоподстройки частоты 18 соединен со вторым входом первого фазового детектора 19, выход которого соединен со входом генератора СВЧ 22, выход которого соединен со входом делителя сигналов СВЧ 25, а выход блока стабилизации частоты 7 соединен со входом гетеродина СВЧ 8, второй вход блока стабилизации частоты 7 соединен со вторым входом векторного вольтметра 11. In the four-port microwave parameter meter 1, the output of the microwave test signal generator 3 is connected to the moving contact of the first switch 5, the first fixed contact of which is connected to the first input contact of the first directional coupler 9, the second output contact of which is connected to the first input contact of the third directional coupler 12, the second the output contact of which, through the first port 15, is connected to the second fixed contact of the second switch 21, the first input of the microwave mixer under test 24 and the input of the microwave quadripole under test 16, the output of which, through the second port 17, is connected to the first input of the reference microwave mixer 26 and the second output of the fourth directional coupler 13, the first input of which is connected to the second output of the second directional coupler 10, the first input of which is connected to the second fixed contact of the first switch 5 and the matched load 6, the third outputs of the first 9, second 10, third 12 and fourth 13 directional couplers are connected to the first, the third, fourth and fifth inputs of the vector voltmeter 11, the second input of which is connected to the output of the microwave local oscillator 8, the output of the vector voltmeter 11 through the output external contact of the vector voltmeter 14 is connected to the third input of the control computer 40 of the two-channel superheterodyne receiver 2, the second input of which is connected to the output of the first signal ratio meter 23, the first input of which is connected to the moving contact of the second switch 21, the first fixed contact of which is connected to the second fixed contact of the fifth switch 31, as well as the first input of the intermediate frequency amplifier 32, the output of which is connected to the first input of the adjustable attenuator 33, the output of which connected to the second input of the first signal ratio meter 23 and the first fixed contact of the sixth switch 34, the output of the microwave mixer under test is connected to the moving contact of the third switch 27, the second fixed contact of which is connected to the moving contact of the fifth switch 31, the first fixed contact of which is connected to the first fixed the contact of the third switch 27 and the first fixed contact of the fourth switch 29, the moving contact of which is connected to the output of the reference microwave mixer 26, the second fixed contact of the fourth switch 29 is connected to the second fixed contact of the sixth switch 34, the moving contact of which is connected to the first input of the second intermediate frequency mixer 36 The first input of the second signal ratio meter 39 is connected to the output of the second intermediate frequency mixer 36, the second input of which is connected to the second input of the first intermediate frequency mixer 30 and the output of the second intermediate frequency generator 37, the second input of which is connected to the output of the second phase detector 38, the second input which is simultaneously connected to the output of the third intermediate frequency generator 42 and the second input of the second signal ratio meter 39, the output of which is connected to the first input of the control computer 40, the first output of which is connected to the input of the first control unit 35, the first and second outputs of which are connected to the second input intermediate frequency amplifier 32 and the second input of the adjustable attenuator 33, the output of which is connected to the moving contact of the switch 28, the fixed contact of which is connected to the second fixed contact of the fifth switch 31, the second output of the control computer 40 is connected to the input of the second control unit 41, the second output of which is connected to the first input of the second intermediate frequency generator 37, the first output of the second control unit 41 is connected to the input of the first intermediate frequency generator 20, the output of which is connected to the first input of the first intermediate frequency mixer 30, the output of which is connected to the first input of the second phase detector 38, the output of the test microwave generator -signals 3 is connected to the first input of the frequency stabilization unit 7 and through the external output connector of the microwave test signal generator 4 to the first input of the phase-locked loop mixer 18, the second input of which is connected to the input of the microwave signal divider 25, the first and second outputs of which are connected to the second inputs of the tested microwave mixer 24 and the reference microwave mixer 26, respectively, the output of the phase-locked loop mixer 18 is connected to the second input of the first phase detector 19, the output of which is connected to the input of the microwave generator 22, the output of which is connected to the input of the microwave signal divider 25, and the output of the stabilization unit frequency 7 is connected to the input of the microwave local oscillator 8, the second input of the frequency stabilization unit 7 is connected to the second input of the vector voltmeter 11.

Для реализации измерений коэффициентов отражения первого и второго входов испытуемого СВЧ смесителя 24 его присоединяют к первому 15 и второму 17 портам измерителя параметров четырехполюсников СВЧ 1 как испытуемый четырехполюсник без преобразования частоты. Устройство для измерения комплексных коэффициентов передачи и отражения четырехполюсников СВЧ с преобразованием частоты состоит из: измерителя параметров четырехполюсников СВЧ 1 и двухканального супергетеродинного приемника 2.To carry out measurements of the reflection coefficients of the first and second inputs of the tested microwave mixer 24, it is connected to the first 15 and second 17 ports of the microwave quadripole parameter meter 1 as a tested quadripole without frequency conversion. A device for measuring the complex transmission and reflection coefficients of microwave quadripoles with frequency conversion consists of: a parameter meter for microwave quadripoles 1 and a two-channel superheterodyne receiver 2.

Измеритель параметров четырехполюсников СВЧ 1 представляет самостоятельный прибор, предназначенный для измерения модуля и фазы комплексных коэффициентов передачи и отражения четырехполюсников СВЧ (например, 16 на чертеже) присоединяемых к первому 15 и второму 17 его портов. Измеритель параметров четырехполюсников СВЧ 1 имеет в своём составе генератор испытательных СВЧ сигналов 3 и два измерительных канала СВЧ каждый из которых содержит по 2 направленных ответвителя: 9 и 12, 10 и 13, соединённых по схеме рефлектометра. Подача испытательного СВЧ сигнала в каждый из двух СВЧ каналов происходит с помощью их коммутации первым переключателем 5, в первом положении подвижного контакта которого испытательный СВЧ сигнал, от генератора испытательных СВЧ сигналов 3 через первый неподвижный контакт первого переключателя 5 по тракту СВЧ через первичные каналы первого 9 и третьего 12 направленных ответвителей и первый выходной порт 15 поступает на первый вход испытуемого четырехполюсника СВЧ 16, проходит через него и с его выхода через второй порт 17 этот испытательный СВЧ сигнал через первичные каналы четвертого 13 и второго 10 направленных ответвителей поступает на второй неподвижный контакт первого переключателя 5, к которому присоединена согласованная нагрузка 6. По пути распространения в СВЧ тракте испытательный СВЧ сигнал, ответвленный вторичными каналами первого 9, и четвертого 13 направленных ответвителей и поступает на первый и пятый входы векторного вольтметра 11, в котором измеренные отношения уровней сигналов его первого и пятого входов по амплитуде и фазе определяют модуль и фазу комплексного коэффициента передачи испытуемого четырехполюсника 16 в прямом направлении от первого входа до второго выхода. Изменение направления подачи испытательного СВЧ сигнала путём перевода подвижного контакта первого переключателя 5 изменяет направление подачи испытательного СВЧ сигнала на обратное от второго контакта к первому контакту испытуемого четырехполюсника 16, аналогично измерения отношения сигналов по амплитуде и фазе со вторичных каналов второго 10 и третьего 12 направленных ответвителей, поданных на третий и четвертый входы векторного вольтметра 11, позволяет измерять модуль и фазу комплексного коэффициента передачи испытуемого четырехполюсника 16 в обратном направлении от его второго контакта к первому контакту . Microwave quadripole parameter meter 1 is an independent device designed to measure the modulus and phase of the complex transmission and reflection coefficients of microwave quadripoles (for example, 16 in the drawing) connected to the first 15 and second 17 of its ports. Microwave quadripole parameter meter 1 includes a microwave test signal generator 3 and two microwave measuring channels, each of which contains 2 directional couplers: 9 and 12, 10 and 13, connected according to a reflectometer circuit. The microwave test signal is supplied to each of the two microwave channels by switching them with the first switch 5, in the first position of the moving contact of which there is a microwave test signal, from the microwave test signal generator 3 through the first fixed contact of the first switch 5 along the microwave path through the primary channels of the first 9 and the third 12 directional couplers and the first output port 15 arrives at the first input of the tested four-port microwave 16, passes through it and from its output through the second port 17 this test microwave signal through the primary channels of the fourth 13 and second 10 directional couplers arrives at the second fixed contact of the first switch 5, to which a matched load 6 is connected. Along the path of propagation in the microwave path, the test microwave signal, branched by the secondary channels of the first 9 and fourth 13 directional couplers, is supplied to the first and fifth inputs of the vector voltmeter 11, in which the measured ratios of the signal levels of its first and the fifth inputs, in terms of amplitude and phase, determine the magnitude and phase of the complex transmission coefficient of the test quadripole 16 in the forward direction from the first input to the second output. Changing the direction of supply of the test microwave signal by moving the moving contact of the first switch 5 changes the direction of supply of the test microwave signal to the opposite direction from the second contact to the first contact of the test quadrupole 16, similar to measuring the ratio of signals in amplitude and phase from the secondary channels of the second 10 and third 12 directional couplers, supplied to the third and fourth inputs of the vector voltmeter 11, allows you to measure the magnitude and phase of the complex transmission coefficient of the tested two-terminal network 16 in the opposite direction from its second contact to the first contact.

Отношение уровней амплитуд сигналов со вторичных выходов первого 9 и третьего 12 направленных ответвителей определяет величину модуля и сдвига фаз коэффициента отражения входы испытуемого четырехполюсника 16, его матрицы рассеяния, отношение уровней амплитуд со вторичных каналов второго 10 и четвертого 13 направленных ответвителей на третьем и пятом входах векторного вольтметра 11 определяет величину модуля и сдвига фаз коэффициента отражения выхода испытуемого четырехполюсника 16.The ratio of the amplitude levels of the signals from the secondary outputs of the first 9 and third 12 directional couplers determines the magnitude and phase shift of the reflection coefficient of the inputs of the test quadripole 16, its scattering matrix, the ratio of the amplitude levels from the secondary channels of the second 10 and fourth 13 directional couplers at the third and fifth inputs of the vector voltmeter 11 determines the magnitude and phase shift of the reflection coefficient of the output of the tested quadripole 16.

Применение гетеродинного преобразования частоты в векторном вольтметре 11 позволяет повысить его чувствительность и существенно расширить динамический диапазон уровней измеряемых им сигналов. Гетеродинное преобразование частоты входных испытательных СВЧ сигналов в векторном вольтметре 11 осуществляется с помощью его гетеродина СВЧ 8, связанного по частоте с помощью блока стабилизации частоты 7 с частотой входных испытательных СВЧ сигналов таким образом, что образованная с его помощью разностная низкая промежуточная частота сигналов на которой работает векторный вольтметр 11, остаётся постоянной при перестройке частоты испытательных СВЧ сигналов в их рабочем диапазоне.The use of heterodyne frequency conversion in vector voltmeter 11 makes it possible to increase its sensitivity and significantly expand the dynamic range of the signal levels it measures. The heterodyne frequency conversion of the input microwave test signals in the vector voltmeter 11 is carried out using its microwave local oscillator 8, which is frequency-coupled by means of a frequency stabilization unit 7 with the frequency of the input microwave test signals in such a way that the difference low intermediate frequency of the signals formed with its help at which it operates vector voltmeter 11 remains constant when the frequency of the microwave test signals is adjusted in their operating range.

Испытуемые СВЧ смесители 24 имеют разные величины своих промежуточных частот, поэтому первая промежуточная частота , на которой работает испытуемый СВЧ смеситель в устройстве, сделана переменной. Её можно выбирать в широком диапазоне частот с помощью перестраиваемого по частоте первого генератора промежуточных частот 20.The microwave mixers 24 being tested have different values of their intermediate frequencies, so the first intermediate frequency , at which the tested microwave mixer in the device operates, is made variable. It can be selected over a wide frequency range using a frequency-tunable first intermediate frequency generator 20.

Управление частотой генератора испытательных СВЧ сигналов 3, измерителя параметров четырехполюсников СВЧ в его рабочим диапазоне частот осуществляется с помощью компьютера управления двухканального супергетеродинного приемника 2, имеющего внешнюю панель управления и выносной дисплей для отображения цифровой и графической информации. The frequency control of the generator of microwave test signals 3, the meter of parameters of microwave quadripoles in its operating frequency range is carried out using a control computer of a two-channel superheterodyne receiver 2, which has an external control panel and a remote display for displaying digital and graphic information.

С целью исключения влияния на результаты измерений и собственных S-параметров измерителя, проводят калибровку измерителя параметров четырехполюсников СВЧ 1, согласно одной из существующих методик, например [Agilent Application Note 1287-3 «Applying Error to Network Analyzer Measurements» Journal of Physics: Conference Series. DOI: 10.1088/1742-6596/1921/1/012122 – URL: https://www.researchgate.net/publication/352045738_Methods_and_models_of_calibration_of_vector_network_analyzers (дата обращения: 03.11.2022).]In order to exclude the influence of the meter’s own S-parameters on the measurement results, the meter of parameters of microwave quadripoles 1 is calibrated according to one of the existing methods, for example [Agilent Application Note 1287-3 “Applying Error to Network Analyzer Measurements” Journal of Physics: Conference Series . DOI: 10.1088/1742-6596/1921/1/012122 – URL: https://www.researchgate.net/publication/352045738_Methods_and_models_of_calibration_of_vector_network_analyzers (access date: 11/03/2022).]

После калибровки измеряют произведение (сумму если в дБ) коэффициентов передачи и суммы фазовых сдвигов, последовательно соединённых испытуемого 24 и опорного 26 СВЧ смесителей следующим образом. Испытательный СВЧ сигнал частотой от генератора испытательных СВЧ сигналов 3 через первый переключатель 5 в первом положении его подвижного контакта через первичные каналы направленный ответвитель 9 и 12 и первый порт 15 падают на первый (сигнальный) вход испытуемого смесителя 24, на второй (гетеродинный) вход которого поступает СВЧ сигнал с частотой от генератора СВЧ 22 выполняющего функцию гетеродина.After calibration, the product (sum if in dB) of the transmission coefficients and the sum of phase shifts of the test 24 and reference 26 microwave mixers in series is measured as follows. Microwave test signal frequency from the microwave test signal generator 3 through the first switch 5 in the first position of its movable contact through the primary channels, the directional coupler 9 and 12 and the first port 15 fall on the first (signal) input of the test mixer 24, the second (heterodyne) input of which receives a microwave signal with frequency from microwave generator 22 performing the function of a local oscillator.

Образованный в результате гетеродинного преобразования частоты в испытуемом смесителе 24 сигнал разностной первой промежуточной частоты с его выхода три через третий переключатель 27 в первом положении его подвижного контакта и четвертый переключатель 29 во втором положении его подвижного контакта подают на выход три, используемый как вход опорного СВЧ смесителя 26. В опорном СВЧ смесителе 26, в результате сложения сигнала первой промежуточной частоты , с сигналом от генератора СВЧ 22 с частотой поступающим на второй вход опорного СВЧ смесителя 26, получают сигнал, равный по частоте испытуемому СВЧ сигналу где, на первом ходе, используемом как выход опорного СВЧ смесителя 26. Этот сигнал с частотой подают через второй порт 17 и первичные каналы направленных ответвителей 13 и 10 на второй неподвижный контакт первого переключателя 5, которому присоединена согласованная нагрузка 6. На основании того, что испытуемый СВЧ смеситель 24, имеющий фазовый сдвиг и опорный СВЧ смеситель 26, имеющий фазовый сдвиг соединены последовательно, их фазовые сдвиги складываются. В результате чего получают общий фазовый сдвиг между первым 15 и вторым 17 портами измерителя параметров четырехполюсников СВЧ 1.The difference signal of the first intermediate frequency generated as a result of heterodyne frequency conversion in the tested mixer 24 from its output three, through the third switch 27 in the first position of its movable contact and the fourth switch 29 in the second position of its movable contact, is supplied to output three, used as the input of the reference microwave mixer 26. In the reference microwave mixer 26, as a result of the addition of the signal of the first intermediate frequency , with a signal from a microwave generator 22 with a frequency arriving at the second input of the reference microwave mixer 26, a signal is received equal in frequency to the microwave signal under test Where, on the first stroke, used as the output of the reference microwave mixer 26. This signal with a frequency supplied through the second port 17 and the primary channels of directional couplers 13 and 10 to the second fixed contact of the first switch 5, to which a matched load 6 is connected. Based on the fact that the tested microwave mixer 24, which has a phase shift and a reference microwave mixer 26 having a phase shift connected in series, their phase shifts add up. As a result, the overall phase shift is obtained between the first 15 and second 17 ports of the microwave quadripole parameter meter 1.

Аналогично перемножают (в дБ складывают) коэффициенты передачи (потери преобразования) испытуемого СВЧ смесителя 24, и опорного СВЧ смесителя 26,. В результате получают общий коэффициент передачи (в дБ сумму ) общие потери преобразования в случае диодных смесителей. Величину общего сдвига фаз и общих потерь преобразования между первым 15 и вторым 17 портами регистрируют по разности сдвигов фаз и отношению амплитуд сигналов, поступающих со вторичных каналов первого 9 и четвертого 13 направленных ответвителей на первый и пятый входы векторного вольтметра 11. Результаты измерений общего коэффициента передачи и общего сдвига фаз с выхода векторного вольтметра 11 через выходной внешний контакт векторного вольтметра 14 подают на третий вход компьютера управления 40, где их фиксируют в его памяти.Similarly, the transmission coefficients (conversion losses) of the tested microwave mixer 24 are multiplied (in dB added), and reference microwave mixer 26, . The result is the overall transmission coefficient (in dB amount ) total conversion losses in the case of diode mixers. The magnitude of the total phase shift and total conversion losses between the first 15 and second 17 ports is recorded by the difference in phase shifts and the ratio of the amplitudes of signals arriving from the secondary channels of the first 9 and fourth 13 directional couplers to the first and fifth inputs of the vector voltmeter 11. The results of measurements of the total transmission coefficient and general phase shift from the output of the vector voltmeter 11 through the output external contact of the vector voltmeter 14 is supplied to the third input of the control computer 40, where they are recorded in its memory.

Первая промежуточная частота образуется как разность частот сигналов от генератора испытательных СВЧ сигналов 3 с частотой и генератора СВЧ 22 чистотой которая задаётся первым генератором промежуточной частоты 20, с помощью системы первой фазовой автоподстройки частоты может выбираться любой в его широком диапазоне частот. Конкретно величина первой промежуточной частоты определяется промежуточной частотой испытуемого СВЧ смесителя и поддерживается постоянной с помощью первой системы фазовой автоподстройки частоты состоящей из смесителя фазовой автоподстройки частоты 18, первого фазового детектора 19 и первого генератора промежуточных частот 20, которая работает следующим образом: часть испытательного СВЧ сигнала с частотой от генератора испытательных СВЧ-сигналов 3, через выходной внешний разъем генератора испытательных СВЧ-сигналов 4 подают на первый вход смесителя фазовой автоподстройки частоты 18, на второй вход которого поступает сигнал от генератора СВЧ 22 с частотой . Сигнал разностной частоты с его выхода три подают на второй вход первого фазового детектора 19, в котором сравнивают по частоте и фазе сигналом от первого генератора промежуточных частот 20, подаваемом на его первый вход. Сигнал ошибки с выхода первого фазового детектора 19 поступает на вход генератора СВЧ 22, управляя его частотой так, что она с точностью до фазы отличается на величину первой промежуточной частоты от частоты генератора испытательных СВЧ-сигналов 3 во всём его рабочем диапазоне частот. Первый генератор промежуточной частоты 20 имеет кварцевую стабилизацию частоты, которая может автоматически перестраиваться (качаться) с помощью второго блока управления 41, в диапазоне частот ширина которого задаётся компьютером управления 40 с его пульта управления. First intermediate frequency is formed as the difference in frequencies of signals from the generator of test microwave signals 3 with a frequency and microwave generator 22 purity which is set by the first intermediate frequency generator 20, any one within its wide frequency range can be selected using the first phase-locked loop. Specifically, the value of the first intermediate frequency is determined by the intermediate frequency of the tested microwave mixer and is maintained constant using the first phase-locked loop system consisting of a phase-locked loop mixer 18, a first phase detector 19 and a first intermediate frequency generator 20, which operates as follows: part of the test microwave signal with frequency from the microwave test signal generator 3, through the external output connector of the microwave test signal generator 4, is supplied to the first input of the phase-locked loop mixer 18, the second input of which receives a signal from the microwave generator 22 with a frequency . Difference frequency signal from its output, three are supplied to the second input of the first phase detector 19, in which they are compared in frequency and phase with the signal from the first intermediate frequency generator 20 supplied to its first input. The error signal from the output of the first phase detector 19 is supplied to the input of the microwave generator 22, controlling its frequency so that it differs, up to phase, by the value of the first intermediate frequency on the frequency of the microwave test signal generator 3 over its entire operating frequency range. The first intermediate frequency generator 20 has a quartz frequency stabilization, which can be automatically tuned (oscillated) using the second control unit 41, in the frequency range of which the width is set by the control computer 40 from its control panel.

Величина первой промежуточной частоты носит переменный характер, поэтому для дальнейших измерений её сигналы преобразуют во вторую промежуточную частоту с помощью второй системы фазовой автоподстройки частоты, которая состоит из первого смесителя промежуточной частоты 30, второго 37 и третьего 42 генераторов промежуточных частот и второго фазового детектора 38 и работает следующим образом. Сигнал первой переменной промежуточной частоты (на которой работает испытуемый смеситель) с выхода первого генератора промежуточной частоты 20 подают на первый вход первого смесителя промежуточной частоты 30, на второй вход которого поступает вспомогательный сигнал со второго генератора промежуточной частоты 37 с частотой . Разность частот этих двух сигналов () равная второй постоянной промежуточной частоте c третьего выхода первого смесителя промежуточной частоты 30, подают на первый вход второго фазового детектора 38, на первый вход которого поступает сигнал от третьего (кварцевого) генератора промежуточной частоты 42, равный по величине второй промежуточной частоте . В результате сравнения этих двух сигналов по частоте и фазе в втором фазовом детекторе 38 сигнал ошибки с его выхода, подаваемый на второй вход второго генератора промежуточной частоты 37 управляет ей так, что она отличается от первой промежуточной частоты во всём её рабочем диапазоне на величину второй постоянной промежуточной частоты .Magnitude of the first intermediate frequency is variable in nature, therefore for further measurements its signals are converted to a second intermediate frequency using a second phase-locked loop system, which consists of a first intermediate frequency mixer 30, a second 37 and a third 42 intermediate frequency generators and a second phase detector 38 and operates as follows. First variable intermediate frequency signal (on which the mixer under test operates) from the output of the first intermediate frequency generator 20 is supplied to the first input of the first intermediate frequency mixer 30, the second input of which receives an auxiliary signal from the second intermediate frequency generator 37 with a frequency . The difference in frequencies of these two signals ( ) equal to the second constant intermediate frequency from the third output of the first intermediate frequency mixer 30, is fed to the first input of the second phase detector 38, the first input of which receives a signal from the third (quartz) intermediate frequency oscillator 42, equal in magnitude to the second intermediate frequency . As a result of comparing these two signals in frequency and phase in the second phase detector 38, the error signal from its output, supplied to the second input of the second intermediate frequency generator 37, controls it so that it differs from the first intermediate frequency throughout its entire operating range by the value of the second constant intermediate frequency .

В двухканальном супергетеродинном приемнике 2 с целью устранения амплитудно-фазовых погрешностей, возникающих при больших потерях преобразования испытуемого СВЧ смесителя, предусмотрена компенсация этих потерь с помощью включения в цепь его первой промежуточной частоты "устройства компенсации", состоящего из последовательно соединённых усилителя первой промежуточной частоты 32, регулируемого аттенюатора 33, которое работает следующим образом: испытательный СВЧ сигнал от генератора испытательных СВЧ-сигналов 3 через первый переключатель 5 в первом положении его подвижного контакта, и первичные каналы первого 9 и третьего 12 направленных ответвителей и первый порт 15 подают на первый вход испытуемого СВЧ смесителя 24, где его преобразуют в сигнал первой промежуточной частоты испытуемого СВЧ смесителя 24 с выхода три, который через третий 27 и пятый 31 переключатели во втором положении их подвижных контактов поступает на первый вход последовательно соединенных усилителя первой промежуточной частоты 32 и регулируемого аттенюатора 33 с выхода которого испытательный сигнал уже первой промежуточной частоты подают на второй вход первого измерителя отношений сигналов 23, на первый вход которого через второй переключатель 21 во втором положении его подвижного контакта поступает испытательный СВЧ сигнал первого входа испытуемого смесителя 24. В первом измерителе отношений сигналов 23 сигнал из первого и второго его входов сравниваются по амплитуде, а результат сравнения с его выхода подают на второй вход компьютера управления 40, который через первый блок управления 35 регулирует через их вторые входы коэффициенты усиления усилителя промежуточной частоты 32 и коэффициент ослабления регулируемого аттенюатора 33 так, чтобы уровни амплитуд сигналов на первом и втором входах первого измерителя отношений сигналов 23 были равными, что означает равенство общего коэффициента передачи «устройства компенсации» потерям преобразования испытуемого СВЧ смесителя 24.In the two-channel superheterodyne receiver 2, in order to eliminate amplitude-phase errors that arise from large conversion losses of the microwave mixer under test, compensation for these losses is provided by including in the circuit of its first intermediate frequency a “compensation device”, consisting of a series-connected amplifier of the first intermediate frequency 32, adjustable attenuator 33, which operates as follows: the microwave test signal from the microwave test signal generator 3 through the first switch 5 in the first position of its movable contact, and the primary channels of the first 9 and third 12 directional couplers and the first port 15 are supplied to the first input of the microwave under test mixer 24, where it is converted into a first intermediate frequency signal of the tested microwave mixer 24 from output three, which, through the third 27 and fifth 31 switches in the second position of their movable contacts, is supplied to the first input of a series-connected amplifier of the first intermediate frequency 32 and an adjustable attenuator 33 from the output of which the test signal is already the first intermediate frequency is supplied to the second input of the first signal ratio meter 23, the first input of which, through the second switch 21 in the second position of its movable contact, receives the microwave test signal of the first input of the mixer under test 24. In the first signal ratio meter 23, the signal from its first and second inputs are compared in amplitude , and the comparison result from its output is fed to the second input of the control computer 40, which, through the first control unit 35, regulates through their second inputs the gains of the intermediate frequency amplifier 32 and the attenuation coefficient of the adjustable attenuator 33 so that the amplitude levels of the signals at the first and second inputs of the first signal ratio meter 23 were equal, which means that the overall transmission coefficient of the “compensation device” is equal to the conversion losses of the tested microwave mixer 24.

Затем переводят подвижный контакт второго переключателя 21 в первое положение, а подвижные контакты третьего 27 и пятого 31 переключателей во второе положение их подвижных контактов и с помощью первого измерителя отношений сигналов 23 измеряют общий коэффициент передачи последовательно соединённых усилителя промежуточной частоты 32 и регулируемого аттенюатора 33 настроенных для устранения потери преобразования испытуемого СВЧ смесителя 24, которые затем записывают в память компьютера управления 40 через его второй вход для последующего исключения из результатов измерений при необходимости. Решение о применение устройства компенсации принимают по результатам определения потерь преобразования испытуемого СВЧ смесителя 24 после их измерения. Then the movable contact of the second switch 21 is moved to the first position, and the movable contacts of the third 27 and fifth 31 switches are moved to the second position of their movable contacts and the overall transmission coefficient is measured using the first signal ratio meter 23 a series-connected intermediate frequency amplifier 32 and an adjustable attenuator 33 configured to eliminate the conversion loss of the microwave mixer under test 24, which are then recorded in the memory of the control computer 40 through its second input for subsequent exclusion from the measurement results if necessary. The decision to use a compensation device is made based on the results of determining the conversion losses of the tested microwave mixer 24 after their measurement.

Затем определяют отношения модулей коэффициентов передачи и разности сдвигов фаз испытуемого 24 и опорного 26 СВЧ смесителей в компьютере 40 раздельно и поочередно. Then the ratios of the modules of the transmission coefficients and the difference in phase shifts of the test 24 and reference 26 microwave mixers are determined in the computer 40 separately and alternately.

Для этого испытательный сигнал первой промежуточной частоты подают: For this purpose, the test signal of the first intermediate frequency served:

один с третьего выхода испытуемого СВЧ смесителя 24, через третий переключатель 27 и пятый переключатель 31 во втором положение их подвижных контактов и включенный выключатель 28 через шестой переключатель 34 в первом положении его подвижного контакта, подают на первый вход второго смесителя промежуточной частоты 36.one from the third output of the tested microwave mixer 24, through the third switch 27 and the fifth switch 31 in the second position of their moving contacts and the switched on switch 28 through the sixth switch 34 in the first position of its moving contact, is supplied to the first input of the second intermediate frequency mixer 36.

Другой с третьего выхода опорного СВЧ смесителя 26 через четвертый переключатель 29 в первом положении его подвижного контакта и шестой переключатель 34 во втором положении его подвижного контакта также подают на первый выход второго смесителя промежуточной частоты 36. Очередность раздельного измерения, измерительного и опорного испытательных каналов первой промежуточной частоты определяется положением подвижного контакта шестого переключателя 34.The other from the third output of the reference microwave mixer 26 through the fourth switch 29 in the first position of its movable contact and the sixth switch 34 in the second position of its movable contact is also supplied to the first output of the second intermediate frequency mixer 36. The sequence of separate measurements, measuring and reference test channels of the first intermediate frequencies determined by the position of the moving contact of the sixth switch 34.

В случае применения устройства компенсации сигналы первой промежуточной частоты с третьего выхода испытуемого СВЧ смесителя 24 поступают на первый вход второго смесителя промежуточной частоты 36 через третий 27 и пятый 31 переключатели во втором положении их подвижных контактов, последовательно соединенные усилитель промежуточной частоты 32, регулируемый аттенюатор 33 и шестой переключатель 34 в первом положении его подвижного контакта на первый вход второго смесителя промежуточной частоты 36. In the case of using a compensation device, the signals of the first intermediate frequency from the third output of the tested microwave mixer 24 is supplied to the first input of the second intermediate frequency mixer 36 through the third 27 and fifth 31 switches in the second position of their movable contacts, a series-connected intermediate frequency amplifier 32, an adjustable attenuator 33 and a sixth switch 34 in the first position of its movable contact to the first input of the second intermediate frequency mixer 36.

Выключатель 28 во включенном состоянии блокирует последовательно соединённые усилитель промежуточной частоты 32 и регулируемый аттенюатор 33.Switch 28, when turned on, blocks the series-connected intermediate frequency amplifier 32 and adjustable attenuator 33.

Последующие измерения испытательного сигнала первой промежуточной частоты с третьих выходов испытуемого 24 и опорного 26 СВЧ смесителей проводят раздельно следующим образом:Subsequent measurements of the first intermediate frequency test signal from the third outputs of the test 24 and reference 26 microwave mixers are carried out separately as follows:

Для этого испытательные сигналы первой промежуточной частоты через подвижный контакт шестого переключателя 34 в первом либо во втором положение его подвижного контакта по очереди подают на первый вход второго смесителя промежуточной частоты 36 на второй вход которого поступает сигнал от второго генератора промежуточной частоты 37. В результате преобразования частоты в котором по формуле () получают сигналы второй промежуточной частоты . Дальнейшие измерения проводят путем сравнения амплитуды и фазы преобразованного по частоте испытательного сигнала второй промежуточной частоты от испытуемого 24 или опорного 26 СВЧ смесителей подаваемых на первый вход второго измерителя отношений сигналов 39, где их сравнивают по амплитуде и фазе с опорным сигналом второй промежуточной частоты , подаваемой на второй вход второго измерителя отношений сигналов 39 от третьего генератора промежуточной частоты 42.For this purpose, test signals of the first intermediate frequency through the movable contact of the sixth switch 34 in the first or second position of its movable contact in turn is supplied to the first input of the second intermediate frequency mixer 36, the second input of which receives a signal from the second intermediate frequency generator 37. As a result of frequency conversion in which according to the formula ( ) receive signals of the second intermediate frequency . Further measurements are carried out by comparing the amplitude and phase of the frequency-converted test signal of the second intermediate frequency from the test 24 or reference 26 microwave mixers supplied to the first input of the second signal ratio meter 39, where they are compared in amplitude and phase with the reference signal of the second intermediate frequency , supplied to the second input of the second signal ratio meter 39 from the third intermediate frequency generator 42.

Учитывая, что после калибровки измерителя комплексных параметров СВЧ четырехполюсников 1 уровни амплитуд и разности фаз между его портами 15 и 17 равны между собой, приписывают первому порту 15 амплитуду сигнала , а второму порту 17 амплитуду сигнала и Considering that after calibrating the meter of complex parameters of microwave quadripoles 1, the amplitude levels and phase differences between its ports 15 and 17 are equal to each other, assign the signal amplitude to the first port 15 , and the second port 17 signal amplitude And

Обозначают модуль коэффициента передачи испытуемого СВЧ смесителя его сдвиг фаз модуль коэффициента передачи опорного СВЧ смесителя 26 его сдвиг фаз , модуль коэффициента передачи третьего смесителя промежуточной частоты 36, его сдвиг фаз , коэффициент передачи усилителя промежуточной частоты 32 его сдвиг фаз , коэффициент передачи регулируемого аттенюаторa , его сдвиг фаз . Тогда амплитуда сигнала, при включенной системе компенсации, от первого порта 15 пришедшая к первому входу второго измерителя отношений сигналов 39 в первом положении подвижного контакта первого переключателя 5 будет составлять , а сдвиг фаз . Аналогично амплитуда сигнала от второго порта 17 во втором положении подвижного контакта первого переключателя 5 будет составлять , а фаз .Designate the modulus of the transmission coefficient of the microwave mixer being tested its phase shift transmission coefficient module of the reference microwave mixer 26 its phase shift , gain module of the third intermediate frequency mixer 36, its phase shift , intermediate frequency amplifier gain 32 its phase shift , gain of adjustable attenuator , its phase shift . Then the amplitude of the signal, with the compensation system turned on, from the first port 15 arriving at the first input of the second signal ratio meter 39 in the first position of the moving contact of the first switch 5 will be , and the phase shift . Similarly, the signal amplitude from the second port 17 in the second position of the movable contact of the first switch 5 will be , and phases .

В результате сравнения во втором измерители отношений сигналов 39, по амплитуде и фазе сигналов поступающих от первого порта 15 и второго порта 17 на его первый вход с опорным сигналом второй промежуточной частоты на выходе второго измерителя отношения сигналов 39 получают отношения сигналов с первого порта, 15 к амплитуде и фазе сигнала от третьего генератора промежуточных частот 42, , в виде: и разность сдвига фаз в виде (), аналогично получают отношение сигналов второго порта 17 к амплитуде и фазе сигналов от третьего генератора промежуточной частоты 42 в виде , в виде: и разность сдвига фаз в виде () полученные значения отношения амплитуд и разности фаз выхода второго измерителя отношений сигналов 39 от первого 15 и второго 17 портов подают в компьютер управления 40 через его первый вход, где их фиксируют в памяти. Затем в компьютере управления 40 вычисляют отношение коэффициентов передачи испытуемого 24 и опорного 26 СВЧ смесителей (учитывая, что ) в виде: As a result of comparison in the second signal ratio meters 39, in terms of amplitude and phase of the signals arriving from the first port 15 and the second port 17 to its first input with the reference signal of the second intermediate frequency at the output of the second signal ratio meter 39, the ratio of signals from the first port 15 to the amplitude and phase of the signal from the third intermediate frequency generator 42 is obtained, , as: and the phase shift difference in the form ( ) , similarly obtain the ratio of the signals from the second port 17 to the amplitude and phase of the signals from the third intermediate frequency generator 42 in the form , as: and the phase shift difference in the form ( ) the obtained values of the amplitude ratio and phase difference of the output of the second signal ratio meter 39 from the first 15 and second 17 ports are fed to the control computer 40 through its first input, where they are recorded in memory. Then, in the control computer 40, the ratio of the transmission coefficients of the test 24 and reference 26 microwave mixers is calculated (considering that ) as:

и разности сдвига фаз между испытуемым 24 и опорным 26 СВЧ смесителями в виде:and the phase shift difference between the test 24 and reference 26 microwave mixers in the form:

Значение ∆K и ∆φ фиксируется в памяти компьютера управления 40.The value of ∆K and ∆φ is recorded in the memory of the control computer 40.

При включенной (заблокированной ранее выключателем 28) системе компенсации, модули , и сдвиги фаз , в формулах отсутствуют.With the compensation system turned on (previously blocked by switch 28), the modules, and phase shifts, are not included in the formulas.

После измерения суммы и разности коэффициентов передачи и сдвигов фаз испытуемого 24 и опорного 26 СВЧ смесителей вычисляют абсолютный коэффициент передачи и абсолютный сдвиг фаз испытуемого 24 СВЧ смесителя. Расчёты которых проводят следующим образом.After measuring the sum and difference of the transmission coefficients and phase shifts of the tested 24 and reference 26 microwave mixers, the absolute transmission coefficient and the absolute phase shift of the tested 24 microwave mixer are calculated. The calculations are carried out as follows.

В памяти компьютера управления 40 имеются ранее измеренные произведения (сумма в дБ) коэффициентов передачи , полученные в результате последовательного соединения испытуемого 24 и опорного 26 СВЧ смесителей. А также отношение коэффициентов передачи , полученные в результате параллельных измерений испытуемого 24 и опорного 26 СВЧ смесителей. В компьютере управления 40 решается система уравнений:The memory of the control computer 40 contains previously measured products (sum in dB) of transmission coefficients , obtained as a result of the serial connection of the test 24 and reference 26 microwave mixers. And also the ratio of transmission coefficients , obtained as a result of parallel measurements of the test 24 and reference 26 microwave mixers. The control computer 40 solves the system of equations:

в результате решения которой находят абсолютные (истинные) значения модулей коэффициентов передачи испытуемого и опорного смесителя и соответственноas a result of solving which one finds the absolute (true) values of the modules of the transmission coefficients of the tested and reference mixer and, accordingly

В памяти компьютера управления 40 имеется полученные результаты последовательного соединения испытуемого 24 и опорного 26 СВЧ смесителей значение суммы их сдвигов фаз и значение разности их сдвигов фаз полученные в результате параллельных измерений испытуемого 24 и опорного 26 СВЧ смесителей. в компьютере управления 40 решается система уравненийThe memory of the control computer 40 contains the results of the serial connection of the test 24 and reference 26 microwave mixers, the value of the sum of their phase shifts and the value of the difference between their phase shifts obtained as a result of parallel measurements of the test 24 and reference 26 microwave mixers. in the control computer 40 the system of equations is solved

в результате чего находят абсолютные значения фазовых сдвигов испытуемого 24 и опорного 26 СВЧ смесителей.As a result, the absolute values of the phase shifts of the test 24 and reference 26 microwave mixers are found.

Полученные абсолютные (истинные) значения модуля и фазы комплексного коэффициента передачи испытуемого СВЧ смесителя 24 и в виде цифровых величин выводят на экран компьютера управления 40, для выбранной частотной точки диапазона генератора испытательных СВЧ-сигналов 3 общее количество таких частотных точек, определяемой скоростью их измерения в компьютере управления 40 при качании частоты генератора испытательных СВЧ-сигналов 3. Время измерения в каждой частотной точке определяется скоростью процессов в компьютере управления 40. Общее количество таких точек при качании генератора испытательных СВЧ сигналов 9 в диапазоне частот наблюдают в панораме на экране компьютера 40 в виде амплитудно-частотных и фазочастотных характеристик испытуемого СВЧ смесителя 24.The obtained absolute (true) values of the module and phase of the complex transmission coefficient of the tested microwave mixer 24 and in the form of digital values are displayed on the screen of the control computer 40, for the selected frequency point of the range of the microwave test signal generator 3, the total number of such frequency points, determined by the speed of their measurement in control computer 40 when swinging the frequency of the microwave test signal generator 3. The measurement time at each frequency point is determined by the speed of processes in the control computer 40. The total number of such points when swinging the microwave test signal generator 9 in the frequency range is observed in a panorama on the computer screen 40 in the form amplitude-frequency and phase-frequency characteristics of the tested microwave mixer 24.

Возможно непосредственное наблюдение в панораме амплитудно-частотной и фазочастотной характеристик испытуемого СВЧ смесителя 24 при качании генератора испытательных СВЧ-сигналов 3 в его рабочем диапазоне частот, с помощью сравнения испытательных СВЧ сигналов прошедших испытуемый СВЧ смеситель 24 и преобразованных во втором смесителе промежуточной частоты 36 в сигналы второй промежуточной частоты , подаваемых с его третьего выхода на первый вход второго измерителя отношений сигналов 39 путем их сравнения в нём по амплитуде и фазе с сигналами такой же второй промежуточной частоты подаваемых на его второй вход от третьего генератора промежуточной частоты 42.It is possible to directly observe in a panorama the amplitude-frequency and phase-frequency characteristics of the tested microwave mixer 24 when swinging the generator of test microwave signals 3 in its operating frequency range, by comparing the test microwave signals passed through the tested microwave mixer 24 and converted into signals in the second intermediate frequency mixer 36 second intermediate frequency , supplied from its third output to the first input of the second signal ratio meter 39 by comparing them in amplitude and phase with signals of the same second intermediate frequency supplied to its second input from the third intermediate frequency generator 42.

При этом с целью исключения мешающего действия последовательно включённых в измерительную цепь усилителя промежуточной частоты 32 и регулируемого аттенюатора 33 их вход и выход соединяются вместе с выключателем 28 с выключенным источником питания усилителя 32.In this case, in order to eliminate the interfering effect of the intermediate frequency amplifier 32 and the adjustable attenuator 33 connected in series to the measuring circuit, their input and output are connected together with the switch 28 with the power supply of the amplifier 32 turned off.

Режим наблюдения в панораме амплитудно-частотных и фазочастотных характеристик комплексных коэффициентов передачи и измерения их модуля и сдвига фаз испытуемого СВЧ смесителя 24 в диапазоне его промежуточной частоты выполняется путём автоматического качания первого генератора промежуточной частоты 20 и синхронного с ним качания второго генератора промежуточной частоты 37, связанных общей системой автоподстройки частоты и общей системы автоматического качания их частот в диапазоне первой промежуточной частоты с помощью второго блока управления 41. Для осуществления этого режима испытательный сигнал первой промежуточной частоты с выхода три испытуемого СВЧ смесителя 24 подают через третий 27 и пятый 31 переключатели, во втором положении их подвижных контактов, через замкнутый выключатель 28 и шестой переключатель 34 в первом положении его подвижного контакта на первый вход второго смесителя промежуточной частоты 36, на второй вход которого поступает сигнал третьей вспомогательной частоты от второго генератора промежуточной частоты 37. Образованный в нём путём преобразования частоты по формуле ) испытательный сигнал второй промежуточной частоты c его третьего выхода подают на первый вход второго измерителя отношений сигналов 39, на второй вход которого поступает опорный сигнал от третьего генератора промежуточной частоты 42. В результате сравнения по амплитуде и фазе во втором измерителе отношений сигналов 39, этих двух сигналов испытательного сигнала второй промежуточной частоты и опорного сигнала также второй промежуточной частоты информация в виде амплитудно-частотной и фазочастотной характеристики комплексных коэффициентов передачи, а также их модулей и сдвигов фаз в цифровом виде в диапазоне промежуточной частоты испытуемого СВЧ смесителя с выхода второго измерителя отношений сигналов 39 поступает на первый вход компьютера управления 40, где обрабатывается и воспроизводится на его экране.The observation mode in the panorama of the amplitude-frequency and phase-frequency characteristics of complex transmission coefficients and measurement of their modulus and the phase shift of the tested microwave mixer 24 in the range of its intermediate frequency is carried out by automatically swinging the first intermediate frequency generator 20 and synchronously swinging the second intermediate frequency generator 37, connected a general automatic frequency control system and a general system for automatically swinging their frequencies in the range of the first intermediate frequency using the second control unit 41. To implement this mode, the test signal of the first intermediate frequency from the output of the three tested microwave mixers 24 are supplied through the third 27 and fifth 31 switches, in the second position of their movable contacts, through the closed switch 28 and the sixth switch 34 in the first position of its movable contact to the first input of the second intermediate frequency mixer 36, to the second input of which the third auxiliary frequency signal arrives from the second intermediate frequency generator 37. Formed in it by frequency conversion according to the formula ) second intermediate frequency test signal from its third output is fed to the first input of the second signal ratio meter 39, the second input of which receives a reference signal from the third intermediate frequency generator 42. As a result of comparison in amplitude and phase in the second signal ratio meter 39, these two signals of the test signal of the second intermediate frequency and the reference signal also of the second intermediate frequency information in the form of amplitude-frequency and phase-frequency characteristics of complex transmission coefficients, as well as their modules and phase shifts in digital form in the intermediate frequency range of the microwave mixer under test from the output of the second signal ratio meter 39 is supplied to the first input of the control computer 40, where it is processed and reproduced on his screen.

Дополнительно измеритель параметров четырехполюсников СВЧ 1 позволяет определять и комплексные коэффициенты передачи и отражения от испытуемых четырехполюсников СВЧ. Для этого от его портов 15 и 17 отсоединяется двухканальный супергетеродинный приемник 2 и к ним присоединяется испытуемый четырехполюсник СВЧ 16. Для определения параметров четырехполюсника СВЧ 15 применяют два рефлектометра, один из которых образован системой встречно соединённых направленных ответвителей 9 и 12, а другой аналогичный, системой встречно включенных направленных ответвителей 10 и 13, сигналы со вторичных каналов которых преобразуют в постоянную промежуточную частоту, получаемую как разность между частотами сигналов от генератора испытательных СВЧ-сигналов 3 и гетеродина СВЧ 8 в векторном вольтметре 11.Additionally, the microwave quadripole parameters meter 1 allows you to determine the complex transmission and reflection coefficients from the tested microwave quadripoles. To do this, the two-channel superheterodyne receiver 2 is disconnected from its ports 15 and 17 and the tested quadripole microwave 16 is connected to them. To determine the parameters of the microwave quadripole 15, two reflectometers are used, one of which is formed by a system of back-to-back directional couplers 9 and 12, and the other is similar, by a system back-to-back directional couplers 10 and 13, the signals from the secondary channels of which are converted into a constant intermediate frequency, obtained as the difference between the frequencies of the signals from the microwave test signal generator 3 and the microwave local oscillator 8 in the vector voltmeter 11.

В первом положении подвижного контакта первого переключателя 5 при направлении подачи испытательного СВЧ сигнала от первого порта 15 к второму порту 17 измеряют комплексные коэффициенты передачи матрицы рассеяния первого входа испытуемого четырехполюсника 16, как отношение сигналов на первом и пятом входах векторного вольтметра 11, , а отношение сигналов на первом и четвёртом входах векторного вольтметра 11 как коэффициент отражения входа испытуемого четырехполюсника 16. In the first position of the movable contact of the first switch 5, when the direction of supply of the test microwave signal is from the first port 15 to the second port 17, the complex transfer coefficients of the scattering matrix of the first input of the test quadripole 16 are measured as the ratio of the signals at the first and fifth inputs of the vector voltmeter 11, , and the ratio of the signals at the first and fourth inputs of the vector voltmeter 11 as the input reflection coefficient test quadripole 16.

Во втором положении подвижного контакта первого переключателя 5 испытательный СВЧ сигнал подают на второй выход испытуемого четырехполюсника 16 и измеряют комплексный коэффициент передачи матрицы рассеяния как отношение сигналов на пятом и четвёртом входах векторного вольтметра 11, отношение сигналов на третьем и пятом входах векторного вольтметра 11 определяет его коэффициент отражения s22 выхода испытуемого четырехполюсника 16. In the second position of the movable contact of the first switch 5, the test microwave signal is supplied to the second output of the test quadripole 16 and the complex transmission coefficient of the scattering matrix is measured as the ratio of the signals at the fifth and fourth inputs of the vector voltmeter 11, the ratio of the signals at the third and fifth inputs of the vector voltmeter 11 determines its reflection coefficient s22 of the output of the test quadrupole 16.

Таким образом, предложенное техническое решение позволяет решить поставленную техническую задачу, является новым, имеет изобретательский уровень, а также промышленно применимо, т.е. удовлетворяет критериям, предъявляемым к изобретениям. Thus, the proposed technical solution allows us to solve the stated technical problem, is new, has an inventive step, and is also industrially applicable, i.e. meets the criteria for inventions.

Claims

A device for measuring complex transmission and reflection coefficients of microwave quadripoles with frequency conversion, containing a parameter meter for microwave quadripoles, consisting of a microwave test signal generator, a first switch, a matched load associated with the first switch, a microwave local oscillator, first, second, third and fourth directional couplers, a vector voltmeter, an external output contact of a vector voltmeter, the first and second ports of a four-terminal microwave parameter meter, a two-channel superheterodyne receiver consisting of a second switch, a microwave generator, a phase-locked loop mixer, a first phase detector, a first intermediate frequency generator, a first signal ratio meter , the microwave mixer under test, the microwave reference mixer, the third switch, the fourth switch, the first intermediate frequency mixer, the intermediate frequency amplifier, the adjustable attenuator, the fifth switch, the sixth switch, the second intermediate frequency mixer, the control computer, and the test quadrupole, while the output of the microwave test signal generator is connected to the moving contact of the first switch, the first fixed contact of which is connected to the first input contact of the first directional coupler, the second output contact of which is connected to the first input contact of the third directional coupler, the second output contact of which is connected through the first port to the second fixed the contact of the second switch, the first input of the microwave mixer under test and the input of the microwave quadripole under test, the output of which is connected through the second port to the first input of the reference microwave mixer and the second output of the fourth directional coupler, the first input of which is connected to the second output of the second directional coupler, the first input of which connected to the second fixed contact of the first switch and the matched load, the third outputs of the first, second, third and fourth directional couplers, connected to the first, third, fourth and fifth inputs of the vector voltmeter, the second input of which is connected to the output of the microwave local oscillator, the output of the vector voltmeter through the output the external contact of the vector voltmeter is connected to the third input of the control computer of the two-channel superheterodyne receiver, the second input of which is connected to the output of the first signal ratio meter, the first input of which is connected to the moving contact of the second switch, the first fixed contact of which is connected to the second fixed contact of the fifth switch, as well as the first the input of an intermediate frequency amplifier, the output of which is connected to the first input of an adjustable attenuator, the output of which is connected to the second input of the first signal ratio meter and the first fixed contact of the sixth switch, the output of the microwave mixer under test is connected to the moving contact of the third switch, the second fixed contact of which is connected to the moving the contact of the fifth switch, the first fixed contact of which is connected to the first fixed contact of the third switch and the first fixed contact of the fourth switch, the moving contact of which is connected to the output of the reference microwave mixer, the second fixed contact of the fourth switch is connected to the second fixed contact of the sixth switch, the moving contact of which is connected with the first input of the second intermediate frequency mixer, characterized in that additionally introduced: an external output connector of the microwave test signal generator, a frequency stabilization unit, a microwave signal divider, a switch, a second phase detector, the first and second control units, a second and third intermediate frequency generator, a second signal ratio meter, the first input of which is connected to the output a second intermediate frequency mixer, the second input of which is connected to the second input of the first intermediate frequency mixer and the output of the second intermediate frequency generator, the second input of which is connected to the output of the second phase detector, the second input of which is simultaneously connected to the output of the third intermediate frequency generator and the second input of the second ratio meter signals, the output of which is connected to the first input of the control computer, the first output of which is connected to the input of the first control unit, the first and second outputs of which are connected to the second input of the intermediate frequency amplifier and the second input of the adjustable attenuator, the output of which is connected to the moving contact of the switch, the fixed contact of which connected to the second fixed contact of the fifth switch, the second output of the control computer is connected to the input of the second control unit, the second output of which is connected to the first input of the second intermediate frequency generator, the first output of the second control unit is connected to the input of the first intermediate frequency generator, the output of which is connected to the first input the first intermediate frequency mixer, the output of which is connected to the first input of the second phase detector, the output of the microwave test signal generator is connected to the first input of the frequency stabilization unit and, through the external output connector of the microwave test signal generator, to the first input of the phase-locked loop mixer, the second input of which is connected with the input of the microwave signal divider, the first and second outputs of which are connected to the second inputs of the microwave mixer under test and the reference microwave mixer, respectively, the output of the phase-locked loop mixer is connected to the second input of the first phase detector, the output of which is connected to the input of the microwave generator, the output of which is connected with the input of the microwave signal divider, and the output of the frequency stabilization unit is connected to the input of the microwave local oscillator, the second input of the frequency stabilization unit is connected to the second input of the vector voltmeter.