SU1018041A1 - Device for measuring phase shift - Google Patents

Device for measuring phase shift Download PDF

Info

Publication number
SU1018041A1
SU1018041A1 SU813365108A SU3365108A SU1018041A1 SU 1018041 A1 SU1018041 A1 SU 1018041A1 SU 813365108 A SU813365108 A SU 813365108A SU 3365108 A SU3365108 A SU 3365108A SU 1018041 A1 SU1018041 A1 SU 1018041A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
input
output
coherent light
light source
valve
Prior art date
Application number
SU813365108A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Алексеевич Головков
Дмитрий Антонович Калиникос
Александр Петрович Осипов
Original Assignee
Ленинградский Ордена Ленина Электротехнический Институт Им.В.И.Ульянова /Ленина/
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ленинградский Ордена Ленина Электротехнический Институт Им.В.И.Ульянова /Ленина/ filed Critical Ленинградский Ордена Ленина Электротехнический Институт Им.В.И.Ульянова /Ленина/
Priority to SU813365108A priority Critical patent/SU1018041A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1018041A1 publication Critical patent/SU1018041A1/en

Links

Landscapes

  • Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ФАЗОВОГО СДВИГА, содержащее высокочастотный генератор, соединенный с делителем мощности, к первому выходу которого последовательно подсоединены первый вентиль и первый источник когерентного света с модулирующим входом, оптически св занный через оптический фазовраьчатель с входом фазового детектора, выполненного в виде лавинного фотодиода с фильтром нижних частот и индикатором-на выходе, а к второму выходу делител  мощности подсоединен второй вентиль, соединенный с входной клеммой исследуемого СВЧ элемента, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерений, в него введен второй источник когерентного света, подключенный модулирующим входом к выходной клемме исследуеi мого СВЧ элемента и оптически св занный через оптический аттенюатор (Л с входом фазового детектора. с: сх о 4A DEVICE FOR MEASURING A PHASE SHIFT containing a high-frequency generator connected to a power splitter, the first valve and the first coherent light source with a modulating input optically coupled to the phase detector with an optical filter, which are made in the form of an avalanche photodiode low-frequency indicator and an output, and to the second output of the power splitter is connected a second valve connected to the input terminal of the investigated microwave ementa, characterized in that, in order to increase the measurement accuracy, it introduced a second coherent light source connected modulating input to an output terminal issleduei direct microwave element and optically coupled through an optical attenuator (A to an input of the phase detector from:. cx about 4

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть исполь зовано дл  измерени  фазовых характеристик радиоустройств на высоких и сверхвысоких частотах. Известно двухканальное устройство дл  измерени  разности фазовых характеристик высокочастотных и све високочастотных устройств, в которо дл  повышени  точности измерений канал опорных колебаний выполнен оптическим tlj. Недостатком данного устройства  вл етс  низка  точность измерени . Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  уст ройство, содержащее два канала высокочастотный измерительный с исследуемым СВЧ элементом и оптический канал опорных колебаний, высоко частотный генератор, делитель мощности , первый вентиль, источник когерентного света, выполненный с модулирующим входом (например,полупроводниковый лазер с модул цией смещением), где выполн етс  модул ци  опорного сигнала светового излучени  по интенсивности, оптически фазовращатель, оптический фазовый д тектор, выполненный в виде лавинного диода с фильтром нижних частот и индикатором на выходе, второй вентиль и согласующий элемент 2, Такое измерительное устройство обеспечивает возможность измерени  фазовых характеристик различных СВЧ устройств в широкой полосе частот, однако имеет существенный недостато заключающийс  в зависимости величин выходного сигнала не только от разн ти фаз колебаний, но и модул  коэффициента передачи исследуемого СВЧ элемента. Это обусловлено зависимос тью тока лавинного фотодиода от амплитуды действующего на нем высокочастотного напр жени , поступающего с исследуемого СВЧ элемента через согласующую цепь. Использование в измерительном канале регулируемого аттенюатора не позвол ет существенно повысить точность измерений ибо При изменении затухани  в высокочас тотных и сверхвысокочастотных аттенюаторах происходит изменение фазы высокочастотных колебаний из-за паразитных реактивностей, присутствую щих в схеме аттенюатора. Цель изобретени   вл етс  повышение точности измерени . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  измерени  фазового сдвига, содержащее высокочастотный генератор, соединенный с делителем мощности, к первому выход которого последовательно подсоедине ны первый вентиль и первый источник когерентного света с модулируюидим входом, оптически св занный 4..pi;-i оптический фазовращател. с входом фазового детектора, выполненного в виде лавинного фотодиода с фильтром нижних частот и индикатором на выходе , а к второму выходу делител  мощности подсоединен второй вентиль, соединенный с входной клеммой исследуемого СВЧ элемента, введен второй источник когерентного света, подключенный модулирующим входом к выходной клемме исследуемого СВЧ элемента , оптически св занный через оптический аттенюатор с входом фазового детектора. На чертеже приведена структурна  схема устройства. Устройство содержит высокочастотный генератор 1, делитель 2 мощности , первый вентиль 3, первый источник 4 когерентного света-с модулирующим входом, оптический фазовращатель 5, фазовый детектор 6, выполненный в виде лавинного фотодиода, фильтр 7 нижних частот, индикатор 8, второй вентиль 9, исследуемый СВЧ элемент 10, второй источник 11 когерентного света с модулирующим входом, оптический аттенюатор 12. Устройство работает следующим образом. Высокочастотный сигнал от генератора 1 поступает на вход делител  2 мощности. С первого выхода делител  2 мощности высокочастотный сигнал через первый вентиль 3 поступает на источник 4 когерентного света и осуществл ет модул цию светового излучени  по интенсивности опорными высокочастотными колебани ми. Источник 4 когерентного света генерирует высокостабнльный когерентный сигнал в оптическом диапазоне частот (луч света), который через оптический фазовращатель 5 поступает на вход фазового детектора б, выполненного в виде лавинного фотодиода. С второго выхода делител  2 мощности высокочастотный сигнал через второй вентиль 9 и исследуемый СВЧ элемент 10 поступает на модулирующий вход второго источника 11 когерентного света, идентичного с источником 4, и также осуществл ет модул цию излучени  по интенсивности колебани ми , прошедшими через исследуемый СВЧ элемент 10. Источник 11 когерентного света генерирует высокочастотный когерентный сигнал оптического диапазона (луч света), совпадающий по параметрам с сигналом источника 4, который через оптический аттенюатор 12 также поступает на фазовый детектор 6. Идентичные вентили 3 и 9 служат дл  разв зки и уменьшени  вли ни  отраженных волн. Фильтр 7 нижних частот служит дл  выделени  в токе лавинного фотодиода составл ющей, пропорциональной разности фаз между опорными колебани ми, которыми модулирован по интенсивности световой луч, генерируемый источником 4 в канале опорных колебаний, и колебани ми измерительного канала, которыми модулирован по интенсивности световой луч, генерируекый источником 11 когерентного излучени . Индикатор 8 служит дл  индицировани  фазоразност ного сигнала, оптический фазовргицатель 5 служит дл  калибровки устройства , а оптический аттенюатор 12 дл  выравнивани  интенсивности световых лучей источников 4 и 11 когерентного света. Ток лавинного фотодиода определиетс  действующим на нем напр жением Смещени  и интенсивностью его освещенности , котора  определ етс  световыми лучами, поступающими с оптического фазовращател  5 и оптического аттенюатора 12. Интенсивность этих световых лучей, в соответствии со сказанным, измен етс  в такт с опорными высокочастотными колебани ми измерительного канала, прошедшими через исследуемый СВЧ элемент 10 В результате.ток лавинного фотодиода содержит составл ющую, пропорциональную разности фаз между кол бани ми опорного и измеренного каналов . Эта составл юща  выдел етс . фильтром 7 нижних частот и индицируетс  на индикаторе 8. Использование второго источника 11 когерентного света и оптического аттенюатора 12 выгодно отличает предлагаемое устройство измерени  фазы от известного, так как в нем уменьшаетс  зависимость выходного сигнала устройства от модул  коэффициента передачи исследуемого СВЧ элемента. Это объ сн етс  тем, что если в качестве источника когерентного светового излучени  использовать инжекционные полупроводниковые лазеры, на которчле подаетс , посто нное напр жение смещени  и модулирующие СВЧ колебани , то соответствующим выбором режима-работы можно обеспечить 100%-Hyip модул цию светового излучени  в измерительном и опорном каналах. Среднюю интенсивность светового излучени в измерительном и опорном каналах можно выравн ть с помощью оптического аттенюатора, который не измен ет фазы ни оптического, ни , тем более, модулирующего это световое излучение СВЧ сигнала. В результате снижаетс  ошибка измерени  фазовых характеристик , что увеличивает сферу применени  измерительного устройства, повышает его прецизионность и устран ет необходимость разработки р да измерителей , имеющих близкие рабочие параметры .The invention relates to a measurement technique and can be used to measure the phase characteristics of radio devices at high and ultrahigh frequencies. A two-channel device for measuring the difference in phase characteristics of high-frequency and high-frequency devices is known, in which the reference oscillation channel is made with optical tlj to improve the measurement accuracy. The disadvantage of this device is low measurement accuracy. The closest in technical essence to the invention is a device containing two high-frequency measuring channels with a microwave element under study and an optical channel of reference oscillations, a high-frequency generator, a power divider, the first gate, a coherent light source made with a modulating input with modulation bias), where the intensity of the reference signal is modulated by intensity, optically phase shifter, optical phase detector made in the form of an avin diode with a low-pass filter and an output indicator, a second valve and a matching element 2. Such a measuring device makes it possible to measure the phase characteristics of various microwave devices in a wide frequency band; however, there is a significant drawback in the dependence of the output signal values not only on the phase difference oscillations, but also the module of the transmission coefficient of the investigated microwave element. This is due to the dependence of the current of the avalanche photodiode on the amplitude of the high-frequency voltage acting on it, coming from the microwave element under study through the matching circuit. The use of an adjustable attenuator in the measuring channel does not significantly improve the measurement accuracy, because when the attenuation changes in high-frequency and microwave attenuators, the phase of high-frequency oscillations changes due to the parasitic reactivities present in the attenuator circuit. The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy. This goal is achieved by the fact that a phase shift measuring device containing a high-frequency generator connected to a power splitter, to the first output of which are connected in series the first gate and the first coherent light source with a modulated input optically coupled 4..pi; -i optical phase shifter. With the input of a phase detector made in the form of an avalanche photodiode with a low-pass filter and an output indicator, and a second valve connected to the input terminal of the microwave element under study is connected to the second output of the power divider connected by a modulating input to the output terminal of the investigated element A microwave element optically coupled through an optical attenuator to the input of a phase detector. The drawing shows a block diagram of the device. The device contains a high-frequency generator 1, a power divider 2, the first valve 3, the first coherent light source 4 with a modulating input, an optical phase shifter 5, a phase detector 6 made in the form of an avalanche photodiode, a low-pass filter 7, an indicator 8, a second valve 9, the studied microwave element 10, the second source 11 of coherent light with a modulating input, an optical attenuator 12. The device operates as follows. The high-frequency signal from generator 1 is fed to the input of power divider 2. From the first output of the power divider 2, the high frequency signal through the first valve 3 is fed to the source 4 of coherent light and modulates the light emission in intensity by reference high frequency oscillations. The coherent light source 4 generates a highly stable coherent signal in the optical frequency range (light beam), which through the optical phase shifter 5 enters the input of the phase detector b, made in the form of an avalanche photodiode. From the second output of the power divider 2, the high-frequency signal through the second valve 9 and the microwave element 10 under study enters the modulating input of the second coherent light source 11, identical to the source 4, and also modulates the radiation in intensity by vibrations transmitted through the microwave element 10 The coherent light source 11 generates a high-frequency coherent signal of the optical range (light beam), which coincides in parameters with the signal of source 4, which through the optical attenuator 12 is also a post It detects a phase detector 6. Identical gates 3 and 9 serve to isolate and reduce the influence of reflected waves. The low-pass filter 7 serves to isolate a component in the avalanche photodiode current proportional to the phase difference between the reference oscillations, which are intensity-modulated, the light beam generated by the source 4 in the reference oscillation channel, and the intensity of the light beam, which is modulated by intensity a coherent radiation source 11. The indicator 8 serves to indicate the phase difference signal, the optical phase switch 5 serves to calibrate the device, and the optical attenuator 12 to equalize the intensity of the light beams of coherent light sources 4 and 11. The current of the avalanche photodiode is determined by the bias voltage acting on it and its intensity of illumination, which is determined by the light rays coming from the optical phase shifter 5 and the optical attenuator 12. The intensity of these light rays, in accordance with the above, varies in time with the reference high-frequency oscillations of the measuring channel passed through the microwave element under study 10. As a result, the current of the avalanche photodiode contains a component proportional to the phase difference between the peaks of the reference and measured channels. This component is highlighted. a low-pass filter 7 and is indicated on the indicator 8. The use of the second coherent light source 11 and the optical attenuator 12 favorably distinguishes the proposed phase measurement device from the known one, since it reduces the dependence of the output signal of the device on the gain modulus of the microwave element under study. This is due to the fact that if the injection semiconductor lasers are used as the source of coherent light radiation, the constant bias voltage and the modulating microwave oscillations are applied, then an appropriate choice of mode-operation can provide 100% Hyp modulation of the light radiation measuring and reference channels. The average light intensity in the measuring and reference channels can be equalized with the help of an optical attenuator, which does not change the phases of either the optical or, moreover, modulates the light of the microwave signal. As a result, the measurement error of the phase characteristics is reduced, which increases the scope of application of the measuring device, increases its precision and eliminates the need to develop a number of meters having similar operating parameters.

Claims (1)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ФАЗОВОГО СДВИГА, содержащее высокочастотный генератор, соединенный с делителем мощности, к первому выходу которого последовательно подсоедине- ны первый вентиль и первый источник когерентного света с модулирующим входом, оптически связанный через оптический фазовращатель с входом фазового детектора, выполненного в виде лавинного фотодиода с фильтром нижних частот и индикатором на выходе, а к второму выходу делителя мощности подсоединен второй вентиль, соединенный с входной клеммой исследуемого СВЧ элемента, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введен второй источник когерентного света, подключенный модулирующим входом к выходной клемме исследуемого СВЧ элемента и оптически свя- § занный через ортический аттенюатор с входом фазового детектора.DEVICE FOR PHASE SHIFT MEASUREMENT, comprising a high-frequency generator connected to a power divider, the first output of which is connected in series to the first valve and the first coherent light source with a modulating input, optically coupled through an optical phase shifter to the input of a phase detector made in the form of an avalanche photodiode with a low-pass filter and an indicator at the output, and a second valve connected to the input terminal of the microwave element under study is connected to the second output of the power divider, characterized in that, in order to increase the accuracy of measurements, a second coherent light source is introduced into it, connected by a modulating input to the output terminal of the microwave element under study and optically coupled through the orthic attenuator to the input of the phase detector. 101Θ041101Θ041
SU813365108A 1981-12-11 1981-12-11 Device for measuring phase shift SU1018041A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813365108A SU1018041A1 (en) 1981-12-11 1981-12-11 Device for measuring phase shift

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813365108A SU1018041A1 (en) 1981-12-11 1981-12-11 Device for measuring phase shift

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1018041A1 true SU1018041A1 (en) 1983-05-15

Family

ID=20986421

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU813365108A SU1018041A1 (en) 1981-12-11 1981-12-11 Device for measuring phase shift

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1018041A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство СССР № 720995, кл. G 01 R 25/02, 1977. 2. Авторское свидетельство СССР по за вке № 2995612/18-21, кл. G 01 R 25/02, 1980. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4403857A (en) Distance measuring device and method
US5491329A (en) Photodetecting apparatus having intensity tuneable light irradiating unit
CN111751845B (en) Laser radar frequency locking device and method for gas detection
SU1018041A1 (en) Device for measuring phase shift
JPH1062549A (en) Distance measuring equipment
SU958983A1 (en) Device for measuring phase
SU1285399A1 (en) Device for measuring phase characteristics
SU928248A1 (en) Device for measuring phase
RU2715347C1 (en) Fiber-optic voltage meter
SU943600A1 (en) Device for measuring phase shifts
SU1223164A1 (en) Apparatus for measuring phase characteristics
RU2115884C1 (en) Method of displacement measurement
SU636476A1 (en) Dielectric article thickness checking method
RU1784879C (en) Device for one mode fibre light guide chromatic dispersion measuring
SU1183922A1 (en) Apparatus for measuring phase shift of shf elements
Hollway et al. The reduction of errors in a precise microwave attenuator calibration system
SU834396A1 (en) Light range finder
SU1599652A1 (en) Laser light range finder
RU1793274C (en) Wave front local inclination detector
SU960548A1 (en) Device for determination of photo receiver frequency characteristic
SU1374049A1 (en) Light range finder with active reflector
SU1034497A1 (en) Speed measuring device
SU628751A1 (en) Light range finder
SU1476404A1 (en) Phase meter
SU883857A1 (en) Device for measuring signal lag time in photo-receivers