SU1282020A1 - Device for measuring absolute value and phase of reflection factor of microwave two-terminal network - Google Patents
Device for measuring absolute value and phase of reflection factor of microwave two-terminal network Download PDFInfo
- Publication number
- SU1282020A1 SU1282020A1 SU853879590A SU3879590A SU1282020A1 SU 1282020 A1 SU1282020 A1 SU 1282020A1 SU 853879590 A SU853879590 A SU 853879590A SU 3879590 A SU3879590 A SU 3879590A SU 1282020 A1 SU1282020 A1 SU 1282020A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- output
- microwave
- phase
- meter
- input
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Abstract
Изобретение и.б. использовано во встроенных автоматич. измерительных системах. Цель изобретени повышение точности измерений. Устр- во содержит СВЧ г-р 1, четырехзондо- вый датчик 2 полных сопротивлений, эл-ты св зи 5-8 датчика 2, четьфех- канальный СВЧ-коммутатор 9, блок управлени (БУ) 10, квадратичный детектор 11, полосовой фильтр 12 1-й гармоники частоты коммутащш, амплитудный детектор (АД) 13,управ- л емьй делитель 21 напр жени , индикатор 22, фазометр 23, индикатор 24 фазы, пороговый блок 25, исследуе- мый СВЧ-двухполюсник 4. Вновь введены управл емый СВЧ-фазовращатель 3, два полосовых фильтра 14 и 17 2-й гармоники частоты коммутации, АД 15 и 18, электронный ключ 16, измеритель 19 отношений БУ 20. 1 ил. I с Invention ib. used in embedded automat. measuring systems. The purpose of the invention is improving the accuracy of measurements. The device contains microwave rc 1, four-impedance sensor 2 of impedance, communication connection 5-8 sensor 2, four-channel microwave switch 9, control unit (CU) 10, quadratic detector 11, band-pass filter 12 1st harmonic commutation frequency, amplitude detector (BP) 13, control voltage divider 21, indicator 22, phase meter 23, phase indicator 24, threshold unit 25, microwave two-port investigated 4. Controlled again Microwave phase shifter 3, two band-pass filters 14 and 17 of the 2nd harmonic of the switching frequency, BP 15 and 18, electronic switch 16, meter 1 9 relations BU 20. 1 Il. I with
Description
oo
СХ)CX)
юYu
о юo you
1one
Изобретение относитс к радиоизмерительной технике и может быть использовано во встроенных автоматических измерительных системах.The invention relates to a radio measuring technique and can be used in embedded automatic measuring systems.
Цель изобретени - повышение точности измерений в полосе частот.The purpose of the invention is to improve the accuracy of measurements in the frequency band.
На чертеже приведена структурна электрическа схема устройства дл измерени модул и фазы коэффициента отражени СВЧ-двухполюсника..The drawing shows a structural electrical circuit of the device for measuring the modulus and phase of the reflection coefficient of a microwave two-pole network.
Устройство дл измерени модул и фазы коэффициента отражени СВЧ- двухполюсника содержит СВЧ-генера- тор 1, четьфехзондовьгй датчик 2 полных сопротивлений, управл емый СВЧ- фазовращатель 3 и исследуемый СВЧ- двухполюсник 4. Элементы св зи 5-8 четырехзондового датчика 2 полных сопротивлений, четырехканальный СВЧ коммутатор 9, первый блок 10 управлени , квадратичный детектор 11, полосовой фильтр 12 первой гармоники частоты коммутации, первый амплитудный детектор 13, первый полосовой фильтр 14 второй гармоники частоты коммута1Ц-1и, второй амплитудньш детектор 15, электронный ключ 16, второй полосовой фильтр 17 второй гармоники частоты коммутации, третий амплитудный детектор 18, измерительThe device for measuring the modulus and phase of the reflection coefficient of a microwave two-pole device comprises a microwave generator 1, four probes of the impedance sensor 2, a controlled microwave phase shifter 3, and a microwave two-pole device under study 4. Communication elements 5-8 of the four probe sensors of the two resistances four-channel microwave switch 9, first control unit 10, quadratic detector 11, band-pass filter 12 of the first harmonic of the switching frequency, first amplitude detector 13, first band-pass filter 14 of the second harmonic of the 1C-1i frequency, second amplitude nsh detector 15, the electronic key 16, a second bandpass filter 17 of the second harmonic of the switching frequency, the third amplitude detector 18, the meter
19 отношений, второй блок 20 управл ни , управл емый делитель 21 напр жни , индикатор 22, фазометр 23, инд катор 24 фазы, пороговьш блок 25.19 ratios, second control unit 20, controlled voltage divider 21, indicator 22, phase meter 23, phase indicator 24, threshold unit 25.
Устройство дл измерени модул Device for measuring the module
и фазы коэффи1щента отражени СВЧ- двухполюсника работает следуюш11м об разом.and the phase of the reflection coefficient of the microwave two-port operation works as follows.
Сигнал посто нной амплитуды (11) от СВЧ-генератора 1 поступает через четьфехзондовый датчик 2 и управл емый СВЧ-фазовращатель 3 к исследуемму СВЧ-двухполюснику 4.The signal of a constant amplitude (11) from the microwave generator 1 is fed through the four probe probe 2 and the controlled microwave phase shifter 3 to the microwave two-terminal 4 under study.
Отраженна волна интерферирует с падающей. Анализ распределени пол осуществл етс с помощью четырех элментов св зи 5-8 четырехзондового датчика 2, размещенных в различных сечени х таким образом, чтобы фазовые набеги между ними были равны на верхней частоте диапазона.The reflected wave interferes with the incident wave. The field distribution analysis is carried out using four communication links 5-8 of the four-probe sensor 2, placed in different sections so that the phase incursions between them are equal at the upper frequency of the range.
Четьфехканальный СВЧ-коммутатор по сигналу с первого выхода блока 1 периодически коммутирует с частотой 52 каждый из выходных сигналов эле- ментов св зи 5-8 четьфехзондового датчика 2 в канал. При этом н выходе,четьфехканапьного СВЧ-коммутThe four-channel microwave switch, according to the signal from the first output of unit 1, periodically switches at a frequency of 52 each of the output signals of the communication elements 5–8 of the five-probe probe 2 to the channel. In this case, the output, four-way microwave commutation
00
22
тора 9 получаетс сигнал в виде периодической последовательности радир- импульсов. Этот сигнал детектируетс квадратичным детектором 11, выходной сигнал которого вл етс периодической функ1щей.To torus 9, a signal is received in the form of a periodic sequence of radio pulses. This signal is detected by a square-law detector 11, the output of which is a periodic function.
Полосовой фильтр 12, настроенный на частоту SI , выдел ет первую гармонику выходного сигнала квадратичного детектора 11. Напр жение с выхода полосового фильтра 12 поступает на вход первого амплитудного детектора 13,-выходное напр жение которого зависит от частоты, и цри ее .уменьшении из- мен етс при посто нном коэффициенте отражени .The band-pass filter 12 tuned to the frequency SI separates the first harmonic of the output signal of the quadratic detector 11. The voltage output from the band-pass filter 12 is fed to the input of the first amplitude detector 13, the output voltage of which depends on the frequency, and its reduction from changes at a constant reflection coefficient.
Корректировка частотной зависимости проводитс следующим образом.The correction of the frequency dependence is carried out as follows.
Выходной сигнал квадратичного детектора 11 подаетс на вход первого полосового фильтра 14 второй гармоники , выходной сигнал которого детектируетс вторым амплитудным детектором 15.The output of the quadratic detector 11 is fed to the input of the first band-pass filter 14 of the second harmonic, the output of which is detected by the second amplitude detector 15.
Выходное напр жение второго амплитудного детектора 15 определ етс вы The output voltage of the second amplitude detector 15 is determined by you
ражением:razheniem:
и к к А.and to A.
тоthat
ъ Аъ And
(1)(one)
--
- -
коэффициент передачи первого полосового фильтра 14 второй гармоники на частоте 22;the transmission coefficient of the first band-pass filter 14 of the second harmonic at a frequency of 22;
коэффициент передачи второго амплитудного детектора 15;. the transmission coefficient of the second amplitude detector 15 ;.
+ Ь - амплитуда второй гармоники частоты коммутации; + B - amplitude of the second harmonic of the switching frequency;
а , bj - коэффициенты разложени в р д Фурье. Коэффициент а„ определ етс вьфа50 a, bj are the coefficients of the decomposition in the Fourier series. The coefficient a is determined by
4545
жением:life:
22
т t
U(t ) cos 2 5i tdt. (2)U (t) cos 2 5i tdt. (2)
Выражение дл U имеет вид:The expression for U is:
В ККзК.1),, |„-I IIn ККзК.1) ,, | „-I I
SinSin
ilil
COSCos
sin Ifsin If
J& 2J & 2
(3)(3)
где К - коэффициент пропорциональности .where K is the proportionality coefficient.
Из формулы (3) видно, что втора гармоника по вл етс только при час3It can be seen from formula (3) that the second harmonic appears only at hour 3
тотной расстройке, а при fi Д total disorder, and when fi D
0, так как0 since
10,ten,
1, 2) - Ц 1, 2) - C
Jr5 п cos --- - и. Jr5 n cos --- - and.
Но напр жение на выходе второго амплитудного детектора 15 зависит не только от частотной расстройкиBut the voltage at the output of the second amplitude detector 15 depends not only on the frequency detuning
, . ;j Jr J5 (члены sinq --- : cos -). но и -от о /, ; j Jr J5 (the members of sinq ---: cos -). but also from about /
модул I г| и фазы (член sin Ч) комплексного коэффициента отражени . Дл того, чтобы получить информацию только о частотной расстройке, необходимо зависимость от | г и f исключить.module I g | and the phase (member sin) of the complex reflection coefficient. In order to obtain information only about the frequency offset, the dependence on | r and f exclude.
Дп этого выходной сигнал квадратичного детектора 11 подаетс на электронный ключ 16, управление которым осуществл етс с третьего выхода блока 10 управлени , электронный ключ открываетс только на врем , когда на выходе квадратичного детектора 11 по вл ютс напр жени B-J, Bj (сигналы с элементов 6 и 7 св зи четырехзондового датчика 2). При этом выходной сигнал (U ) электронного ключа 16 вл етс периодической функ1щей.Dp this output signal of the quadratic detector 11 is fed to the electronic key 16, which is controlled from the third output of the control unit 10, the electronic key opens only for the time when the voltage BJ, Bj appears on the output of the quadratic detector 11 (signals from elements 6 and 7 connections of the four-probe sensor 2). In this case, the output signal (U) of the electronic key 16 is a periodic function.
Второй полосовой фильтр 17 второй гармоники частоты коммутации выдел ет вторую гармонику сигнала Ug(t ). Выходной сигнал (U,,,) второ- То полосового фильтра 17 детектиру- 1етс третьим амплитудный детектором 18, напр жение на выходе которого имеет вид:The second band-pass filter 17 of the second harmonic of the switching frequency allocates the second harmonic of the signal Ug (t). The output signal (U ,,,) of the second band-pass filter 17 is detected by the third amplitude detector 18, the output voltage of which is:
,. ,
(4)(four)
коэффициент передачи второsecond transfer ratio
го ПОЛОСОВОГО фильтра второй гармоники 17 на частоте 2ьг;of the second harmonic band 17 filter at a frequency of 2y;
коэффициент передачи третьего амплитудного детектора 18;transmission coefficient of the third amplitude detector 18;
амплитуда второй гармоникиsecond harmonic amplitude
частоты коммутации, ажение (4) имеет вид:switching frequency, the reduction (4) has the form:
.|x. | x
. Ч. I I. Part I I
j(j (
, . ,35/5 jrji . , .jsin (-- sin4(., , 35/5 jrji. , .jsin (- sin4 (.
(5)(five)
Из выражени (5) видно, что напр жение на выходе третьего амплитудного детектгрра 18 зависит от частотнойFrom the expression (5) it can be seen that the voltage at the output of the third amplitude detector 18 depends on the frequency
. ЗЗГВ расстройки (член --- - ---) от мо8 8. ZZGV detuning (member --- - ---) from 8 8
дул |Г| и фазы (член sin Ч ) комплексного коэффициента отражени исследуемого СВЧ-двухполюсника 4. Следовательно сигнал, завис 1ций только от частотной расстройки, можно сформировать , если подать Ц на вход делимого измерител 19 отношений, а и j - на вход делител . Тогда выходное напр жение измерител отношений 19 с учетом выражений (3) и (5) имеет вид:blew | r | and the phases (the sin комплекс member) of the complex reflection coefficient of the microwave two-terminal 4 under investigation. Consequently, the signal, depending only on the frequency detuning, can be formed if you send C to the input of a divisible 19 ratio meter, and j to the divider input. Then the output voltage of the ratio meter 19, taking into account expressions (3) and (5), is:
I cos - тт iiSiiSi,J I cos - tt iiSiiSi, J
-J Т/-Т/-1У- l 4) -J T / -T / -1U- l 4)
1414
. JS. Js
sin ---- -- (6)sin ---- - (6)
где К - коэффициент передачи измерител 19 отношений. Из выражени (6) видно,чточлен 2 К.КК /К величина посто нна where K is the transfer coefficient of the meter 19 relations. From the expression (6) it can be seen that the 2K.KK / K term is constant.
а член I sin cos -т- /sin (-o о / оand a member of I sin cos -t- / sin (-o o / o
- I несет информацию о частот-/ 8- I carries information about frequency- / 8
ной расстройке. Каждому значению частоты в рабочем диапазоне соответ- ствует единственное значение . циентаNoah detuning. Each value of the frequency in the operating range corresponds to a single value. cient
JL.Jl.
8eight
5iS cos --355iS cos --35
. f 3W n X. f 3W n X
sin (-gg- )sin (-gg-)
00
a значит и единственное значениеa means and only value
. jiS коэффициента sin --- .. jiS of the sin coefficient ---.
Напр жение с выхода измерител 19 отношений подаетс в блок 20 управлени , который осуществл ет установку коэффициента передачи управл емого делител 21 напр жени в соответствии с формулой:The voltage from the output of the ratio meter 19 is supplied to the control unit 20, which sets the transmission coefficient of the controlled voltage divider 21 in accordance with the formula:
КTO
КсKc
ЗРНZRN
. lt&. lt &
sin -- (7)sin - (7)
где KO - коэффициент передачи управл емого делител 21 напр жени при А (о (S 1). Напр жение на выходе управл емо- го делител 21 нанр жени имеет вид:where KO is the transfer coefficient of the controlled voltage divider 21 at A (o (S 1). The output voltage of the controlled capacitor divider 21 of the voltage is:
55 и,, , .55 and ,,,.
is is
- cos 2 4 cos t - . (8 ) - cos 2 4 cos t -. (eight )
51285128
Это напр жение подаетс на инди- ч катор 22, шкала которого калибруетс непосредственно в значени х | т |.This voltage is applied to the indicator 22, the scale of which is calibrated directly to the values | t |
Из (8) видно, что погрешность измерени модул кошшексного- коэффициента отражени определ етс только частотным коэффициентом , т.е. в предлагаемом измерителе достигнуты така же точность измерени и широко- полосность, так и в известном, но без введени корректирующего канала, что значительно расшир ет его функциональные возможности, так как позвол ет использовать его дл цепейFrom (8) it can be seen that the measurement error of the Koshm – spec module of the reflection coefficient is determined only by the frequency coefficient, i.e. In the proposed meter, the same measurement accuracy and broadband are achieved, as well as in the well-known, but without the introduction of a correction channel, which greatly expands its functionality, since it allows it to be used for
встроенного контрол .built-in control.
Напр жение (U ) с выхода полосового фильтра 12 подаетс на вход фазометра 23, на опорный вход которого поступает опорное напр жение со второго выхода блока 10.Voltage (U) from the output of the bandpass filter 12 is applied to the input of the phase meter 23, to the reference input of which the reference voltage is supplied from the second output of the unit 10.
Сигнал с выхода фазометра 23 подаетс на индика.гор 24 фазы, шкала которого калибруетс непосредственно в значени х Ч .The output signal of the phase meter 23 is applied to the indication of the phase 24, the scale of which is calibrated directly to the values of H.
Если фаза коэсЬфициента отражени исследуемого СВЧ-двухполюсника 4 равна О , 180° или 360°, то напр жени If the phase of the reflection coefficient of the studied microwave two-terminal 4 is O, 180 ° or 360 °, then the voltage
иand
10ten
и , согласно выражени м (3) иand, according to expressions (3) and
и and
(5), обращаютс в нуль. Измеритель 19 отношений, из-за нулей на обоих входах, работать не будет. Следовательно , возникает неопределенность в определении частотной расстройки. Дл исключени этой неопределенности в измеритель введены пороговый блок 25 и управл емый СВЧ-фазо - вращатель 3 (дискретный). Сигнал (и j ) с выхода фазометра 23 кроме индикатора фазы поступает на порогоотличающеес тем, что-, . целью повышени точности измерений полосе частот, в него введены перв и второй полосовые фильтры второй(5) are zero. The meter 19 relations, because of the zeros on both inputs, will not work. Therefore, there is an uncertainty in the definition of the frequency detuning. To eliminate this uncertainty, a threshold unit 25 and a controlled microwave phase - rotator 3 (discrete) are introduced into the meter. The signal (and j) from the output of the phase meter 23, in addition to the phase indicator, is fed to the difference between what and,. the purpose of improving the measurement accuracy of the frequency band, the first and second bandpass filters of the second
вьй блок 25, который,если фаза иссле- 40 гармоники частоты коммутации, злакblock 25, which, if the phase of research is 40 harmonics of the switching frequency, cereal
дуемого СВЧ-двухполюсника 4 находитс в пределах О - 5% 175 - 185% 355 - 360°, вырабатывает сигнал (), который подаетс на управл ющий вход управл емого СВЧ-фазовра- щател 3. При этом сдвиг по фазе, вносимый управл емым СВЧ-фазовраща- телем 3, з величиваетс , например, наA microwaveable two-pole 4 is in the range of O - 5% 175 - 185% 355 - 360 °, produces a signal () that is fed to the control input of the controlled microwave phase switch 3. In this case, the phase shift introduced by the controlled The microwave phase shifter 3, 3 is amplified, for example, by
-г- , т.е. к фазе исследуемого СВЧ- двухполюсника добавл етс посто нна -g-, i.e. to the phase of the studied microwave two-pole is added a constant
ТГ величина, равна --45TG value, equal to --45
5050
2 При этом напр жени U2 With this voltage U
и,,, наand ,, on
тронный ютюч, второй и третий ампли тудные детекторы, измеритель отнош ний, второй блок управлени , порог вый блок и управл ем1з1й СВЧ-фазовращ тель, при этом входы первого и втор го полосовых фильтров второй гармо ки частоты коммутации - одного неп средственно, а другого через электронный ключ соединены с выходом квадратичного детектора, управл ющи вход электронного ключа подключен к третьему выходу первого блока управ лени , выходы полосовых фильтров вт рой гармоники частоты коммутации сa tronny yutuyuch, second and third amplitude detectors, a ratio meter, a second control unit, a threshold unit and a controlled microwave phase shifter, while the inputs of the first and second band-pass filters of the second harmonic of the switching frequency are one directly and the other The electronic key is connected to the output of the quadratic detector; the control inputs of the electronic key are connected to the third output of the first control unit; the outputs of the band-pass filters of the second harmonic of the switching frequency with
входах измерител 19 отношений отлич- 55 бтветственно-чере з второй и третий ны от нул . Таким образом полносч ью :амплитудные детекторы соединены с исключена неопределенность в определении частотной расстройки.The inputs of the meter 19 ratios are excellent, 55 bt respectively, through the second and third of us from zero. Thus, in full: the amplitude detectors are connected to the uncertainty in the determination of the frequency detuning.
входами измерител отношегшй, выход которого tiepes второй блок управлеthe inputs of the meter relate, the output of which tiepes the second control unit
Дп точного определени фазы коэффи- Щ1ента отражени исследуемого СВЧ-двух- полюсника 4 в этом случае следует из показаний на индикаторе 24 фазы, вычестьDp of accurate determination of the phase of the reflection coefficient of the microwave two-pole 4 under investigation in this case follows from the indications on the indicator 24 phases, subtract
2 2
зовращател 3 сигнализируетс , например , с помощью светодиода, устапов- . ленного непосредственно на папели индикатора 24 фазы.The driver 3 is signaled, for example, by means of a LED, set-up. directly on the folder indicator 24 phase.
Состо ние управл емого СВЧ-фа5Controlled Microwave Condition5
00
5five
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU853879590A SU1282020A1 (en) | 1985-04-03 | 1985-04-03 | Device for measuring absolute value and phase of reflection factor of microwave two-terminal network |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU853879590A SU1282020A1 (en) | 1985-04-03 | 1985-04-03 | Device for measuring absolute value and phase of reflection factor of microwave two-terminal network |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1282020A1 true SU1282020A1 (en) | 1987-01-07 |
Family
ID=21171439
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU853879590A SU1282020A1 (en) | 1985-04-03 | 1985-04-03 | Device for measuring absolute value and phase of reflection factor of microwave two-terminal network |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1282020A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103412209A (en) * | 2013-07-18 | 2013-11-27 | 西安理工大学 | Method for detecting mistuning degree of tuned filter |
-
1985
- 1985-04-03 SU SU853879590A patent/SU1282020A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 1191843, кл. G 01 R 27/06, 1984. Авторское свидетельство СССР № 1185267, кл. G 01 R 27/06, 1984. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103412209A (en) * | 2013-07-18 | 2013-11-27 | 西安理工大学 | Method for detecting mistuning degree of tuned filter |
CN103412209B (en) * | 2013-07-18 | 2015-09-30 | 西安理工大学 | A kind of off resonance degree detection method of tuned filter |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4303881A (en) | Multi-function A.C. power meter | |
SU1282020A1 (en) | Device for measuring absolute value and phase of reflection factor of microwave two-terminal network | |
SU1518803A1 (en) | Meter of complex coefficient of reflection | |
SU1318934A2 (en) | Device for measuring modulus and phase of complex reflectance of microwave two-terminal network | |
SU1418917A1 (en) | Cable length measuring apparatus | |
SU1317369A1 (en) | Device for measuring absolute value and phase of complex reflectance of microwave two-terminal network | |
SU1185267A1 (en) | Panoramic meter of module and phase of complex reflection factor | |
SU1534411A2 (en) | Apparatus for measuring amplitude-frequency characteristics | |
SU1092432A1 (en) | Method of measuring modulus and phase of uhf-device reflection and transmission coefficients | |
SU1215064A1 (en) | Apparatus for measuring signal-to-noise ratio | |
de Jong | Measuring the propagation time of coaxial cables used with GPS receivers | |
JP3036807B2 (en) | Reference signal transmission device | |
RU1793392C (en) | Reflectivity module and phase meter | |
SU821924A1 (en) | Electromagnetic flowmeter | |
SU1406548A2 (en) | Device for testing meters of extraneous amplitude modulation parameters | |
SU879507A1 (en) | Device for measuring four terminal network transmission coefficient | |
SU977935A1 (en) | Two-layer dielectric material coating thickness gauge | |
SU631841A1 (en) | Frequency deviation rate meter | |
SU600471A1 (en) | Arrangement for testing meter of group time delay | |
SU1688193A1 (en) | Meter of complex reflection coefficient | |
SU1350622A1 (en) | Device for meausuring modulus and phase of complex reflection factor of four-terminal network | |
SU758010A1 (en) | Automatic dielcometer | |
SU718801A1 (en) | Method of measuring amplitude-phase error of phase meters | |
SU767553A1 (en) | Testing set for preparing vibration measuring channels for field tests | |
SU935829A1 (en) | Device for piezo pickup remote checking |