SU1659904A1 - Microwave circuit analyzer - Google Patents

Microwave circuit analyzer Download PDF

Info

Publication number
SU1659904A1
SU1659904A1 SU894640297A SU4640297A SU1659904A1 SU 1659904 A1 SU1659904 A1 SU 1659904A1 SU 894640297 A SU894640297 A SU 894640297A SU 4640297 A SU4640297 A SU 4640297A SU 1659904 A1 SU1659904 A1 SU 1659904A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
input
switch
signal
phase shifter
Prior art date
Application number
SU894640297A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Альберт Степанович Елизаров
Игорь Евстафьевич Грищукевич
Вадим Борисович Гайдук
Original Assignee
Минский радиотехнический институт
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 Минский радиотехнический институт filed Critical Минский радиотехнический институт
Priority to SU894640297A priority Critical patent/SU1659904A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1659904A1 publication Critical patent/SU1659904A1/en

Links

Abstract

Изобретение относитс  к радиоизмерительной технике. Цель изобретени  - повышение точности. Анализатор содержит г-р 1 качающейс  частоты, направленные ответвители 2 и 3, балансный модул тор 5, смесители б и 7, дискретный фазовращатель 8, исследуемую СВЧ-цепь 9, делитель 11 мощности , управл юще-вычислительный блок 12, коммутатор 15, г-р 17 модулирующего сигнала и синхронный детектор 19. Цель достигаетс  введением направленного от- ветвител  4, согласованной нагрузки 10, полосового фильтра 13, измерител  14 отношений , детектора 16 и управл емого усилител  18, с помощью которых отслеживаетс  изменение выходной мощности г-ра 1 в пределах всего диапазона частот путем формировани  управл ющего сигнала дл  автоматической регулировки его мощности, 1 ил.This invention relates to a radio measuring technique. The purpose of the invention is to improve accuracy. The analyzer contains grs 1 oscillating frequencies, directional couplers 2 and 3, a balanced modulator 5, mixers b and 7, a discrete phase shifter 8, the studied microwave circuit 9, a power divider 11, a control and computing unit 12, a switch 15, g - p 17 of the modulating signal and the synchronous detector 19. The goal is achieved by introducing the directional coupler 4, the matched load 10, the band-pass filter 13, the ratio meter 14, the detector 16 and the controlled amplifier 18, which are used to track the change in the output power of r-1 within all frequency range by generating a control signal to automatically adjust its power, 1 slug.

Description

Изобретение относитс  к радиоизмерительной технике и может быт.ь использовано дл  измерени  комплексных параметров СВЧ-цепей.The invention relates to a radio metering technique and can be used to measure the complex parameters of microwave circuits.

Цель изобретени  - повышение точности .The purpose of the invention is to improve accuracy.

На чертеже приведена структурна  схема анализатора СВЧ-цепей.The drawing shows a block diagram of a microwave circuit analyzer.

Анализатор СВЧ-цепей содержит генератор 1 качающейс  частоты, первый 2, второй 3 и третий 4 направленные ответвители, балансный модул тор 5, первый 6 и второй 7 смесители, дискретный фазовращатель 8, исследуемую СВЧ-цепь 9, согласованную нагрузку 10, делитель 11 мощности, управ- л юще-вычислительный блок 12, полосовой фильтр 13, измеритель 14 отношений, коммутатор. 15, детекторную секцию 16, генератор 17 модулирующего сигнала, управл емый усилитель 18, синхронный детектор 19,The microwave circuit analyzer contains a oscillating frequency generator 1, first 2, second 3 and third 4 directional couplers, balanced modulator 5, first 6 and second 7 mixers, discrete phase shifter 8, microwave circuit 9 under study, matched load 10, power divider 11 , control and computing unit 12, band-pass filter 13, meter 14 ratios, switch. 15, the detector section 16, the modulating signal generator 17, the controlled amplifier 18, the synchronous detector 19,

Анализатор СВЧ-цепей работает следующим образом.The analyzer microwave circuits works as follows.

Выходной сигнал генератора 1 частотой (о делитс  с помощью первого направленного ответвител  2 на две части, одна из которых  вл етс  опорным сигналом, а друга  - измерительным. В свою очередь , измерительный сигнал модулируют с помощью балансного модул тора 5 напр жением частоты Оо . При этом на выходе балансного модул тора 5 образуютс  различные спектральные составл ющие, в том числе (Оо +Оо и - Оо . Сама же несуща  оь будет подавлена за счет балансных свойств модул тора. Затем измерительный сигнал, частично отража сь от исследуемой СВЧ-цепи 9 и распростран  сь через нее, преобразуетс  в выходные сигналы вторичных каналов второго и третьо ел ю о о The output signal of oscillator 1 is frequency (o is divided by the first directional coupler 2 into two parts, one of which is the reference signal and the other is the measuring signal. In turn, the measuring signal is modulated with the help of a balanced modulator 5 with voltage Oo. At the output of the balanced modulator 5, various spectral components are formed, including (OO + OO and - OO. The carrier itself will be suppressed due to the balanced properties of the modulator. Then the measuring signal, partially reflected from the microwave frequency under study pi Referring 9 and propagates therethrough is converted into a secondary output signals of the second channels and eaten tert w of about

его направленных ответвителей 3 и 4. Эти сигналы подаютс  на первые входы первого и второго смесителей 6 и 7. Одновременно на вторые входы первого и второго смесителей 6 и 7 поступает опорный сигнал, предварительно разделенный пополам в делителе 11 и в каждой частотной точке, например УО , обретающий поочередно два значени  с равной амплитудой и фазой, сдвинутой на 90° (результат работы дискретного фазовращател  8), Поступающие на первый и второй смесители 6, 7 сигналы смешиваютс , и на их выходах образуютс  полезные сигналы, несущие информацию об измер емых параметрах с частотой QO , а также паразитные гармонические составл ющие . Далее сигналы с измерительной информацией поступают на входы коммутатора 15, управл емого от уп- равл юще-вычислительного блока 12, который поочередно подключает выходы первого и второго смесителей 6, 7 на входы измерител  14 и полосового фильтра 13. При этом за врем  нахождени  коммутатора 15 в одном из положений дискретный фазовращатель 8 половину этого времени находитс  в одном положении (поворот фазы проход щего через него сигнала на -45°), а половину времени - в другом (поворот фазы на +45°). Затем коммутатор 15 переключаетс  и на измеритель 14, а также на полосовой фильтр 13 подаетс  сигнал с другого смеси тел . Следовательно, в каждой частотной точке работы анализатора СВЧ-цепей формируютс  и подвергаютс  дальнейшей обработке четыре измерительных сигнала - по два с выхода каждого из смесителей, причем их амплитуды равныits directional couplers 3 and 4. These signals are fed to the first inputs of the first and second mixers 6 and 7. At the same time, the second inputs of the first and second mixers 6 and 7 receive a reference signal previously divided in half in divider 11 and at each frequency point, for example, OO alternately acquiring two values with equal amplitude and phase shifted by 90 ° (the result of operation of the discrete phase shifter 8). The signals fed to the first and second mixers 6, 7 are mixed, and useful outputs are generated at their outputs carrying the measured parameters with a frequency QO, and spurious harmonic components. Next, the signals with measurement information are fed to the inputs of the switch 15, controlled from the control and computing unit 12, which in turn connects the outputs of the first and second mixers 6, 7 to the inputs of the meter 14 and the band-pass filter 13. Moreover, during the stay of the switch 15 in one of the positions, the discrete phase shifter 8 half of this time is in one position (rotation of the signal passing through it by -45 °), and half the time in the other (rotation of phase by + 45 °). Then, the switch 15 switches to the meter 14, as well as a signal from another mixture of bodies to the band-pass filter 13. Consequently, at each frequency point of operation of the microwave circuit analyzer, four measuring signals are formed and subjected to further processing — two from the output of each of the mixers, and their amplitudes are equal

-Ei Е2 , -Ei E2,

Ev Ј2   Ev Ј2

где К - суммарный коэффициент передачи измерительного канала (определ етс  при калибровке);where K is the total transmission coefficient of the measuring channel (determined during calibration);

EI - амплитуда сигнала, поступающего с генератора 1;EI is the amplitude of the signal coming from generator 1;

Е2 - амплитуда сигнала, поступающего с генератора 17;E2 - the amplitude of the signal coming from the generator 17;

р - фазовый сдвиг между опорным и измерительным сигналами.p is the phase shift between the reference and measurement signals.

Первый и второй смесители 6 и 7 выполн ют также и роль амплитудных детекторов фазоманипулированного сигнала, который образуетс  за счет манипул ции фазы опорного сигнала при его прохождении через дискретный фазовращатель 8. Причем наличие сигнала, представл ющего собой результат амплитудного детектировани  фазоманипулированного сигнала, несложно продемонстрировать, исход  из следующего .,The first and second mixers 6 and 7 also play the role of amplitude detectors of the phase-shift signal, which is formed by manipulating the phase of the reference signal as it passes through the discrete phase shifter 8. Moreover, the presence of a signal that is the result of amplitude detection of the phase-shift signal is easy to demonstrate outcome of the following.,

Фазоманипулированные колебани  можно представить какPhase-manipulated oscillations can be represented as

Don Um on COS UAj t + #(t) Umon COS t)cOS fifot - Um on Sin 6(1) -SinftJot ,Don Um on COS UAj t + # (t) Umon COS t) cOS fifot - Um on Sin 6 (1) -SinftJot,

т е, мы получаем два амплитудно-манипули- рованных колебани , которые складываютс  в квадратуре При этом 6() измен етс te, we get two amplitude-manipulated oscillations that add up in quadrature. In this case, 6 () changes

в пределах от -л /4 до л /4. Так как cos л /4 cos(- л /4) то cos$ (t) const и конкретно при этих пределах измене- ни.  cos$(t) Vo/o С другой стороны, sin 6(1) раскладываетс  в р дranging from -l / 4 to l / 4. Since cos l / 4 cos (- l / 4), cos $ (t) const and specifically for these limits of change. cos $ (t) Vo / o On the other hand, sin 6 (1) is decomposed into a row

1one

sln(t)4/7rslrt9maxc(slnQt 4- sirOQt + ...)sln (t) 4 / 7rslrt9maxc (slnQt 4- sirOQt + ...)

2l

оabout

где Q -у - частота манипул ции выходного сигнала дискрентного фазов- ращател  8.where Q - y is the frequency of manipulation of the output signal of the discrete phase divider 8.

sin Фпахс Получаемsin Fpahs Get

sinflft) 2-- (sinQt + gSinSQ t+ -, .)sinflft) 2-- (sinQt + gSinSQ t + -,.)

Подставл   эти значени  в исходное выражение , получаем с учетом очевидных преобразованийSubstituting these values into the original expression, we obtain, taking into account the obvious transformations

,-vTu,, -vTu,

vf,,vf ,,

Uon Y j Upwocouifci - j cos( . + a ) +Uon Y j Upwocouifci - j cos (. + A) +

30thirty

+  11.«| (аь-й) (ub-3tlX + 11. “| (th) (ub-3tlX

coi( tn, -f 3ft ) +coi (tn, -f 3ft) +

Таким образом, мы получаем фактически спектр АМ-колебани , на который и реагирует первый или второй смеситель 6 или 7, выполн ющий роль амплитудного детектора ,Thus, we actually get the AM oscillation spectrum, to which the first or second mixer 6 or 7, which plays the role of an amplitude detector, reacts

Итак, гармоническа  составл юща  спектра выходного сигнала Q первого илиSo, the harmonic component of the output Q spectrum of the first or

второго смесител  6 или 7, а также р д ближайших ее высших гармоник ЗЙ, 5Q, 7Q, 9Q могут быть использованы как сигнал дл  автоматической регулировки мощности АРМ генератора 1, так как их величинаthe second mixer 6 or 7, as well as the series of its closest harmonics ZY, 5Q, 7Q, 9Q can be used as a signal to automatically adjust the power of the APM generator 1, since their value

зависит только от выходной мощности генератора 1, распростран ющейс  в опорном канале, и не зависит от изменений мощности в измерительном канале за счет подключени  различных исследуемых СВЧ-цепей.depends only on the output power of the generator 1, propagating in the reference channel, and does not depend on changes in the power in the measuring channel due to the connection of various microwave circuits under study.

При этом роль детектора выполн ют сами смесители без применени  дополнительных детекторных секций и направленного ответ- вител  петли АРМ, что повышает точность измерений и упрощает структуру СВЧ волноводного тракта,In this case, the role of the detector is performed by the mixers themselves without the use of additional detector sections and the directional response of the AWP loop, which improves the measurement accuracy and simplifies the structure of the microwave waveguide path,

Далее сигнал с выхода первого или второго смесител  6 или 7 попадает на вход полосового фильтра 13, полоса пропускани  которого включает частоты Q, 3Q 5Q и т.д.Further, the signal from the output of the first or second mixer 6 or 7 goes to the input of the bandpass filter 13, the passband of which includes frequencies Q, 3Q 5Q, etc.

до тех пор, пока составл юща  (2гн 1)- Q еще достаточно существенна с точки зрени  энергетической. Экспериментально установлено , что можно ограничитьс  значением 9 Q. Чтобы убедитьс  в том, что частота QH частота модул ции QO не вли ют друг на друга, достаточно их сравнить. Обычно Q 256 Гц, Оо 100.000 Гц Измеритель 14, на вход которого поступает сигнал с выходаas long as the component (2n 1) - Q is still quite significant from the energy point of view. It was established experimentally that it is possible to limit the value to 9 Q. To make sure that the QH frequency and the QO modulation frequency do not affect each other, it suffices to compare them. Usually Q 256 Hz, Оо 100.000 Hz Gauge 14, the input of which receives a signal from the output

смесител , имеет селективный вход, настроmixer has a selective input

енный на частоту модул ции QO . тем самым отфильтровываютс  различные паразитные гармоники и комбинации. По прохождении полосового фильтра 13 сигнал поступает на детекторную секцию 16, слу- жащую дл  детектировани  низкочастотного сигнала, превращени  его в посто нное напр жение, которым управл етс  управл емый усилитель 18. Сигнал с генератора 17, поступа  на управл емый усилитель 18, от- слеживает изменени  выходной мощности генератора 1 и поступает на вход АРМ генератора 1, а также на второй вход измерител  14, Так как мощность генератора 1QO modulation frequency. thus, various parasitic harmonics and combinations are filtered out. Upon passage of the bandpass filter 13, the signal enters the detector section 16, which is used to detect the low-frequency signal, turning it into a constant voltage, which is controlled by the controlled amplifier 18. The signal from the generator 17, fed to the controlled amplifier 18, is sent to monitors changes in the output power of the generator 1 and is fed to the input of the AWP generator 1, as well as to the second input of the meter 14, since the power of the generator 1

может в пределах всего диапазона частотcan within the entire frequency range

измен тьс  несколько раз, то система АРМ не может обеспечить в достаточной степени посто нство выходной мощности. Эти отклонени  устран ет использование измерител  14, выходной сигнал которого мен етс  в зависимости лишь от исследуемой СВЧ- цепи, но не от колебаний мощности генератора 1, так как эти изменени  привод т к изменени м сигнала с выхода управл емого усилител  18, а отношение сигналов с обеих входов измерител  14 не мен етс .change several times, then the AWS system cannot sufficiently provide constant output power. These deviations are eliminated by the use of a meter 14, the output of which varies depending only on the microwave circuit under study, but not on the oscillations of the power of generator 1, since these changes lead to changes in the signal from the output of controlled amplifier 18, and the ratio of signals from both inputs, meter 14 does not change.

С измерител  14 сигнал поступает на синхронный детектор 19, который детекто- риует синхронно с сигналом от генератора 17, и на выходе детектора 19 получаем по- .сто нные напр жени , несущие информацию об измер емых параметрах. Далее информаци  обрабатываетс  в управл ю- ще-вычислительном блоке 12 по известнымWith the meter 14, the signal arrives at the synchronous detector 19, which detects synchronously with the signal from the generator 17, and at the output of the detector 19 we obtain constant voltages carrying information about the measured parameters. The information is then processed in the control and computing unit 12 according to known

алгоритмам.algorithms.

Claims (1)

Формула изобретени  Анализатор СВЧ-цепей, содержащий последовательно соединенные генераторThe invention The analyzer microwave circuits, containing a series-connected generator . . качающейс  частоты и первый направлен ный ответвитель, ориентированный на па . oscillating frequency and the first directional coupler oriented to PA. 5 five 10ten 20 20 2525 30 35 30 35 0 0 4545 5050 дающую волну, выход вторичного канала которого соединен с входом дискретного фазовращател , генератор модулирующего сигнала, соединенный с модулирующим входом балансного модул тора и опорным входом синхронного детектора, управл ю- ще-вычислительный блок, первый выход которого соединен с входом управлени  частотой генератора качающейс  частоты, второй выход - с управл ющим входом коммутатора , третий выход - с управл ющим входом дискретного фазовращател , а вход - с выходом синхронного детектора, делитель мощности, первый выход которого соединен с первым входом первого смесител , и второй направленный ответвитель, выход первичного канала которого предназначен дл  подключени  исследуемой СВЧ-цепи. ориентированный на отраженную волну выход вторичного канала соединен с вторым входом первого смесител , о т л и(ч а- ю щ и и с   тем, что, с целью повышени  точности, выход коммутатора через введенные последовательно соединенные полосовой фильтр и детектор подсоединен к управл емому входу введенного управл емого усилител , управл ющий вход которого соединен с выходом генератора модулирующего сигнала, а выход-с первым входом введенного измерител  отношений и входом управлени  мощностью генератора качающейс  частоты, второй вход измерител  отношений соединен с выходом коммутатора, а выход - с сигнальным входом синхронного детектора, введен третий направленный ответвитель, вход первичного канала которого предназначен дл  подключени  выхода исследуемой СВЧ-цепи, к выходу первичного канала подсоединена введенна  согласованна  нагрузка, а ориентированный на падающую волну выход вторичного канала соединен с вторым входом введенного второго смесител , первый вход которого подключен к второму выходу делител  мощности, а выход - к второму входу коммутатора, при этом выход дискретного фазовращател  соединен с входом делител  мощности, а балансный модул тор включен между выходом первичного канала первого и входом первично.о канала второго направленных ответвителей.giving a wave, the output of the secondary channel of which is connected to the input of the discrete phase shifter; the second output is with the control input of the switch, the third output is with the control input of the discrete phase shifter, and the input is with the output of the synchronous detector, the power divider, the first output of which It is connected to the first input of the first mixer, and a second directional coupler, the output of the primary channel of which is intended to connect the microwave circuit under study. the reflected-wave oriented output of the secondary channel is connected to the second input of the first mixer, which is (in order to increase accuracy, the switch output is connected to a controlled one through the serially connected the input of the input controlled amplifier, whose control input is connected to the output of the modulating signal generator, and the output to the first input of the input ratio meter and the power control input of the sweeping frequency generator, the second input measurement The relationship body is connected to the switch output, and the output is connected to the signal input of the synchronous detector. channel is connected to the second input of the entered second mixer, the first input of which is connected to the second output of the power divider, and the output to the second input of the switch, while the output d discrete phase shifter is connected to an input power divider, a balanced modulator connected between the output of the first primary channel and the inlet channel pervichno.o second directional couplers.
SU894640297A 1989-01-19 1989-01-19 Microwave circuit analyzer SU1659904A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894640297A SU1659904A1 (en) 1989-01-19 1989-01-19 Microwave circuit analyzer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894640297A SU1659904A1 (en) 1989-01-19 1989-01-19 Microwave circuit analyzer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1659904A1 true SU1659904A1 (en) 1991-06-30

Family

ID=21424112

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894640297A SU1659904A1 (en) 1989-01-19 1989-01-19 Microwave circuit analyzer

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1659904A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2687850C1 (en) * 2018-03-20 2019-05-16 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный университет" (ФГБОУ ВО "КубГУ") Measuring device and method of determining complex transfer coefficients of microwave-mixers

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Microwavec and RF. - 1984, v. 23, 10, c.169-172. Авторское свидетельство СССР № 1540497, кл. G 01 R 27/04. 1988. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2687850C1 (en) * 2018-03-20 2019-05-16 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный университет" (ФГБОУ ВО "КубГУ") Measuring device and method of determining complex transfer coefficients of microwave-mixers

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3986113A (en) Two channel test instrument with active electronicphase shift means
US4447782A (en) Apparatus for automatic measurement of equivalent circuit parameters of piezoelectric resonators
SU1659904A1 (en) Microwave circuit analyzer
JPS5836310B2 (en) frequency counter
SU571768A1 (en) Device for checking phase-angle meters and voltmeters
US6169760B1 (en) Fast, highly accurate frequency measurement technique
SU1476397A1 (en) Method for measuring mean frequency variation rate and linearity of modulation characteristics of frequency-modulated oscillators
US2914670A (en) Frequency selective circuit
SU834564A1 (en) Device fr measuring fm signals frequency deviation
SU1092428A1 (en) Phase meter
RU1799474C (en) Spectrum analyzer
SU1282023A1 (en) Device for measuring parameters of microwave elements
SU1691775A1 (en) Method of determining phase-amplitude error of frequency conversion
SU1241140A1 (en) Device for measuring average rate of frequency change and linearity of modulation characteristics of frequency-modulated generators
SU1506372A1 (en) Method of indicating resonance frequency of measuring circuit
SU788042A1 (en) Device for determining phase-frequency errors of broad-band voltage dividers
SU1107068A1 (en) Device for measuring phase shift of four-terminal networks
SU365658A1 (en) ANALYZER OF THE AMPLITUDE AND PHASE OF HARMONIC NONRAYODIC STRESSES
SU822069A1 (en) Spectrum analyzer
SU773515A1 (en) Electric signal non-linear distortion meter
SU1756838A1 (en) Device for masuring parameters of phased array
SU1408204A1 (en) Instrument transducer
RU2039359C1 (en) Signal spectral analysis method
SU1075195A2 (en) Device for measuring amlitude frequency and phase frequency characteristics of four-terminal network
SU1638686A1 (en) Group time lag meter