SU1737361A1 - Device for measuring parameters of signal reflected from input of microwave component - Google Patents
Device for measuring parameters of signal reflected from input of microwave component Download PDFInfo
- Publication number
- SU1737361A1 SU1737361A1 SU894772041A SU4772041A SU1737361A1 SU 1737361 A1 SU1737361 A1 SU 1737361A1 SU 894772041 A SU894772041 A SU 894772041A SU 4772041 A SU4772041 A SU 4772041A SU 1737361 A1 SU1737361 A1 SU 1737361A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- output
- sensor
- input
- adder
- sensors
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к измерительной технике СВЧ и может использоватьс дл контрол параметров антенн в процессе работы передатчика. Цель изобретени - повышение чувствительности. Устройство содержит микрополосковую измерительную линию с датчиками, подложка которой выполнена из электрического материала, СВЧ-генератор, соединенный с входом измерительной линии, каждый из датчиков содержит оптически св занные систему коллимирующих линз, вход которой вл етс входом датчика, фазовую чейку и фотодетектор , выход которого вл етс выходом датчика, причем вход каждого из датчиков через делитель света оптически св зан с лазером, измерительна лини выполнена трехсекционной, перва и втора секции линии выполнены из электрооптического материала , обладающего линейным электрооптическим эффектом, а треть секци - квадратичным, причем кажда из секций вл етс фазовой чейкой соответствующего по номеру датчика, поперечное сечение секции перпендикул рно оптической оси датчика, а электрические длины секций на частоте СВЧ-сигнала составл ют соответственно 90, 180 и более 360 эл. град., в каждый из датчиков между системой коллимирующих линз и фазовой чейкой введен пол ризатор, а между фотодетектором и фазовой чейкой - анализатор света, причем плоскости пол ризации анализатора света и пол ризатора взаимно перпендикул рны , выход первого датчика через усилитель св зан с первыми входами первого сумматора и первого делител напр жени , выход второго датчика через усилитель св зан с вторыми входами первого сумматора и первого делител напр жени , выход первого сумматора подключен к инвертирующему входу второго сумматора и первому входу второго делител напр жени , к второму входу второго сумматора через усилитель подключен выход третьего датчика, второй вход второго делител напр жени соединен с выходом второго сумматора, при этом к выходу первого делител напр жени подключен индикатор фазы, к выходу второго делител напр жени - индикатор модул коэффициента отражени . 2 ил. (Л С vi со XI 00 оThe invention relates to microwave measurement technology and can be used to monitor antenna parameters during transmitter operation. The purpose of the invention is to increase the sensitivity. The device contains a microstrip measuring line with sensors, the substrate of which is made of electrical material, a microwave generator connected to the input of the measuring line, each of the sensors contains an optically coupled collimating lens system, the input of which is the sensor input, a phase cell and a photodetector, the output of which is a sensor output, and the input of each sensor is optically coupled to the laser via a light divider, the measuring line is made in three sections, the first and second sections of the line are Electro-optic material with a linear electro-optic effect, and a third section is quadratic, each section being a phase cell of a corresponding sensor number, the cross section of the section perpendicular to the optical axis of the sensor, and the electrical lengths of the sections at the microwave signal frequency are respectively 90, 180 and more than 360 el. grad., a polarizer is inserted into each of the sensors between the collimating lens system and the phase cell, and a light analyzer between the photodetector and the phase cell, and the polarization planes of the light analyzer and polarizer are mutually perpendicular, the output of the first sensor through the amplifier is connected to the first the inputs of the first adder and the first voltage divider, the output of the second sensor through the amplifier is connected with the second inputs of the first adder and the first voltage divider, the output of the first adder is connected to the inverting input The output of the third sensor is connected to the second input of the second adder, the second input of the second voltage divider is connected to the output of the second adder, the phase indicator is connected to the output of the first voltage divider, the output of the second voltage divider voltages - reflectance modulus indicator. 2 Il. (L С vi с XI 00 о
Description
Изобретение относитс к измерительной технике СВЧ и может быть использовано дл контрол параметров антенны вThis invention relates to microwave measurement technology and can be used to monitor antenna parameters in
процессе работы передатчика, а также дл измерени модул и фазы коэффициента отражени и коэффициента сто чей волны в тракте.the transmitter operation, as well as for measuring the modulus and phase of the reflection coefficient and the standing wave ratio in the path.
Цель изобретени - повышение чувствительности .The purpose of the invention is to increase the sensitivity.
На фиг. 1 приведена структурна схема устройства дл измерени параметров сигнала , отраженного от входа СВЧ-элемента; на фиг. 2 - пример выполнени конструкции измерительной линии.FIG. 1 shows a block diagram of a device for measuring parameters of a signal reflected from an input of a microwave element; in fig. 2 shows an example of construction of a measuring line.
Устройство содержит источник когерен- тного света 1, делитель света 2, первый, второй и третий датчики 3-5, измерительную линию 6, СВЧ-генератор 7, исследуемый СВЧ-элемент 8, усилители 9-11, первый и второй делители 12, 13, первый и второй сумматоры 14, 15, индикатор 16 фазы и индикатор 17 модул коэффициента отражени . Каждый из датчиков содержит систему коллимирующих линз 18, вход которой вл етс входом датчика, пол ризатор 19, фазовую чейку 20, анализатор 21 и фотодетектор 22.The device contains a coherent light source 1, a light divider 2, the first, second and third sensors 3-5, measuring line 6, microwave generator 7, the microwave element 8 under study, amplifiers 9-11, first and second dividers 12, 13 , the first and second adders 14, 15, the phase indicator 16 and the reflectance modulus indicator 17. Each sensor includes a collimating lens system 18, the input of which is the sensor input, a polarizer 19, a phase cell 20, an analyzer 21, and a photo detector 22.
СВЧ-генератор 7 через измерительную линию 6, вдоль которой расположены датчики 3-5, св зан с входом исследуемого эле- мента 8. Источник когерентного света 1 через делитель света 2 оптически св зан с входом каждого из датчиков 3-5. В каждом датчике система коллимирующих линз 18 оптически св зана с фотодетектором 22, анализатором 21, фазовой чейкой 20 и пол ризатором 19. Выходы датчиков 3,4 через усилители 10 и 11 электрически св заны с первым сумматором 14 и первым делителем 12. Выход третьего датчика 5 через усили- тель 9 св зан с вторым сумматором 15, второй вход которого св зан с выходом первого сумматора 14. Выходы сумматоров 14, 15 св заны с входами второго делител 12, а выходы делителей 12 и 13 св заны соответственно с индикаторами 16 фазы и 17 модул коэффициента отражени .The microwave generator 7 through the measuring line 6, along which sensors 3-5 are located, is connected to the input of the element under study 8. The source of coherent light 1 through the light divider 2 is optically connected to the input of each of the sensors 3-5. In each sensor, a system of collimating lenses 18 is optically coupled to a photodetector 22, an analyzer 21, a phase cell 20, and a polarizer 19. The outputs of the sensors 3.4 are connected electrically through the amplifiers 10 and 11 to the first adder 14 and the first divider 12. The output of the third sensor 5 through amplifier 9 is connected to the second adder 15, the second input of which is connected to the output of the first adder 14. The outputs of the adders 14, 15 are connected to the inputs of the second divider 12, and the outputs of the dividers 12 and 13 are connected respectively to the phase indicators 16 and 17 reflection coefficient modules.
Делитель света 2 предназначен дл делени светового луча на три луча равной интенсивности. Система, состо ща из по- л ризатора 19, фазовой чейки 20 и анализатора 21 служит дл получени на выходе фотодетектора 22 сигнала, пропорционального эффективному напр жению на электродах фазовой чейки 20. Назначение остальных элементов устройства пон тно из фиг. 1.The light divider 2 is designed to divide the light beam into three beams of equal intensity. A system consisting of a polarizer 19, a phase cell 20 and an analyzer 21 serves to produce at the output of the photodetector 22 a signal proportional to the effective voltage across the electrodes of the phase cell 20. The purpose of the other elements of the device is clear from FIG. one.
Устройство дл измерени параметров сигнала, отраженного от входа СВЧ-элемента , работает следующим образом. После включени СВЧ-генератора 7 вследствие частичного отражени от исследуемого СВЧ-элемента 8 в секци х измерительной линии 6 устанавливаетс режим смещенных волн. Луч когерентного света, генерируемый лазером 1, в делителе света 2 делитс на три луча равной интенсивности, которые поступают на оптические входы каждого датчика. После прохождени системы коллимирующих линз 18 и пол ризатора 19 линейно пол ризованный луч света поступает в фазовую чейку 20, представл ющую собой первую секцию измерительной линии 6, свет в которой распростран етс в направлении, параллельном направлению распространени СВЧ-волны.A device for measuring the parameters of the signal reflected from the input of the microwave element works as follows. After switching on the microwave generator 7, due to the partial reflection from the microwave element 8 under study, in the sections of the measuring line 6, the mode of the shifted waves is established. The coherent light beam generated by laser 1 in light divider 2 is divided into three beams of equal intensity, which are fed to the optical inputs of each sensor. After passing through the system of collimating lenses 18 and the polarizer 19, the linearly polarized light beam enters the phase cell 20, which is the first section of the measuring line 6, the light of which propagates in a direction parallel to the direction of propagation of the microwave wave.
Поскольку диэлектрические подложки секций 20 измерительной линии 6 выполнены из кристаллов, обладающих электрооптическим эффектом, то после их прохождени в результате взаимодействи с СВЧ-сигналом эксцентриситет эллипса пол ризации в них будет зависеть от эффективного напр жени вдоль кристалла.Since the dielectric substrates of sections 20 of the measuring line 6 are made of crystals having an electro-optical effect, after they pass as a result of interaction with the microwave signal, the eccentricity of the polarization ellipse in them will depend on the effective voltage along the crystal.
Анализатор 21 выдел ет одну из ортогональных составл ющих пол ризации .света, так что сигнал на выходе фотодетекторов 22 в датчиках 3, 4 будет пропорционален иэфф.The analyzer 21 selects one of the orthogonal components of the polarization of the light, so that the signal at the output of the photodetectors 22 in the sensors 3, 4 will be proportional to ieff.
Электрическа длина первой секции Д$1 л/2, поэтому сигнал с выхода первого датчика 3 будет пропорционаленThe electric length of the first section D $ 1 l / 2, therefore the signal from the output of the first sensor 3 will be proportional
r lyoPcOsVr lyoPcOsV
Ui UrUi Ur
где р - соответственно модуль и фаза коэффициента отражени (КО). Электрическа длина второй секции Д0 л, поэтому сигнал с выхода втйрого датчика 4 будет пропорционаленwhere p is the modulus and phase of the reflection coefficient (QD), respectively. The electric length of the second section is D0 l, so the signal from the output of the second sensor 4 will be proportional to
U2 UU2 U
2 161л12 п 2 161л12 п
sinsin
Л У Р L U R
где Dm - амплитуда напр жени в секции измерительной линии 6.where Dm is the voltage amplitude in the measuring line section 6.
В третьем датчике 5 измерительна секци выполнена на подложке из диэлектрика, обладающего квадратичным электрооптическим эффектом. В этом случае максимальное возможное значение величиныIn the third sensor 5, the measuring section is made on a dielectric substrate having a quadratic electro-optical effect. In this case, the maximum possible value of
иэфф и,(1 +И2)ieff and, (1 + I2)
и сигнал с выхода третьего датчика 5 будет равенand the signal from the output of the third sensor 5 will be equal to
и3 4г U, (1 - и2)u3 4g U, (1 - u2)
Усилители 11, 10 и 9 имеют коэффициентыAmplifiers 11, 10 and 9 have coefficients
ОССOSS
усилени 1,4, и , соответственно. Наgain 1.4, and, respectively. On
JTJt
выходе первого делител 12 формируетс сигнал, пропорциональный квадрату тангенса фазового угла коэффициента отражени , который поступает на индикатор 16 фазы коэффициента отражени , шкала которого проградуирована пропорционально корню квадратному из тангенса фазы и наThe output of the first divider 12 generates a signal proportional to the square of the tangent of the phase angle of the reflection coefficient, which is fed to the indicator 16 of the phase of the reflectance, the scale of which is graduated in proportion to the square root of the tangent of the phase and
нем индицируетс фазовый угол коэффициента отражени р.It displays the phase angle of the reflection coefficient p.
На выходе первого сумматора 14 фор/ мируетс сигнал, равный Us Ui + 4U2, аAt the output of the first adder 14 od / signals is equal to Us Ui + 4U2, and
сигнал на выходе второго сумматора 15 с одним инвертирующим входом будет равенthe signal at the output of the second adder 15 with one inverting input will be equal to
UU
л 256 U3l 256 u3
-1Н -4U2.-1H -4U2.
л4Ах l4Ah
Эти сигналы поступают на входы второго делител 13, сигнал с выхода которого равен квадрату модул коэффициента отражени .These signals are fed to the inputs of the second divider 13, the signal from the output of which is equal to the square of the reflection coefficient module.
Сигнал с выхода второго делител 13 поступает на индикатор 17, на котором индицируетс значение модул коэффициента отражени сигнала от измер емого СВЧ- элемента.The signal from the output of the second divider 13 is supplied to the indicator 17, on which the value of the modulus of the reflection coefficient of the signal from the measured microwave element is displayed.
Согласное направление распространени СВЧ-сигнала в секци х измерительной микрополосковой линии и световых лучей в диэлектрике измерительной линии во много раз по сравнению с прототипом увеличивают длину взаимодействи светового луча и СВЧ-сигнала в кристалле с электрооптическим эффектом. Это приводит к увеличению чувствительности, ибо даже при малой мощности СВЧ-сигнала эксцентриситет эллипса пол ризации света за счет взаимодействи света с сигналом при прохождении секций измерительной линии будет заметным и сигнал на выходе датчиков будет значительным .The consistent direction of propagation of the microwave signal in the sections of the measuring microstrip line and light rays in the dielectric of the measuring line many times in comparison with the prototype increases the length of the interaction of the light beam and the microwave signal in the crystal with an electro-optical effect. This leads to an increase in sensitivity, because even at low microwave power, the eccentricity of the ellipse of polarization of light due to the interaction of light with the signal when passing sections of the measuring line will be noticeable and the signal at the output of the sensors will be significant.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894772041A SU1737361A1 (en) | 1989-12-22 | 1989-12-22 | Device for measuring parameters of signal reflected from input of microwave component |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894772041A SU1737361A1 (en) | 1989-12-22 | 1989-12-22 | Device for measuring parameters of signal reflected from input of microwave component |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1737361A1 true SU1737361A1 (en) | 1992-05-30 |
Family
ID=21486132
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU894772041A SU1737361A1 (en) | 1989-12-22 | 1989-12-22 | Device for measuring parameters of signal reflected from input of microwave component |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1737361A1 (en) |
-
1989
- 1989-12-22 SU SU894772041A patent/SU1737361A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Стариков В.Д. Методы измерени на СВЧ с применением измерительной линии. М.: Советское радио, 1972, с. 62. Авторское свидетельство СССР Me 1328766, кл. G 01 R 27/26, 1985. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100243779B1 (en) | Electric field sensor | |
US4933629A (en) | Method and apparatus for optically measuring electric and magnetic quantities having an optical sensing head exhibiting the Pockel's and Faraday effects | |
US6285182B1 (en) | Electro-optic voltage sensor | |
EP0458255B1 (en) | Polarimetric directional field sensor | |
JPH08304430A (en) | Frequency shifter and optical displacement measuring apparatus using it | |
SU1737361A1 (en) | Device for measuring parameters of signal reflected from input of microwave component | |
US5737082A (en) | Method of electro-optical measurement for vector components of electric fields and an apparatus thereof | |
WO1989009413A1 (en) | Electro-optic probe | |
JP6989852B2 (en) | Electric field sensor | |
US5420686A (en) | Polarization interferometer optical voltage detector utilizing movement of interference fringe | |
RU2579541C1 (en) | Voltage meter based on pockels effect | |
JP3114104B2 (en) | Electric field sensor device using electro-optic effect | |
RU20586U1 (en) | DEVICE FOR MEASURING MODULE AND PHASE OF REFLECTING RATIO | |
JPS59166873A (en) | Optical applied voltage and electric field sensor | |
CN115267360B (en) | Electro-optic type electric field sensor based on crystal length modulation phase | |
JP3301324B2 (en) | Optical voltage / electric field sensor | |
SU1272258A1 (en) | Method and apparatus for measuring high voltage | |
JPH0522216B2 (en) | ||
KR860000389B1 (en) | Electric field detection apparatus | |
JP2568561B2 (en) | Optical interferometer | |
GB1570802A (en) | Measuring apparatus employing an electro-optic transducer | |
JPH0237545B2 (en) | HIKARINYORUDENKAI * JIKAISOKUTEIKI | |
Heino | Fiber optic high voltage probe | |
SU567966A1 (en) | Piezooptical measuring transducer | |
JPH08254495A (en) | Double refraction measuring device |