SU277029A1 - Измеритель прямых и обратных потерь невзаимных четырехполюсников - Google Patents

Description

Невзаимные четырехполюсники, в которых использованы пpoдoльJГJ- и поперечно-намагниченные ферриты, получили широкое распространение в технике СВЧ как самосто тельные СВЧ-узлы, так. и в качестве составных элементов более сложмых узлов. Наиболее распространенными неззаимными четырехполюсниками  вл ютс  ферритовые вентили ,и независимые ферритозые фазовращатели.

В известных измерител х по основному авт:. св. N° 171032 в кольцевую систему включены д,ва высокочастотных переключател . К одним клеммам их подключают исследуемый невзаимный четырехполюсник, а к другим - произвольный четырехполюсник, потери которого одного пор дка с потер ми исследуемого четырехполюсника.

Однако известный измеритель имеет р д недостатков . Он позвол ет определ ть пр мые рпр и обратные Ровр потери с точностью до потерь в переключател х. Дл  определени  потерь в переключател х необходимо точно знать потери дополнительного взаимного четырехполюсника . Одновременное воспроизведение характеристик Рпр Робр в функции от частоты или напр женности управл ющего магнитного пол  невозможно из-за наличи  третьего переключател , коммутирующего энергию генератора.

устранение, во-первых, зависимости результатов измерени  Рдр и pojp от потерь в переключател х и потерь дополнительного взаимного четырехполюсника и, во-вторых, обеспечение одновременного панорамного воспроизведени  характеристик рпр и Робр

Дл  этого в предлагаемом измерителе вход измерительного тракта подключен к выходу генератора, выход измерительного тракта

и.меет согласованную нагрузку, к одним клеммам высокочастотных переключателей подключен исследуемый невзаимный четырехполюсник , а другие клзммы этих переключателей замкнуты накоротко.

Кроме того, между выходами кольцевого измерительного тракта и выходом генератора включено 3 дб гибридное соединение; в кольцевой измерительный тракт между общими клеммами высокочастотных переключателей и

ферритовыми вентил ми включены четыре однонаправленных ответвител  с детекторными секци ми, ориентированные попарно на парциальные волны, падающие на четырехполюсник и прощедщие через него. Выходы усилителей сигналов, снимаемых с детекторных секций , подключены ко входам измерител  сгтнощений через переключатель.

тиль 2, двухдетекторные датчики уровн  мощности 3, 4, высокочастотные переключатели 5, исследуемый невзаимнын четырехполюсник 6, согласованна  нагрузка 7, суммирующие каскады 8, усилители W, 11 и измеритель отнощений 12.

На фиг. 2 предстазлена функциональна  схема предлагаемого измерител , обеспечивающа  возможность одновременного воспроизведени  характеристик пр мых и обратных потерь. В эгу сле.му включены свип-генератор J3, о об гииридное сос.ишение 14, ферритовые вентили 1и, направленные ответвители ;о, ирнс1гтировапные на волны, падающие на чеЧшрслиолюсник , направленные ответвители 1/, ориентированные на волны, прондедшие через четырелполюсник, высокочастотные переключатели 16, исследуемый невзаимный четырехнолюсник jy, детекторные секции 2U, усилители сигналов 1, 22, , i4, снимаемых с детекторных секций, и измеритель отношений 25.

х1редлагаемый измеритель работает следующим ооразом.

с/нерги  генератора поступает в обычный измерительный тракт, оканчивающийс  согласованной нагрузкой. Клеммы а и а переключателей у замкнуты накоротко (соединены отрезком тракта).

j: a3HOCTb показаний измерител  отношений при подключении переключателей к исследуелюму четырехполюснику и при коротком замыкании их будет paisHa искомой величине рпр об) или f5o6p i.oo), npti этом она не зависит от 1потерь в самих переключател х.

|11ри раздельпом измерении рпр или Робр нет неооходимости создани  самого кольцевого измерительного теракта и двухкратного измерени  пОказаний измерител  отношений после лредварительной Калибров1ки его на О д6.

Режиму измерени  предшествует режим калибровки измерител  отношений. В этом режиме переключатели 5 устанавливаютс  в полол ени  а и а , а входные сигналы измерител  отношений (при условии квадратичного детектировани ) могут быть представлены на клемме в в виде Ui K.Pi, а на клемме г -

2 ,

где PI - величина мощности в измерительном тракте в месте расположени  датчика уровн  3; К--коэффициент передачи системы 3-

8-10; К. - коэффициент передачи системы 4-

9-115п - суммарный коэффициент передачи

переключателей 5.

Изменением коэффициента усилени  усилителей 10 или 11 измеритель отношений калибруетс  установкой на О дб. Это соответствует:

, т. е. ,

Если теперь переключатели 5 перевести в положени  б и б , то входные сигналы измерител  отношений ока кутс  равными на клемме в

Ui KP,

на клемме г U

iJ2 ,,,(1)

где в общем случае . Измеритель отношений (если его шкала нроградуирована в do) даст показание, разное следующему выражению:

Л/оf f

10 Ig -4- - 10 Ig 2)

/С

,

или с учетом (2) получаем

,(3/

т. е. отсчет по шкале измерител  отношений  вл етс  искомой величиной |3пр (дб).

Если исследуемый четырехнолюсник переориентировать или изменить направление управл ющего магнитного пол  (при наличии

электромагнита), то описанна  методика позволит измерить jioep (5б).

Таким ооразом, предлагаемый измеритель позвол ет не только устранить зависимость результатов измерени  рпр и Робр от потерь в

переключател х и исключить необходимость использовани  дополнительного четырехполюсника , по и значительно упростить как саму функциональную схему, так и методику измерени .

Автоматизаци  процесса измерени  рпр и (одновременное панорамное воспроизведение характеристик рпрИ,обр) достигаетс  следующим образом:

1.Одновременным распространением СВЧэнергии через исследуемый четырехполюсник

в двух противоположных направлени х.

2.Использованием информации о параметрах этих парциальных волн на входе и выходе четырехполюсника дл  целей измерени 

пр и обрДл  выполнени  нервого услови  необходим кольцевой измерительный тракт, в котором к выходу генератора должно быть подключено 3 д6 гибридное соединение, обеспечивающее одновременную запитку кольца с противоположных концов. Выделение же информации о параметрах парциональных волн обеспечиваетс  применением в качеегве датчиков уровн  мощности четырех сднонаправленных или двух двунаправленных ответвителей .

Ферритовые вентили дл  энергии генератора включены в пр мом направлении, а дл  парциальных волн, прошедших через четырехполюсник , - в обратном.

Это исключает циркул цию энергии- по измеритальному кольцу и св занные с ней погрешности измерени .

ление сигналов, пропорциональных при квадратном детектировании мощност м каждой парциальной волны на входе и выходе четырехполюсника . После этого необходимо использовать информацию о величинах этих сигналов дл  измерени  рпр и р обрМетодика измерени  следующа . Режиму измерени  предшествует режим калибровки измерител  отношений. В этом режиме переключатели 18 наход тс  в положени х а и а , а измеритель отношений с помощью переключател  26 поочередно подключаетс  к выходам усилителей 2i, 22 и 23, 24. .Сигналы на клеммах виг (как и в предыдущем случае) определ ютс  выражени ми (1), если ослабление первичного канала левого ответвител  17 учесть в величине ц. переходные ослаблени  левого ответвител  16 и правого ответвител  17 --в величинах К. и К..

Изменением коэффициента усилени  одного из усилителей 21 или 23 измеритель отношений калибруетс  на О дб. Аналогичны рассуждени  и в отношении сигналов на клеммах д и е, причем в этом положении переключател  26 измеритель отношений калибруетс  изменением коэффициента усилени  одного из усилителей 22 и 24.

Если теперь переключатели 18 перевести в положени  б и б , то показани  измерител  отношений в зависимости от положени  переключател  26 будут соответствовать р „р ) или Робр (б). Подачей выходного напр жени  измерител  отношений на отклон ющие пластины ЭЛТ, обеспечиваетс  панорамное воспроизведение характеристик р„р или Робр в функции от частоты или напр женности управл ющего магнитного пол . Дл  одновременного воспроизведени  этих характеристик переключатель 26 выпола ют в виде электронного коммутатора.

При использовании двунаправленных ответвителей общее число отзетствителей может быть уменьшено до двух.

Предмет изобретени 

Claims (2)

1.Измеритель пр .мых и обратных потерь невзаимных четырехполюсников по авт. св.

№ 171032, отличающийс  тем, что, с целью устранени  зависимости результатов измерени  от потерь в высокочастотных переключател х , вход измерительного тракта подключен

к выходу генератора, выход измерительного тракта имеет согласованную нагрузку, к одним клеммам высокочастотных переключателей подключен исследуемый невзаимный четырехполюсник , а другие клеммы этих переключателей замкнуты накоротко (соединены отрезком тракта).

2.Измеритель, по п. 1, отличающийс  тем, что, с целью обеспечени  возможности одновременного воспроизведени  характеристик

пр мых и обратных потерь, между входами кольцевого измерительного тракта и выходом генератора включено 3 дб гибридное соединение , в кольцевой измерительный тракт между общими клеммами высокочастотных переключателей и ферритовыми вентил ми включены четыре однонаправленных ответвител  с детекторными секци ми, ориентированные попарно на парциальные волны, падающие на четырехполюсник и прошедшие через него, а

выходы усилителей сигналов, снимаемых с детекторных секций, подключены ко входам измерител  отношении через переключатель.

Фиг.2