ИЗМЕРИТЕЛЬ НАПРАВЛЕННОСТИ ОТВЕТВИТЕЛЕЙ

June 27, 2012 by admin Комментировать »

Саламатин В. В., Лукьянчук Г. А. Севастопольский национальный технический университет, Студенческий городок, Севастополь 99053, Украина тел.: (0692) 235258; e-mail: rt.sevgtu@stel.sebastopol.ua

Аннотация Рассмотрен метод измерения больших величин направленности ответвителей с помощью измерительной линии, включенной в разрыв кольцевого резонатора, возбуждаемого исследуемым направленным ответвителем. Получена расчетная формула для определения направленности по результатам измерения КСВ в кольцевом волноводе.

I.  Введение

Направленные ответвители (НО) широко используются в микроволновой измерительной технике. Недостаточная направленность НО является источником погрешности измерителей, поэтому при разработке направленных ответвителей стремятся достичь как можно большей направленности. Экспериментальное определение направленности таких ответвителей вызывает большие трудности. Это, в основном, связано с тем, что в измерительной практике используются, как правило, маломощные генераторы и чувствительность индикаторных устройств недостаточна для регистрации сигнала, ослабленного на 50н-60 дБ.

Предлагаемый метод измерения направленности основан на интерференции волн, ответвляемых в прямом и обратном направлениях, циркулирующих по замкнутому (кольцевому) волноводу резонатора бегущей волны (РБВ) [1].

II.  Основная часть

Функциональная схема микроволновой части измерителя представлена на рисунке 1.

гдеsin равен

sn +Si4Snrc /О-^пГг)’ Коэффициент отражения Гс определяет отражения от нагрузки использованной для калибровки, Uco и Uo -напряжения, измеряемые на детекторном измерителе мощности, настроенном на падающую волну, UCi и Ц напряжения, измеряемые на детекторных измерителях мощности, подключенных к плечам преобразователя при проведении калибровки и измерений соответственно.

В отличие от схемы, изложенной в [2] необходимо провести дополнительное умножение на |Sn4|2, |Sm4|2. Согласно методу регуляризации Тихонова [3] необходимо рассмотреть систему

Выбор параметра регуляризации был проведен с использованием принципа обобщенной невязки.

Исследовались волноводные образцовые нагрузки из комплекта прибора Р2-68 с KCBi = 2,0 и КСВг= 1,4. Проведено пять независимых циклов измерений

каждой из нагрузок на частотах Fn. За результат измерений бралось среднее из пяти значений, а за погрешность — максимальное отклонение от среднего. Для оценки фазы КО измерялись параметры этих же образцовых нагрузок: при их непосредственном подключении к установке (КСВ, 9) и через фазосдвигающий отрезок прямоугольного волновода длиной 50 мм (КСВ*, 9*). При измерениях с фазосдвигающим отрезком отсчетная плоскость численно смещалась на расстояние 50 мм. В таблице приведены результаты измерений. Фаза КО приведена для магнитной составляющей волны Ню.

Таблица Результаты измерения нагрузок с фазосдвигающим отрезком Table Results of measurements for loads with waveguide insertion

F,GHz

KCB0

КС В

КСВ*

9,

9*

VSWRo

VSWR

VSWR*

град

град

38

2,0

1,93

2,02

357

355

1,4

1,38

1,39

349

3,8

46

2,0

1,73

1,73

358

3,09

1,4

1,32

1,30

356

12,5

53

2,0

2,10

2,11

8,0

353

1,4

1,45

1,47

4,7

358

По результатам измерений получена погрешность определения КСВ, близкая к той, которая обеспечивается прибором Р2-68, т.е. 6КСВ = 5КСВ. Сдвиги по фазе отличались менее чем на 15°.

Проведены измерения комплексного КО от трех нестандартных подвижных нагрузок с l/П равным

0.           154; 0.5; 1.0. Измерялись положения отражателя, отстоящие друг от друга на 0,5 мм на трех частотах. По результатам исследований получены следующие погрешности: погрешность измерения модуля КО менее 15%, погрешность измерения известного сдвига фазы КО менее 15°. Как показали результаты исследований, основным источником погрешности измерений является неквадратичность характеристик диодных детекторных секций.

I.     Заключение

Обработка результатов измерений в двенадцатиполюсном векторном рефлектометре позволила заменить решение системы квадратных уравнений на систему линейных уравнений и воспользоваться аппаратом регуляризации Тихонова. Результаты тестирования разработанного измерителя комплексного КО показали его удовлетворительные характеристики в диапазоне 6-мм длин волн.

II.    Список литературы

[1]  Барташевский Е. П.. Карлов В. А. Векторный СВЧрефлектометр на основе четырехплечего делителя мощности // Электронная техника. Сер. 1. Электроника СВЧ. 1988. Вып.1 (415). С. 38-44.

[2]  Bates, R. Н. Т., М. J. McDonnel. "Image Restoration and Reconstruction," Clarendon Press, Oxford, 1986.

[3]  Tikhonov, A. N., and V. Y. Arsenin. "Solutions of III Posed Problems," New York: Winston-Wiley, 1977.

VECTOR CIRCUIT ANALYZER IN 6-MM WAVE RANGE

Drobakhin О. O., Gorev N. B., Karlov V. A., Kodzhespirova I. F., Privalov E. N.

Institute of Technical Mechanics of the National Academy of Sciences and the National Space Agency of Ukraine

15  Leshko-Popel St., Dnepropetrovsk 49005, Ukraine Phone: +38 0562 472533; E-mail: gorev@itm11 .dp.ua

Abstract The results of the development of a 48-53 GHz complex-reflectance meter are presented. The primary detector of the instrument is assembled based on an E-plane crossguide power divider.

I.  Introduction

6-      mm electromagnetic waves have found application in the organization of MVDS-type multipoint television program distribution systems and in diagnosis and therapy. The development of appropriate equipment calls for appropriate vector reflectometers to measure complex reflectance in a wide frequency band. Such reflectometer can be realized using four directional detectors of the R2-68 and a four-port E-plane cross-guide combiner-divider of complex signals.

II.  Main part

The traditional way of complex reflection coefficient measurements is based on use of a vector analyzer such as a six-port reflectometer with different successive reference loads to provide simultaneous solution of three quadratic equations. The reflectometers realize holographic approach with three reference signals [2], thus special system of linear equation can be formed. Six-port analyzer in 6-mm wave range on the basis of E-plane cross-junction of standard rectangular waveguides had been developed. This device divides the input power in four approximately equal parts. It serves simultaneously for summation of a signal under test with three reference signals obtained by dividing ofthe input signal.

Peculiarity of the cross-junction lies in an opportunity to evaluate scattering matrix elements using rigorous electrodynamic methods [1]. The cross-junction has rather smooth frequency characteristics in whole work band of rectangular waveguide. As a result, only the coefficients of detector characteristics should be determined by calibration. It is clear that the matched load is most suitable for calibration.

Multiple reflections between device under test and transducer were taken into account by a new variable A4.

Holographic processing by Bates [2] replaces three quadratic equations to a linear algebraic system. Thus, the standard Tikhonov’s regularization [3] can be used for the linear system.

We practically determined regularization parameter from the best value for standard load with reflection coefficient that was approximately equal to reflection coefficient of load under test.

III.  Conclusion

Experimental results have shown that E-plane crossjunction may be successively used for realization of 6-port vector reflectometer in 6-mm wave range. Holographic processing has some advantages in particular application of Tikhonov’s regularization.

Источник: Материалы Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии», 2003г.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты