АНАЛИЗ СВОЙСТВ СИММЕТРИЧНОГО ДВЕНАДЦАТИПОЛЮСНИКА

January 2, 2013 by admin Комментировать »

Трушкин А. Н. Севастопольский национальный технический университет Севастополь, 99053, Украина, Тел.: (0692) 235108, e-mail: RT.SevGTU@stel.sebastopol.ua

Аннотация – Проведен анализ электрических свойств симметричного двенадцатиполюсника. Получены соотношения, характеризующие степень фазовой асимметрии его коэффициентов матрицы рассеяния в зависимости от переходного ослабления.

I.                                       Введение

Анализ метрологических возможностей рефлек- тометрических измерителей коэффициентов матрицы рассеяния многополюсников показывает, что их общим недостатком является большая погрешность измерения малых коэффициентов отражения из-за конечной направленности ответвителей рефлектометра. Указанная составляющая не искпючается обычными методами калибровки, так как является сложной функцией параметров исследуемого устройства. Ее снижение обычно осуществляется аналитическими методами коррекции путем многократных калибровок и решения системы уравнений относительно искомых параметров. Однако такие методы имеют один общий недостаток: ввиду сложности вычислительных алгоритмов измеритель не всегда способен работать в реальном масштабе времени. Существенно уменьшить погрешность за счет конечной направленности можно структурными методами коррекции. При этом основная трудность при использовании такого подхода закпючается в организации корректирующего канала [1]. Для этих целей подходят, как правило, устройства, обладающие электрической симметрией. В работе проведен анализ свойств симметричного двенадцатиполюсника.

II.                                Основная часть

Известно, что если многополюсник обладает геометрической симметрией, не содержит анизотропных элементов и имеет пренебрежительно малые потери, то возможен теоретический анализ его свойств (рис.1).

Рисунок 1 – Схема симметричного двенадцатиполюсника

Будем рассматривать исследуемое устройство как комбинацию двух симметрично совмещенных направленных ответвителей. При этом допустим еще, что оно обладает идеальной направленностью и симметрией по вертикальной и горизонтальной осям то есть

5з1 – S51 – S35 – S42 – Зб2 – 5б4 – 0;                     S34  – Зб5.  (1)

Учитывая (1), запишем

Тогда условие унитарности матрицы запишем как систему уравнений [2]

S2l^+2S4i^=\,

841^+834^+836^=1,

82v8\i+84v8\3+841-8^6=0,

841-8 41+5з4’5 35+ 8зб’8 34=0.                                                                                        (3)

Откуда, после несложных преобразований, найдем

где end — переходное ослабление и направленность ответвителей двенадцатиполюсника.

Анализ выражений (1)…(9) показывает, что идеальный симметричный двенадцатиполюсник с двумя совмещенными направленными ответвителями физически осуществим при условии

Откуда получим

Расчет показывает, что если подкпючить СВЧ генератор к плечу 1, то при с=2 электромагнитная волна в плечо 2 не проходит и распределяется поровну между плечами 4, 6, а при с=3 делится между плечами 2, 4, 6 на три равные части.

В реальном случае при конечной направленности ответвителей и некоторой асимметрии каналов по модулю коэффициентов передачи

)

где — функция, характеризующая степень фазовой асимметрии двенадцатиполюсника; Δ„ и —

дифференциальные фазовые сдвиги коэффициентов передачи 841,342,352,351

Расчеты по формуле (8) показывают, что при С1>15дБ, С2>15дБ, Ас=2дБ, А0=2дБ фазовая асимметрия двенадцатиполюсника не превышает десятых долей градуса. Зависимость Δ^ показана на рисунке 2.

Рис. 2. Зависимость неидентичности фазовых сдвигов двенадцатиполюсника от переходного ослабления его ответвителей

Fig. 2. Non-identity of 12-poie phase shifts \/s transient attenuation of its couplers

III.                                   Заключение

Проведенный анализ показывает,что симметричный двенадцатиполюсник может найти применение при измерении малых коэффициентов отражения, когда погрешность за счет конечной направленности ответвителей становится соизмеримой со значением измеряемого параметра.

IV.                             Список литературы

[1]  Трушкин А. Н. Измерение коэффициента отражения в условиях низкой направленности ответвителя / А.Н. Трушкин, Н.А Грудина // В сб. Техника средств связи.

Сер. Радиоизм. Техника. Вып.7. — М.: ЦОРНТИ “ЭКОС”, 1986. С. 41.

[2]  БудурисЖ. Цепи сверхвысоких частот (Теория и применение): Пер. с франц./ Под ред. А.Л. Зиновьева. — М.: Сов. Радио, 1979. — 288 с. с ил. — Пер. изд.: Франция, 1975.

ANALYSIS OF SYMMETRIC 12-POLE PROPERTIES

Trushkin A. N.

Sevastopol National Technical University Sevastopol, 99053, Ukraine e-mail: RT.SevGTU@stel.sebastopol.ua

Abstract — The analysis of electric properties symmetric twenty-poles Is lead. The parities describing a degree of phase asymmetry of its factors of a matrix of dispersion depending on transitive easing are received.

I.                                         Introduction

The analysis of metrological opportunities reflektometer measuring instruments of factors of a matrix of dispersion of multiterminal networks shows, that their common fault is the greater error of measurement of small factors of reflection because of a final orientation ответвителей рефлектометра. The specified component is not excluded by usual methods of calibration as is complex function of parameters ofthe investigated device. Its decrease is usually carried out by analytical methods of correction by repeated calibrations and the decision of system ofthe equations concerning required parameters. However such methods have one common fault. In view of complexity of computing algorithms the measuring instrument is not always capable to work in real time. Essentially to reduce an error due to a final orientation it is possible structural methods of correction. Thus the basic difficulty at use of such approach consists in the organization ofthe correcting channel [1]. For these purposes the devices possessing electric symmetry approach, as a rule. In work the analysis of properties symmetric 12 – polar microwave converter is lead.

II.                                        Main part

It is known, that if the multiterminal network possesses geometrical symmetry, does not contain anisotropic elements and has scornfully small losses the theoretical analysis of its properties (рис.1) is possible.

Let’s consider the investigated device as a combination of two symmetrically combined directed ответвителей. Thus it is admissible still, that it possesses an ideal orientation and symmetry on vertical and horizontal axes that is (1). Considering

(1)   , we shall write down (2). Then a condition of unitarity of a matrix we shall write down as system of the equations [2] (3). Whence, after simple transformations, we shall find (4),…,(9). Where с and d — transitive easing and an orientation couplers of the 12 – polar microwave converter. The analysis of expressions (1),…,(9) shows, that ideal symmetric 6-port microwave reflectometer with two combined directed couplers physically we shall carry out under condition of (10).

III.                                       Conclusion

The lead analysis shows, that symmetric 12 – polar microwave converter application can find at measurement of small factors of reflection when the error due to a final orientation ответвителей becomes commensurable with value of the measured parameter.

Источник: Материалы Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии», 2006г. 

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