способ измерения разности фаз и отношения уровней свч- сигналов
| Классы МПК: | G01R27/06 для измерения коэффициентов отражения; для измерения коэффициента стоячих волн G01R25/00 Устройства для измерения фазового угла между напряжениями или токами |
| Автор(ы): | Жданов И.А., Савв К.Р., Сивоконь С.И. |
| Патентообладатель(и): | Краснодарский научно-исследовательский институт радиоизмерительной аппаратуры "Ритм" |
| Приоритеты: |
подача заявки:
1990-08-06 публикация патента:
20.08.1995 |
Использование: в измерительной технике. Сущность изобретения: в способе измерения разности фаз и отношения уровней двух СВЧ-сигналов измеряют и запоминают мощность опорного сигнала, опорный и измерительный сигналы суммируют синфазно с дополнительными сдвигами фаз на -90° и +90°, измеряют и запоминают мощности суммарных сигналов, при этом опорный и измерительный сигналы суммируют с дополнительным сдвигом фаз на 180°, измеряют и запоминают мощность суммарного сигнала, перечисленные над опорным и измерительными сигналами операции последовательно проводят не менее чем над четырьмя парами образцовых опорного и измерительного сигналов с известными разностью фаз и отношением уровней, вычисляют действительные безразмерные коэффициенты A1,B1 учитывающие регулярные неидеальности производимых над опорным и измерительным сигналами операций путем решения соответствующей системы уравнений, причем операции с четырьмя парами образцовых сигналов проводят один раз в начале измерительного процесса и в дальнейшем не повторяют, перечисленные над опорным и измерительным сигналами операции повторяют над исследуемой парой сигналов и искомые разность фаз и отношение уровней вычисляют по соответствующим формулам. 2 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3
Формула изобретения
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗНОСТИ ФАЗ И ОТНОШЕНИЯ УРОВНЕЙ СВЧ-СИГНАЛОВ, основанный на измерении и запоминании мощности опорного сигнала, суммировании опорного сигнала с измерительным при фазовых сдвигах -90, 0 и 90o, измерении и запоминании мощности суммарных сигналов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, дополнительно суммируют опорный и измерительный сигналы с фазовым сдвигом 180o, измеряют и запоминают мощность суммарного сигнала, указанные операции повторяют не менее четырех раз для различных пар образцовых опорного и измерительного сигналов с известными разностью фаз и отношением уровней, вычисляют действительные безразмерные коэффициенты Ai и Bi по формулам
где Pо мощность опорного сигнала;
P1, P2, P3, P4 мощности суммарных сигналов, соответствующие сдвигам на 90, 0, -90, 180o;
разность фаз и отношение уровней образцовой m-й пары опорного и измерительного сигналов соответственно (m 1, 2, M, M 
4),выполняют операции суммирования опорного и исследуемого измерительного сигналов при тех же значениях фазовых сдвигов, измеряют и запоминают мощность суммарного сигнала при каждом значении фазового сдвига, а искомые разность фаз и отношение уровней опорного и исследуемого измерительных сигналов вычисляют по формулам
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в измерителях комплексных параметров СВЧ-цепей и сигналов. Цель изобретения заключается в увеличении точности измерений. На фиг. 1 представлена последовательность операций способа измерения разности фаз и отношения уровней СВЧ сигналов; на фиг. 2 вариант устройства, реализующего операции, производимые над опорным и измерительным сигналами. Способ включает операции над опорным и измерительным сигналами: измерение и запоминание мощности опорного сигналов, суммирование опорного и измерительного сигналов синфазно, с дополнительными сдвигами фаз на -90о, +90о, 180о, измерение и запоминание мощностей суммарных сигналов. Для учета регулярных неидеальностей операций над опорным и измерительными сигналами, вначале измерительного процесса их последовательно проводят (повторяют) над не менее чем четырьмя образцовыми парами опорного и измерительного сигналов с известными амплитудно-фазовыми соотношениями (АФС). Оптимальным можно считать использование пяти образцовых пар опорного и измерительного сигналов с АФС равными:(b/a)1=0, (b/a)2=1, (b/a)3=e
, (b/a)4=ej
, (b/a)5=e
После проведения перечисленных операций над опорным и измерительным сигналами для их образцовых пар, вычисляют восемь действительных безразмерных коэффициентов Аi, Bi, численно учитывающих регулярные неидеальности производимых над опорным и измерительным сигналами операций путем решения системы линейных уравнений:
Ao+A
+A
+A
=
cos(
в-a)mBo+B
+B
+B
= 
sin(в-a)m где Ро мощность опорного сигнала;Р1, Р2, Р3, Р4 мощности суммарных сигналов, соответствующие сдвигам фаз на +90о, 0о, -90о, 180о;
(
в-a)m, 
разность фаз и отношение уровней образцовой m-й пары опорного и измерительного сигналов, соответственно (m 1,2,М,М 4). При М > 4 систему решают методом наименьших квадратов. Идеально производимым операциям над опорным и измерительным сигналами соответствуют следующие значения коэффициентов:А0 0; А2 -0,25; А3 0; А4 0,25
В0 0; В1 -0,25; В2 0; В3 0,25. После расчета коэффициентов Аi, Bi перечисленные операции над опорным и измерительным сигналами проводят для их исследуемой пары и затем вычисляют их искомые АФС по цепочке формул:
X=Ao+A
+ A
+ A
Y=Bo+B
+ B
+ B
(
b-a)x arctg Y/x
=
Увеличение точности достигается с помощью учета регулярных неидеальностей производимых над опорным и измерительным сигналами операций и введением операций суммирования опорного и измерительного сигналов с дополнительным сдвигом фаз на 180о, измерения и запоминания мощности суммарного сигнала, позволяющих минимизировать влияние главного источника погрешностей ошибок отсчета мощностей, на точность конечного результата.
Класс G01R27/06 для измерения коэффициентов отражения; для измерения коэффициента стоячих волн
Класс G01R25/00 Устройства для измерения фазового угла между напряжениями или токами
