мума амин, в которых показания равны 2амин, а затем рассчитывают КСВ по формуле

(14.14)

Если л<0Л2А,в, то с погрешностью не более 1 % можно принять

Kc.u = K/nd. (14.15)

Погрешность измерений зависит от погрешности Ad определения расстояния d: 6« = - А,вД/л.

14.5. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ НА ОСНОВЕ НАПРАВЛЕННЫХ ОТВЕТВИТЕЛЕЙ

Эти методы основаны на выделении и измерении падающей и отраженной волн с помощью направленных ответвителей. Измеряя только амплитудные соотношения, можно определять КСВ, затухание четырехполюсников и модули элементов матрицы рассеяния. Измерение амплитудных и фазовых соотношений позволяет получать полную информацию об элементах матрицы рассеяния двухполюсников и четырехполюсников.

Измерители КСВ. Приборы, основанные на измерении амплитудных соотношений, называют измерителями КСВ и ослаблений. Упрощенная схема такого прибора показана на рис. 14.7.

Генератор развертки GJ вырабатывает пилообразное напряжение, осуществляющее развертку луча ЭЛТ и частотную модуляцию генератора СВЧ G2. Направленные ответвители WE1 и WE2 выделяют падающую и отраженную волны, напряжения которых

S2 ЧМ

Измеритель отношений

-1 J

детектируют квадратичными детекторами. Выходное напряжение измерителя отношений pl=U/Ul подводят к вертикально откло-няюшим пластинам ЭЛТ. За период развертки на экране отображается зависимость p(f). Перед экраном помещают изображенную на прозрачном основании шкалу, по которой отсчитывают значения р„(/) или КСВ КстиЦ) в диапазоне частот.

В рассмотренной схеме нет принципиальной необходимости стабилизировать мощность ЧМ генератора, поскольку вычисляется отношение Ul/Ul- Однако для уменьшения динамического диапазона детекторов и улучшения метрологических характеристик прибора обычно в схему вводят систему автоматического регулирования мощности. Сигнал ошибки, пропорциональный Ln, после усиления УПТ воздействует на управляемый аттенюатор, стабилизируя мощность падающей волны в тракте.

Выпускаемые промышленностью измерители КСВ характеризуются погрешностью измерений 4... 15 % при С/сти<5.

Измерители полных сопротивлений. В таких приборах преобразование полученных с направленных ответвителей сигналов происходит с сохранением фазовых соотношений, что позволит определить модуль и фазу коэффициента отражения и рассчитать комплексные параметры трактов СВЧ.

Упрощенная схема измерителя полных сопротивлений показана на рис. 14.8. Генератор G1 вырабатывает гармоническое напряжение, частота /г которого изменяется под действием управляющих сигналов с блока управления. Между генератором и нагрузкой Zh в СВЧ тракт включены направленные ответвители WE1 падающей волны и WE2 отраженной. Сигналы Ln и (Уо с ответвителей

GJ /г ЧМ

WE1 WE1

Блок управления генератором

G3 fn\-fnl

ET \

9v/2

Микропроцессорная система

поступают на смесители VZi и UZ2, к которым в качестве гет дивного подведено напряжение генератора G2. С помощью системы ФАПЧ частота генератора следит за изменениями частоты генератора 01, разностная частота fni стабилизирована кварцем Таким образом, в результате первого преобразования исходные амплитудные и фазовые соотношения переносят на сигнал со стабильной промежуточной частотой, обычно составляющей десятки мегагерц.

Для измерений амплитуд и разности фаз желательна более низкая частота, поэтому применяют второе преобразование с помощью преобразователей частоты UZ3 п UZ4. Функции гетеродина выполняет генератор 03, частоту которого с помощью системы ФАПЧ поддерживают на fu2 меньше первой промежуточной частоты. Частота /„2 стабилизирована кварцем.

Усиленные усилителями Л / и А2 сигналы попадают на синхронные детекторы UB1-UB3. К обоим входам детектора UB2 подведено напряжение Ln, поэтому его выходное напряжение U2 = = K,2U„. Напряжения на выходе детекторов UB1 и UB3 U\~ = К(/пС05Ф, Uz= KzU„ътФ. Здесь К\, К2, Кз - постоянные коэффициенты. Полученные напряжения переключателем поочередно подключают к АЦП микропроцессорной системы, которая рассчитывает комплексные параметры нагрузки. Результаты отражаются на дисплее, перед которым помещают масштабную сетку на прозрачном основании.

Микропроцессорная система управляет работой прибора, с ее помощью устанавливают диапазон качания частоты, осуществляют калибровку и вносят поправки. Выпускаемые промышленностью микропроцессорные измерители комплексных коэффициентов передачи и отражения перекрывают частотный диапазон до 5 ГГц.

14.6. МЕТОД КАЛИБРУЕМОГО 12-ПОЛЮСНИКА

В основу метода положен пассивный измерительный 12-полюс-ник, к четырем плечам которого подключены измерители мощности поглощающего типа, а два остальных служат для подключения к генератору и к нагрузке. Полное сопротивление нагрузки или коэффициент отражения рассчитывают по результатам измерений четырех мощностей. Обычно такие четырехполюсники автоматически калибруют в процессе измерений. Существует большое число разновидностей измерительных 12-полюсников.

Измеритель с четырехзондовым датчиком полного сопротивления. Основу измерителя составляет четырехзондовый датчик (рис. 14.9). Зонды помещены в отрезок линии передачи между генератором G и измеряемой нагрузкой и разнесены по длине линии на А,в/8. После квадратичного детектирования и усиления в УПТ