Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ ПЕРЕДАЧИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ЧАСТОТЫ
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ ПЕРЕДАЧИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ЧАСТОТЫ

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ ПЕРЕДАЧИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ЧАСТОТЫ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: проектирование измерителей коэффициентов передачи преобразователей частоты. Цель: упрощение способа путем исключения измерений на промежуточной частоте. Сущность изобретения: использование второго опорного преобразователя частоты исключает необходимость проведения измерений на промежуточной частоте, требующих для своей реализации применения дополнительного измерительного оборудования. 3 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2029966
Класс(ы) патента: G01R27/28
Номер заявки: 4950193/21
Дата подачи заявки: 26.06.1991
Дата публикации: 27.02.1995
Заявитель(и): Минский радиотехнический институт (BY)
Автор(ы): Елизаров Альберт Степанович[BY]
Патентообладатель(и): Минский радиотехнический институт (BY)
Описание изобретения: Изобретение относится к электрорадиоизмерениям и может быть использовано для измерения коэффициентов передачи СВЧ-четырехполюсников с преобразованием частоты.
Известны способы и устройства для измерения на СВЧ коэффициентов передачи преобразователей частоты как с фиксированной промежуточной частотой [1] , так и с фиксированной частотой гетеродина [2].
Однако эти способы, обеспечивая прямое измерение коэффициентов передачи преобразователей частоты, приводят к усложнению применяемых для этой цели векторных анализаторов СВЧ-цепей, поскольку выход анализатора, к которому подключается вход исследуемого преобразователя частоты, должен представлять собой СВЧ-цепь, а вход анализатора, к которому подключается выход преобразователя частоты, цепь промежуточной частоты.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ определения коэффициентов передачи четырехполюсников с преобразованием частоты [3], заключающийся в том числе в преобразовании выходного сигнала промежуточной частоты исследуемого преобразователя в СВЧ-сигнал, частота которого равна частоте сигнала на выходе анализатора СВЧ-цепей, с помощью обратновключенного опорного преобразователя частоты. Этот сигнал может быть подан на вход анализатора, который в этом случае будет измерять сумму коэффициентов передачи исследуемого и
опорного преобразователей частоты без каких-либо схемных усложнений.
Однако данный способ, позволяя избежать усложнения схемы векторного анализатора СВЧ-цепей, тем не менее требует проведения измерений на промежуточной частоте, поскольку коэффициент передачи опорного преобразователя частоты в общем случае неизвестен. Это усложняет осуществление способа, так как требует применения дополнительных генератора промежуточной частоты, делителя выходного сигнала этого генератора и других элементов.
Цель изобретения - упрощение способа путем исключения измерений на промежуточной частоте.
Для этого в известном способе определения коэффициентов передачи преобразователей частоты, заключающемся в преобразовании выходного сигнала промежуточной частоты исследуемого преобразователя в СВЧ-сигнал, частота которого равна частоте сигнала на его входе, с помощью обратновключенного первого опорного преобразователя частоты и измерении с помощью векторного анализатора СВЧ-цепей модуля и фазы суммарного коэффициента передачи исследуемого и первого опорного преобразователей частоты, дополнительно измеряют модуль и фазу суммарного коэффициента передачи исследуемого и второго опорного преобразователей частоты, включаемого вместо первого опорного
преобразователя частоты, а затем измеряют модуль и фазу суммарного коэффициента передачи первого опорного преобразователя частоты, включаемого в прямом направлении, и второго опорного преобразователя частоты, включаемого в обратном направлении, и определяют модуль и фазу коэффициентов передачи исследуемого преобразователя частоты К1 и ϕ1, первого опорного преобразователя частоты К2 и ϕ2, а также второго опорного преобразователя частоты К3 и ϕ3 по формулам:
K1 = (дБ),
K2 = (дБ),
K3 = (дБ),
ϕ1 =
ϕ2 =
ϕ3 = Где KΣ1 и ϕΣ1 - модуль (в дБ) и фаза суммарного коэффициента передачи исследуемого и первого опорного преобразователя частоты;
KΣ2 и ϕΣ2 - модуль (в дБ) и фаза суммарного коэффициента передачи исследуемого и второго опорного преобразователей частоты;
KΣ3 и ϕΣ3 - модуль (в дБ) и фаза суммарного коэффициента передачи первого и второго опорных преобразователей частоты.
Таким образом, в предлагаемом способе используется второй опорный преобразователь частоты и исключается в связи с этим необходимость проведения измерений на промежуточной частоте, требующих для своей реализации применения дополнительного измерительного оборудования. Это предельно упрощает способ, позволяя осуществить его с помощью типового векторного анализатора СВЧ-цепей.
Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывает, что прямое и обратное включение двух преобразователей частоты для реализации так называемого двойного когерентного преобразования частоты уже известно и используется в прототипе [3] для измерения суммарного коэффициента передачи их.
Кроме того, благодаря использованию еще одного преобразователя частоты, измерению суммарных коэффициентов передачи комбинаций из прямо- и обратновключенных всех трех преобразователей частоты и определению модуля и фазы коэффициента передачи каждого преобразователя в отдельности определяется коэффициент передачи каждого преобразователя частоты без проведения дополнительных измерений на промежуточной частоте.
На фиг. 1-3 представлены структурные схемы измерительного тракта, осуществляющие совместно с типовым векторным анализатором СВЧ-цепей 1 предлагаемый способ.
Измерительный тракт включает в себя гетеродин 2, который является общим для всех преобразователей частоты, исследуемый 3, первый опорный 4 и второй опорный 5 преобразователи частоты (смесители).
Способ определения коэффициентов передачи преобразователей частоты реализуется следующим образом.
Первоначально векторный анализатор СВЧ-цепей калибруется в соответствии с принятым алгоритмом измерения комплексных коэффициентов передачи. Калибровка обеспечивает последующее прямое измерение суммарных коэффициентов передачи различных комбинаций из исследуемого и опорных преобразователей частоты.
Процесс измерения включает в себя три этапа. На первом этапе, применяя схему измерительного тракта, приведенную на фиг. 1, измеряют с помощью векторного анализатора 1 модуль и фазу суммарного коэффициента передачи исследуемого 3 и первого опорного 4 преобразователей частоты. При этом исследуемый 3 преобразователь частоты включается в прямом направлении и на его вход подается СВЧ-сигнал частоты fс с выхода анализатора. Для обратного включения первого опорного 4 преобразователя частоты необходимо соединить выходы промежуточной частоты fпр обоих преобразователей между собой, а общий гетеродин 2 подключить к входам сигнала частоты fг преобразователей. В этом случае опорный преобразователь частоты можно считать линейным взаимным четырехполюсником, возвращающим частоту сигнала на входе анализатора к значению fс (что и составляет суть двойного когерентного преобразования частоты). Следовательно, результаты измерений модуля KΣ1 и фазы ϕΣ1суммарного коэффициента передачи, полученные на первом этапе, можно представить как
KΣ1 = К1 + К2 (дБ), (1)
ϕΣ1 = ϕ1 + ϕ2, (2) где К1 и ϕ1 - модуль (в дБ) и фаза коэффициента передачи исследуемого 3 преобразователя частоты;
К2 и ϕ2 - модуль (в дБ) и фаза коэффициента передачи первого опорного 4 преобразователя частоты.
На втором этапе, применяя схему измерительного тракта, приведенную на фиг.2, измеряют с помощью векторного анализатора 1 модуль и фазу суммарного коэффициента передачи исследуемого 3 и второго опорного 5 преобразователей частоты. При этом второй опорный 5 преобразователь частоты включается вместо первого опорного 4 преобразователя в обратном направлении, а исследуемый 3 преобразователь остается включенным по прежней схеме. Результаты измерений модуля KΣ2 и фазы ϕΣ2 суммарного коэффициента передачи, полученные на втором этапе, можно представить как
KΣ2 = К1 + К3 (дБ), (3)
ϕΣ2 = ϕ1 + ϕ2 , (4) где К3, ϕ3 - модуль (в дБ) и фаза коэффициента передачи второго опорного 5 преобразователя частоты.
На заключительном третьем этапе, применяя схему измерительного тракта, приведенную на фиг.3, измеряют модуль и фазу суммарного коэффициента передачи первого 4 и второго 5 опорных преобразователей частоты. При этом первый опорный 4 преобразователь частоты включается вместо исследуемого 3 преобразователя в прямом направлении, а второй опорный 5 преобразователь остается включенным по прежней схеме. Результаты измерений модуля KΣ3 и фазы ϕΣ3 суммарного коэффициента передачи, полученные на третьем этапе, можно представить как
KΣ3 = К2 + К3 (дБ), (5)
ϕΣ3 = ϕ2 + ϕ3 , (6)
Совместное решение уравнений (1), (3) и (5) дает следующие математические выражения для модулей коэффициентов передачи исследуемого и опорных преобразователей частоты:
K1 = (дБ), (7)
K2 = (дБ), (8)
K3 = (дБ), (9)
Аналогично из уравнений (2), (4) и (6) получаем для фаз коэффициентов передачи этих преобразователей частоты:
ϕ1 = (10)
ϕ2 = (11)
ϕ3 = (12)
Использование предлагаемого способа определения коэффициентов передачи преобразователей частоты обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества:
Благодаря исключению необходимости проведения измерений на промежуточной частоте предельно упрощается как сама измерительная установка, так и алгоритмы проведения измерений и обработки их результатов. Что касается алгоритма проведения измерений, то он полностью соответствует алгоритму функционирования типового векторного анализатора СВЧ-цепей при измерении комплексных коэффициентов передачи четырехполюсников. Что же касается алгоритма обработки результатов измерений, то с учетом полной аналогии между выражениями (7)-(9) и (10)-(12) программа функционирования векторного анализатора лишь незначительно усложняется за счет дополнения ее унифицированной подпрограммой вычисления К13 и ϕ1- ϕ3.
Многоэтапность процесса измерения К1 и ϕ1 проявляется лишь тогда, когда исследуемым является только преобразователь частоты 3, а преобразователи 4 и 5 - некоторые опорные (образцовые) преобразователи, как это принято по терминологии прототипа [3]. На самом же деле в качестве преобразователей 4 и 5 также могут использоваться исследуемые преобразователи, так как знать К2, К3, ϕ2 и ϕ3 не обязательно, а определяются они точно так же, как и К1 и ϕ1. Потому, если необходимо измерить коэффициенты передачи у нескольких (или даже у серии) преобразователей частоты, то применение предлагаемого способа обеспечит ту же производительность измерений, что и для четырехполюсников без преобразования частоты.
Формула изобретения: СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ ПЕРЕДАЧИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ЧАСТОТЫ, заключающийся в преобразовании выходного сигнала промежуточной частоты исследуемого преобразователя в СВЧ-сигнал, частота которого равна частоте сигнала на его входе, с помощью обратновключенного первого опорного преобразователя частоты и измерении с помощью векторного анализатора СВЧ-цепей модуля и фазы суммарного коэффициента передачи исследуемого и первого опорного преобразователей частоты, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа путем исключения измерений на промежуточной частоте дополнительно измеряют модуль и фазу суммарного коэффициента передачи исследуемого и второго опорного преобразователя частоты, включаемого вместо первого опорного преобразователя частоты, а затем измеряют модуль и фазу суммарного коэффициента передачи первого опорного преобразователя частоты, включаемого в прямом направлении, и второго опорного преобразователя частоты, включаемого в обратном направлении, и определяют модуль и фазу коэффициентов передачи соответственно исследуемого преобразователя частоты K1 и ϕ1, первого опорного преобразователя K2 и ϕ2 а также второго опорного преобразователя частоты K3 и ϕ3 по формулам






где - модуль, ДБ, и фаза суммарного коэффициента передачи исследуемого и первого опорного преобразователей частоты;
- модуль, дБ, и фаза суммарного коэффициента передачи исследуемого и второго опорного преобразователей частоты;
- модуль, дБ, и фаза суммарного коэффициента передачи первого и второго опорных преобразователей частоты.