Патент на изобретение №2235336
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ МОЩНОСТИ СВЧ
(57) Реферат: Изобретение относится к радиоизмерительной технике. Измеритель мощности включает термопреобразователь, сигналы с которого поступают на входы четырех электронных ключей. На управляющие входы ключей поступают импульсы с выходов сдвигового регистра. На информационный вход сдвигового регистра поступают импульсы с делителя частоты на четыре, а на тактовый вход – сигнал с генератора импульсов. С выходов электронных ключей сигналы поступают на входы двух усилителей низкой частоты, на выходах которых образуются усиленные двуполярные сигналы. Далее сигналы поступают на входы двух полосовых фильтров, после чего преобразуются в постоянный ток в двух синхронных детекторах и суммируются сумматором. Изобретение позволяет повысить чувствительность измерителя, а также получить такое соотношение сигнал/шум, которое положительно влияет на точность измерения. 2 ил. Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано для измерения мощности сверхвысоких частот (СВЧ). Известно устройство для измерения малых уровней СВЧ-мощности по авторскому свидетельству SU №678435, G 01 R 21/04, содержащее термопреобразователь, источник опорного постоянного напряжения, подключенный к одному из входов операционного усилителя, индикатор, генератор переменного тока, подключенный между выходом операционного усилителя и входом индикатора, второй выход которого через фильтр переменного тока подключен к термопреобразователю, соединенному с вторым входом операционного усилителя через фильтр нижних частот. Недостатком этого устройства является высокий уровень шумов и, как следствие, малая чувствительность и точность измерения на низких уровнях СВЧ-мощности. Это объясняется тем, что операционный усилитель, используемый для усиления малых уровней постоянного напряжения, имеет на частотах отстроек, близких к нулю, высокий уровень фликкер-шумов, спадающих обратно пропорционально частоте отстройки до частот, лежащих в районе единиц килогерц. Известно также устройство, описанное в книге М.И. Билько и др. Измерение мощности на СВЧ. М.: Сов. Радио, 1976, с.65, содержащее последовательно соединенные термопреобразователь, электронный ключ, усилитель низких частот (УНЧ), фазовый детектор, усилитель постоянного тока (УПТ), выход которого является выходом устройства, и генератор импульсов, два выхода которого подключены к входам управления электронного ключа и фазового детектора. Недостатком устройства является низкая чувствительность и пониженная точность измерения на малых уровнях СВЧ-мощности. Наиболее близким аналогом является устройство, описанное в книге М.И. Билько и др. Измерение мощности на СВЧ. М., Сов. Радио, 1976, с.65. Для увеличения чувствительности и точности измерения предложен измеритель мощности СВЧ, содержащий последовательно соединенные термопреобразователь, вход которого является входом устройства, электронный ключ и усилитель низких частот, а также синхронный детектор, усилитель постоянного тока, выход которого является выходом устройства, и генератор импульсов, отличающийся тем, что в него введены второй, третий и четвертый электронные ключи, соединенные параллельно по сигнальному входу с первым электронным ключом, последовательно соединенные второй усилитель низких частот, прямой вход которого соединен с выходом второго электронного ключа, а инверсный вход – с выходом четвертого электронного ключа, первый полосовой фильтр, второй синхронный детектор, сумматор, выход которого соединен с входом усилителя постоянного тока, второй полосовой фильтр, вход которого подключен к выходу первого усилителя низких частот, а выход – к входу первого синхронного детектора, причем прямой вход первого усилителя низких частот соединен с выходом первого электронного ключа, а инверсный вход – с выходом третьего электронного ключа, а второй вход сумматора соединен с выходом первого синхронного детектора, а также последовательно соединенные первый делитель частоты на два, второй делитель частоты на два, логический элемент И и сдвиговый регистр, четыре выхода которого подключены к управляющим входам четырех электронных ключей, а выход генератора импульсов соединен с тактовым входом сдвигового регистра и входом первого делителя частоты на два, второй вход логического элемента И соединен с выходом первого делителя частоты на два, третий и четвертый полосовые фильтры, входы которых соединены с первым и вторым выходами сдвигового регистра, а выходы – с вторыми входами первого и второго синхронных детекторов соответственно. На фиг.1 приведена схема устройства; на фиг.2 – временные диаграммы работы устройства. На фиг.1 изображены: 1 – термопреобразователь, 2, 3, 4, 5 – первый, второй, третий и четвертый электронные ключи соответственно, 6, 7 – первый и второй усилители низких частот соответственно, 8, 9, 10, 11 – первый, второй, третий и четвертый полосовые фильтры соответственно, 12, 13 – первый и второй синхронные детекторы соответственно, 14 – сумматор, 15 – УПТ, 16 – генератор импульсов, 17, 18 – первый и второй делители частоты на два соответственно, 19 – логический элемент И, 20 – сдвиговый регистр. На фиг.2 изображены: а, б, в, г – временные диаграммы напряжений с выходов ключей 2, 3, 4 и 5 соответственно, д, е – временные диаграммы сигналов с выходов УНЧ6 и УНЧ7 соответственно. Измеритель мощности СВЧ содержит термопреобразователь 1, первый 2, второй 3, третий 4 и четвертый 5 электронные ключи, первый 6 и второй 7 УНЧ, первый 8, второй 9, третий 10 и четвертый 11 полосовые фильтры, первый 12 и второй 13 синхронные детекторы, сумматор 14, УПТ 15, генератор импульсов 16, первый 17 и второй 18 делители частоты импульсов на два, логический элемент И 19, сдвиговый регистр 20. Измеритель мощности СВЧ работает следующим образом. Постоянное напряжение малого уровня с выхода термопреобразователя 1 поступает на сигнальные входы электронных ключей 2, 3, 4 и 5, на управляющие входы которых поступают импульсы с выходов сдвигового регистра 20, сдвинутые между собой на четвертую часть периода. На информационный вход сдвигового регистра 20 поступают импульсы вида фиг.2а с делителя частоты на четыре, образованного последовательно соединенными первым 17 и вторым 18 делителями частоты на два и логическим элементом И 19, а на тактовый вход – сигнал с выхода генератора импульсов 16. С выходов первого 2 и третьего 4 электронных ключей сигналы поступают на прямой и инверсный входы первого УНЧ 6, а с выходов электронных ключей 3 и 5 сигналы поступают на прямой и инверсный входы второго УНЧ 7 соответственно, на выходах которых образуются усиленные двуполярные сигналы, показанные на фиг.2д и е. Затем сигналы поступают на входы первого 8 и второго 9 полосовых фильтров, предназначенных для преобразования импульсного сигнала в синусоидальный и очистки от помех. После этого сигналы синусоидальной формы преобразуются в постоянный ток в первом 12 и втором 13 синхронных детекторах и суммируются на сумматоре 14. УПТ 15 производит окончательное усиление сигнала постоянного тока до уровня, необходимого для работы индикаторного устройства. Для получения опорных сигналов, действующих на вторых входах первого 12 и второго 13 синхронных детекторов, используются сигналы с первого и второго выходов сдвигового регистра 20 после преобразования в синусоидальное напряжение третьим 10 и четвертым 11 полосовыми фильтрами. Как видно из фиг.2д, е на выходах УНЧ 6 и УНЧ 7 по сравнению с аналогом образуется сигнал удвоенной амплитуды, в то же время уровень шумов этих усилителей остается на том же уровне. За счет этого получается выигрыш в отношении сигнал/шум и повышение чувствительности измерителя. Кроме того, дополнительный выигрыш в отношении сигнал/шум и, соответственно, в чувствительности получается за счет того, что на выходе сумматора 14 полезный сигнал постоянного тока удваивается, а шумы УНЧ 6 и синхронного детектора 12 с одной стороны и УНЧ 7 и синхронного детектора 13 с другой стороны при суммировании возрастают всего в 1,42 раза. Это объясняется тем, что шумы этих устройств являются некоррелированными случайными процессами. Таким образом, при одном и том же уровне входного сигнала СВЧ заявленное устройство позволяет, ориентировочно, трехкратно повысить чувствительность устройства и значительно увеличить точность измерения. Все элементы устройства могут быть выполнены на стандартной элементной базе и не имеют каких-либо особенностей. Формула изобретения Измеритель мощности СВЧ, содержащий последовательно соединенные термопреобразователь, вход которого является входом устройства, электронный ключ и усилитель низких частот, а также синхронный детектор, усилитель постоянного тока, выход которого является выходом устройства и генератор импульсов, отличающийся тем, что в него введены второй, третий и четвертый электронные ключи, соединенные параллельно по сигнальному входу с первым электронным ключом, последовательно соединенные второй усилитель низких частот, прямой вход которого соединен с выходом второго электронного ключа, а инверсный вход – с выходом четвертого электронного ключа, первый полосовой фильтр, второй синхронный детектор, сумматор, выход которого соединен с входом усилителя постоянного тока, второй полосовой фильтр, вход которого подключен к выходу первого усилителя низких частот, а выход – к входу первого синхронного детектора, причем прямой вход первого усилителя низких частот соединен с выходом первого электронного ключа, а инверсный вход – с выходом третьего электронного ключа, а второй вход сумматора соединен с выходом первого синхронного детектора, а также последовательно соединенные первый делитель частоты на два, второй делитель частоты на два, логический элемент И и сдвиговый регистр, четыре выхода которого подключены к управляющим входам четырех электронных ключей, а выход генератора импульсов соединен с тактовым входом сдвигового регистра и входом первого делителя частоты на два, второй вход логического элемента И соединен с выходом первого делителя частоты на два, третий и четвертый полосовые фильтры, входы которых соединены с первым и вторым выходами сдвигового регистра, а выходы – с вторыми входами первого и второго синхронных детекторов соответственно. РИСУНКИ
PD4A – Изменение наименования обладателя патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение
(73) Новое наименование патентообладателя:
Адрес для переписки:
Извещение опубликовано: 27.11.2008 БИ: 33/2008
|
||||||||||||||||||||||||||
