RU2253874C2 - Method for panoramic measurement of uhf bipolar reflection coefficient - Google Patents
Method for panoramic measurement of uhf bipolar reflection coefficient Download PDFInfo
- Publication number
- RU2253874C2 RU2253874C2 RU2002116277/09A RU2002116277A RU2253874C2 RU 2253874 C2 RU2253874 C2 RU 2253874C2 RU 2002116277/09 A RU2002116277/09 A RU 2002116277/09A RU 2002116277 A RU2002116277 A RU 2002116277A RU 2253874 C2 RU2253874 C2 RU 2253874C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reflection coefficient
- microwave
- value
- measurement
- formula
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может быть использовано при создании панорамных измерителей параметров СВЧ устройств.The invention relates to a radio engineering and can be used to create panoramic meters of parameters of microwave devices.
Измерение частотных зависимостей модуля коэффициента отражения , определяющего наряду с коэффициентом стоячей волны (КСВ) входные параметры СВЧ устройств, относится к важнейшим задачам радиоизмерительной техники.Measurement of frequency dependences of the reflection coefficient module , which determines, along with the standing wave coefficient (SWR), the input parameters of microwave devices, is one of the most important tasks of radio measuring equipment.
Исторически первым, с помощью измерительной линии [1], был реализован способ измерения КСВ и пересчета его в по известной формуле КСВ-1Historically, the first, using the measuring line [1], was a method for measuring the SWR and converting it to according to the well-known formula KSV-1
Однако этот способ трудно реализовать в панораме частот. Поэтому в современной измерительной технике более широко используются способы измерения комплексного значения Г и квадрата модуля 2 коэффициента отражения, из результатов измерения которых находят и при необходимости - значение КСВ по формулеHowever, this method is difficult to implement in the frequency panorama. Therefore, in modern measuring technology, methods for measuring the complex value of G and the module square are more widely used. 2 reflection coefficients, from the measurement results of which they find and if necessary - the value of the SWR according to the formula
Известны [2, 3] способы измерения комплексной величиныKnown [2, 3] methods for measuring complex values
где Ai - результат измерения комплексного коэффициента отражения Гi;where A i is the measurement result of the complex reflection coefficient G i ;
К, d, ρ - комплексные коэффициенты передачи, направленности и отражения измерителя соответственно.K, d, ρ are the complex transmission, directivity, and reflection coefficients of the meter, respectively.
Из выражения (3) тем или иным путем находят значение Гi, а значит, и модуль его . Но эти способы очень сложны в технической реализации, что ограничивает их применение.From the expression (3) one way or another find the value of G i , and hence its module . But these methods are very difficult in technical implementation, which limits their application.
Поэтому основными способами измерения сегодня являются способы измерения в панораме частот величиныTherefore, the main measurement methods today are methods of measuring in the panorama frequencies of magnitude
где - результат измерения [4, 5].Where - measurement result [4, 5].
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ, реализованный с помощью микропроцессорного панорамного измерителя КСВ и ослабления (МПИКО) типа Р2-83 [5], принцип действия которого основан на измерении величины , согласно (4). Этот способ заключается в двух калибровочных измерениях модуля коэффициента отражения (МКО):Closest to the technical nature of the proposed method is a method implemented using a microprocessor panoramic meter SWR and attenuation (MPIKO) type P2-83 [5], the principle of which is based on measuring according to (4). This method consists of two calibration measurements of the reflectance coefficient module (MCO):
- холостого хода с коэффициентом отражения Г1 - idling with a reflection coefficient of G 1
- короткозамыкателя с коэффициентом отражения Г2=-Г1 - short circuit with reflection coefficient Г 2 = -Г 1
с последующим измерением СВЧ устройства с коэффициентом отражения Гх followed by measurement of a microwave device with a reflection coefficient of G x
и вычислением измеряемой величины и по формулеand calculating the measured value and according to the formula
значение которого принимается равным .whose value is taken equal .
Подставляя (5)-(7) в (8) с учетом значений параметров микропроцессорного панорамного измерителя КСВ и ослабления, удовлетворяющих условиям [5]Substituting (5) - (7) in (8) taking into account the values of the parameters of the microprocessor panoramic measuring device SWR and attenuation, satisfying the conditions [5]
легко найти зависимость результата измерения х в (8) от параметров d, K, ρeasy to find the dependence of the measurement result x in (8) on the parameters d, K, ρ
Из (10) следует, что известный способ измерения позволяет в результате проведения двух калибровочных измерений (холостого хода и короткозамыкателя) исключить влияние параметра К и погрешности рассогласования, вносимой в процесс калибровки влиянием параметров ρ и d в (5) и (6), но не исключает погрешностей рассогласования (влияние параметров ρ и d), вносимых непосредственно процессом измерения в соответствия с (7).From (10) it follows that the known method of measurement as a result of two calibration measurements (no-load and short-circuit) allows to exclude the influence of the parameter K and the mismatch error introduced into the calibration process by the influence of the parameters ρ and d in (5) and (6), but does not exclude the mismatch errors (the influence of the parameters ρ and d ) introduced directly by the measurement process in accordance with (7).
Таким образом, недостатком известного способа является недостаточная точность измерения, обусловленная тем, что он не исключает погрешностей рассогласования при измерении , вносимых влиянием параметров ρ и d.Thus, the disadvantage of this method is the lack of accuracy of the measurement, due to the fact that it does not exclude errors of mismatch in the measurement introduced by the influence of the parameters ρ and d.
Технической задачей изобретения является повышение точности измерения за счет уменьшения влияния параметров ρ и d на результат измерений .An object of the invention is to increase the measurement accuracy by reducing the influence of the parameters ρ and d on the measurement result .
Указанная цель достигается за счет того, что в способе измерения модуля коэффициента отражения СВЧ двухполюсника с помощью микропроцессорного панорамного измерителя КСВ и ослабления, обеспечивающего получение информации об измеряемой параметре в соответствии с выражениемThis goal is achieved due to the fact that in the method of measuring the module of the reflection coefficient of the microwave dvukhpolosnykh using a microprocessor panoramic measuring device SWR and attenuation, providing information about the measured parameter in accordance with the expression
заключающемся в двух калибровочных измерениях модуля коэффициента отражения;consisting in two calibration measurements of the reflection coefficient module;
- - холостого хода с коэффициентов отражения Г1;- - idling with reflection coefficients G 1 ;
- - короткозамыкателя с коэффициентом отражения- - short-circuit with reflection coefficient
Г2=-Г1.G 2 = -G 1 .
а также в измерении модуля коэффициента отражения - СВЧ двухполюсника с коэффициентом отражения Гх и вычисления измеряемой величины по формулеas well as in measuring the reflection coefficient modulus - microwave dvukhpolosnykh with reflection coefficient G x and calculation of the measured value according to the formula
дополнительно измеряют (или задают) значение модуля коэффициента отражения - согласованной нагрузки, а результат измерения и пересчитывают в значение по формулеadditionally measure (or set) the value of the coefficient of reflection coefficient - the agreed load, and the measurement result and count in value according to the formula
где Where
ψ - разность фаз между вектором эффективного коэффициента отражения ρ э и измеряемого коэффициента Гх; величина находится из анализа частотной зависимости отношенияψ is the phase difference between the vector of the effective reflection coefficient ρ e and the measured coefficient G x ; value found from analysis of the frequency dependence of the ratio
при в (12), равном I, а значении , равном А3. Величина cosψ определяется из анализа частотной зависимости величины , представленной выражениемat in (12), equal to I, and the value equal to A 3 . Cosψ is determined from the analysis of the frequency dependence of the quantity represented by
принимая, что cosψ =1 при max иassuming that cosψ = 1 at max and
cosψ =-1 при max cosψ = -1 at max
Сопоставительный анализ заявляемого решения и прототипа показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем, что дополнительно измеряют (или задают) модуль коэффициента отражения А3 - согласованной нагрузки (с коэффициентом отражения Г3=0), а результат измерения и пересчитывают в значение по формулеA comparative analysis of the proposed solution and the prototype shows that the claimed method differs from the known one in that it additionally measures (or sets) the reflection coefficient module A 3 - matched load (with reflection coefficient G 3 = 0), and the measurement result and count in value according to the formula
где Where
ψ - разность фаз между векторами эффективного коэффициента отражения ρ э и измеряемого коэффициента Гх, величину находят из анализа частотной зависимости отношенияψ is the phase difference between the vectors of the effective reflection coefficient ρ e and the measured coefficient G x , the value find from the analysis of the frequency dependence of the relationship
значение принимают равным А3, а величину cosψ определяют по частотной зависимости величины представляемой выражениемvalue taken equal to A 3 , and the value of cosψ is determined by the frequency dependence of represented by the expression
принимая, что cosψ =1 при mах1 и cosψ =-1 при max.assuming that cosψ = 1 for max1 and cosψ = -1 at max .
На чертеже представлена структурная схема микропроцессорного панорамного измерителя КСВ и ослабления, с помощью которого реализуется предлагаемый способ.The drawing shows a structural diagram of a microprocessor panoramic meter SWR and attenuation, with which the proposed method is implemented.
Микропроцессорный панорамный измеритель КСВ и ослабления (МПИКО) (см. чертеж) содержит модулированный по амплитуде СВЧ генератор 1, уровень выходной мощности которого регулируется блоком 2 автоматической регулировки мощности (АРМ).The microprocessor panoramic SWR and attenuation meter (MPIKO) (see drawing) contains an amplitude modulated microwave generator 1, the output power level of which is regulated by automatic power control unit 2 (AWP).
Кроме того, МПИКО содержит ответвитель 3 падающей волны, измеряемое СВЧ устройство 4, детекторную головку 5, мостовой рефлектометр 6, управляемые делители напряжения 7 и 8, измеритель отношений 9, включающий микропроцессор, и аттенюатор 10. При этом выход СВЧ генератора 1 через первичный тракт ответвителя 3 падающей волны подключен ко входу мостового рефлектометра 6, другой вход которого соединен с клеммой Zx для подключения измеряемого СВЧ устройства 4. Вход детекторной головки 5 через аттенюатор 10 подключен к выходу вторичного тракта ответвителя 3 падающей волны, выход детекторной головки 5 подключен ко входу управляемого делителя 7 напряжения, выход которого соединен со входом блока 2 АРМ и опорным входом измерителя отношений 9, измерительный вход которого через управляемый делитель напряжений 8 соединен с выходом мостового рефлектометра 6.In addition, the MPIKO contains an incident wave coupler 3, a measured microwave device 4, a detector head 5, a bridge reflectometer 6, controlled voltage dividers 7 and 8, a ratio meter 9, including a microprocessor, and an attenuator 10. The output of the microwave generator 1 through the primary path the incident wave coupler 3 is connected to the input of the bridge reflectometer 6, the other input of which is connected to the Zx terminal for connecting the measured microwave device 4. The input of the detector head 5 through the attenuator 10 is connected to the output of the secondary path 3 I of the incident wave, the output of the detector head 5 is connected to an input of a controlled voltage divider 7, whose output is connected to an input unit 2 of APM and reference input relations meter 9, the measuring input of which is controlled through a voltage divider 8 connected to the output of the bridge 6 reflectometer.
В данном микропроцессорном панорамном измерителе КСВ и ослабления управление процессам измерения, обработки избирательной информации и вывода результатов измерения на экран ЭЛТ осуществляется с помощью микропроцессора, встроенного в измеритель отношений 9. Однако цепи управления и обработки результатов измерения на приведенном чертеже не показаны, как не существенные для заявляемого способа.In this microprocessor panoramic SWR and attenuation meter, the measurement processes, the processing of selective information and the output of the measurement results to the CRT screen are controlled by the microprocessor integrated in the ratio meter 9. However, the control and processing circuits of the measurement results are not shown in the drawing as insignificant for the proposed method.
Процесс измерения в предлагаемом способе состоит из следующей последовательности операций;The measurement process in the proposed method consists of the following sequence of operations;
- измерения модуля коэффициента отражения холостого хода- measurements of the module of the coefficient of reflection of idling
- измерения модуля коэффициента отражения короткозамыкателя (к клемме Zx подключен короткозамыкатель)- measurements of the reflection coefficient module of the short circuit (a short circuit is connected to terminal Zx)
- измерения (или введения в память микропроцессорного панорамного измерителя КСВ и ослабления) модуля коэффициента отражения согласованной нагрузки (Г3=0) (к клемме Zx подключена согласованная нагрузка)- measuring (or adding to the memory of the microprocessor panoramic SWR meter and attenuation) the reflection coefficient module of the matched load (G 3 = 0) (matched load is connected to the Zx terminal)
- вычисление (с помощью микропроцессора микропроцессорного панорамного измерителя КСВ и ослабления) частотной зависимости величины- calculation (using a microprocessor of a microprocessor panoramic meter SWR and attenuation) of the frequency dependence of
- анализа частотной зависимости отношения- analysis of the frequency dependence of the ratio
с целью определения частот f, на которыхin order to determine the frequencies f at which
где Where
- определения значения по формуле- value definitions according to the formula
при fk≥ f≥ fi и величины ρ (f) по формулеfor f k ≥ f≥ f i and ρ (f) by the formula
ρ (f)=ρ э(f)-А3(f),ρ (f) = ρ e (f) -A 3 (f),
- измерения модуля коэффициента отражения СВЧ устройства (к клемме Zx подключено измеряемое СВЧ устройство), вычисления величины- measurements of the reflection coefficient module of the microwave device (a measurable microwave device is connected to terminal Zx), calculating the value
где Where
и анализа частотной зависимости величины в (22) с целью определения частот, на которыхand analysis of the frequency dependence of the quantity in (22) in order to determine the frequencies at which
Далее путем линейной интерполяции частотной зависимости ψ определяется функция cosψ для всего диапазона частот, в котором измеряется . Модуль коэффициента отражения определяется из формулыThen, by linear interpolation of the frequency dependence of ψ, the function cosψ is determined for the entire frequency range in which . Reflection coefficient module determined from the formula
Преимущество предлагаемого способа заключается в том, что за счет введения новых, по сравнению с прототипом, операций:The advantage of the proposed method is that due to the introduction of new, compared with the prototype, operations:
- измерения модуля коэффициента отражения согласованной нагрузки :- measurements of the coefficient of reflection coefficient of the matched load :
- определения значения из анализа частотной зависимости отношения (13);- value definitions from the analysis of the frequency dependence of the relation (13);
- определения cosψ по частотной зависимости, представленной выражением (14), принимая, что cosψ =1 при max и cosψ =-1 при max и, позволяет с некоторой степенью приближения определить частотные зависимости собственных параметров микропроцессорного панорамного измерителя КСВ и ослабления , и разность фаз ψ и, подставляя их в выражения (14), уменьшить погрешность рассогласования, обусловленную влиянием параметров ρ и d на результат измерения (7) и являющуюся основной погрешностью измерения в микропроцессорном панорамном измерителе КСВ и ослабления, вследствие чего повышается точность измерения.- determining cosψ from the frequency dependence represented by expression (14), assuming that cosψ = 1 at max and cosψ = -1 at max and, allows, with a certain degree of approximation, to determine the frequency dependences of the intrinsic parameters of the microprocessor panoramic SWR meter and attenuation , and the phase difference ψ and, substituting them in expressions (14), reduce the mismatch error due to the influence of the parameters ρ and d on the measurement result (7) and which is the main measurement error in a microprocessor panoramic meter SWR and attenuation, as a result of which the measurement accuracy is increased.
Экспериментальные исследования заявляемого способа доказали, что точность измерения повышается не менее чем в 1,5-2 раза.Experimental studies of the proposed method have proven that the measurement accuracy increases by at least 1.5-2 times.
Литература:Literature:
1. Елизаров А.С. Электрорадиоизмерения. - Минск: Высш. шк., 1986, с.271.1. Elizarov A.S. Electroradio measurements. - Minsk: Higher. school., 1986, p. 271.
2. А.с. СССР 951181 кл. G 01 R 27/04, 1980.2. A.S. USSR 951181 cells G 01 R 27/04, 1980.
3. а.с. СССР N 1322199, Кл. G 01 R 27/32, 1985.3. A.S. USSR N 1322199, Cl. G 01 R 27/32, 1985.
4. Техника средств связи, сер. РИТ, 1980, вып.4, с.34-40.4. Communication technology, ser. RIT, 1980, issue 4, p. 34-40.
5. Техническое описание прибора Р2-83, ЦЮ1.400.288 ТО.5. Technical description of the device Р2-83, ЦЮ1.400.288 ТО.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002116277/09A RU2253874C2 (en) | 2002-06-17 | 2002-06-17 | Method for panoramic measurement of uhf bipolar reflection coefficient |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002116277/09A RU2253874C2 (en) | 2002-06-17 | 2002-06-17 | Method for panoramic measurement of uhf bipolar reflection coefficient |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2002116277A RU2002116277A (en) | 2004-03-27 |
RU2253874C2 true RU2253874C2 (en) | 2005-06-10 |
Family
ID=35138070
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002116277/09A RU2253874C2 (en) | 2002-06-17 | 2002-06-17 | Method for panoramic measurement of uhf bipolar reflection coefficient |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2253874C2 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2488838C2 (en) * | 2011-11-03 | 2013-07-27 | Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнева" | Method for measurement of uhf load reflection factor |
RU2499272C1 (en) * | 2012-07-12 | 2013-11-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "КубГУ") | Method to determine amplitude-phase error of microwave mixer in metre of complex coefficients of transmission and reflection of microwave quadripoles |
RU2499271C1 (en) * | 2012-07-12 | 2013-11-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "КубГУ") | Device to measure complex coefficients of transmission and reflection of microwave quadripoles |
RU2731020C1 (en) * | 2019-06-21 | 2020-08-28 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по космической деятельности "РОСКОСМОС" | Method for measuring reflection coefficient of microwave load |
-
2002
- 2002-06-17 RU RU2002116277/09A patent/RU2253874C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Техника средств связи. РИТ, 1980, вып.4, с.34-40. * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2488838C2 (en) * | 2011-11-03 | 2013-07-27 | Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнева" | Method for measurement of uhf load reflection factor |
RU2499272C1 (en) * | 2012-07-12 | 2013-11-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "КубГУ") | Method to determine amplitude-phase error of microwave mixer in metre of complex coefficients of transmission and reflection of microwave quadripoles |
RU2499271C1 (en) * | 2012-07-12 | 2013-11-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "КубГУ") | Device to measure complex coefficients of transmission and reflection of microwave quadripoles |
RU2731020C1 (en) * | 2019-06-21 | 2020-08-28 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по космической деятельности "РОСКОСМОС" | Method for measuring reflection coefficient of microwave load |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2002116277A (en) | 2004-03-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6316945B1 (en) | Process for harmonic measurement accuracy enhancement | |
US4630228A (en) | Transmission line analyzer for automatically identifying the severities and locations of multiple mismatches | |
EP0064198B1 (en) | Apparatus for measuring noise factor and available gain | |
KR100538405B1 (en) | Automated microwave test system with improved accuracy | |
US8400165B2 (en) | Power calibration system | |
EP0216941B1 (en) | Apparatus for analysing two-channel transmission/reflection characteristics | |
US6448786B1 (en) | Stimulus/response system and method for vector characterization of frequency translation devices | |
RU2253874C2 (en) | Method for panoramic measurement of uhf bipolar reflection coefficient | |
US7079961B2 (en) | Method and apparatus for measuring impedance of electrical component under high interference conditions | |
US6396287B1 (en) | Process for measuring output harmonic relative to output fundamental with enhanced accuracy | |
RU2364875C1 (en) | Method to reveal actual contribution of electric circuit loads into distortion of power quality at common connection point | |
US6292000B1 (en) | Process for harmonic measurement with enhanced phase accuracy | |
RU2482504C2 (en) | Method for calibration of inherent s-parameters of devices for measuring complex coefficients of transmission and reflection of microwave four-terminal devices | |
US6982561B2 (en) | Scattering parameter travelling-wave magnitude calibration system and method | |
US7002357B2 (en) | Method and apparatus for phase calculation from attenuation values using a Hilbert transform for FDR measurements | |
SU868635A1 (en) | Device for measuring multi-terminal network impedance | |
US20250052846A1 (en) | Test and/or measurement system and method for calibrating a test and/or measurement system | |
SU1688187A1 (en) | Detection of interchannel decoupling for two-channel meter | |
SU1626193A1 (en) | Device for measuring complex reflection factor of shf two-terminal network | |
SU1725163A1 (en) | Standing-wave and attenuation panoramic meter | |
SU1582157A1 (en) | Method of calibrating selective measuring instruments | |
RU2302643C2 (en) | Method for testing quadripole parameters and panoramic device for realizing the method | |
Karaböce et al. | Bilateral Intercomparison of Ultrasound Power Standards Used for Calibrations in Medical Field | |
JPS60192271A (en) | Neighborhood electric field measuring device | |
SU1656419A1 (en) | Complex reflectivity meter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FA94 | Acknowledgement of application withdrawn (non-payment of fees) |
Effective date: 20041216 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040618 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20070420 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090618 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20120427 |
|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20130117 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130618 |