SU716401A1 - Свч-коррелометр - Google Patents

Description

(54) СВЧ КОРРЕЛОМЕТР

i Изобретение относитс  к радиоизмерительной технике, а именно к уст ройствам, предназначенным дл  измерени  коррел ционных функций сигналов с весьма малым интервалом корре л ции ( с) и можетбыть .использовано, в  дерной технике, в нано- и пикосекундной импульсной технике. ; .; ; ;. Известен СВЧ коррелометр fl параллельного действи , содержащий по лосковую линию задержки и р д умножителей , размещенных так, что перемножаемые сигналы поступают на каждый из них С определенной фиксированной задержкой. Дл  измерени  кор рел ционной функции сигналов выходы перемножительных  чеек по очереди подключаютс  к входу осциллографа. Как известно, точность измерени , коррел дионнУх функций определ етс:  в частности, минимальным шагом,задержка , т.е. интервалом между значени ми задержки, при которых измер ютс  отдельные точки коррел цио Ной функции. В известном коррелометре шаг задержки фиксирован и забисит от числа  чеек.,, Недостатком такого устройства  вл етс  его сложность и мала , точ ность ввиду разброса параметров перемножителей и конечногочисла  чеек. Известен KOppejioMeTp последовательного действи  2}, содержащий полосковую линию, к которой посредством скольз щего.контакта подключен нелинейный элемент, и интегратор. Сигналы поступают на- оба конца линии. При перемещении нелинейного элемента, вдоль, линии на него поступает сумма входных сигналов, врем  задержки между которыми определ етс  в каждой точке рассто нием от этой точки до концов линии. На выходе интегратора регистрируют коррел ционную функцию входных сигналов. Однако при измерении коррел ционных функций с малым интервалом коррел ции точность; обеспечиваема  известным коррелометром , во многих случа х нёдостаточна. Так например, при измерении коррел ционной функции вида случайного гармонического сигнала а частотой 10 ГГц, дл  обеспечени  погрешности не более 1% минимальный шаг времени задержки должен составл ть не более 7 ПС. Это соответствует перемещению нелйнейного элемента вдоль полоскоВОЙ линии известного коррелометра на величину менее 1 мм. При измерении ко5 рёл циЬнньЬ ; функций более высокочастотных сигналов, а также дл  сигналов с меньшим интервалом корре г ции нёобходима   величина указываетс  меньше 7 пс, т.е. требуетс  перёме щение нелинейного элемент а меньше /чем на 1 м. В йзШЙ-йЪй корр ёл6метре техническа  реализаци  шага задержки указанной величины представл ет собой задачу практически неосуществимую , что ведет к невозможности обеспечени  необходимой точности . Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  коррел цион ных функций при уменьшении шага задерж| и . . Поставленна  цель достигаетс  тем что Ь СВЧ коррелометр, содержащий ос новную полосксвую ; линию задержки со слбёМдиэлектрика, нелинейный элемент,выход которого подключен к вхо ду интегратора, дополнительно введены два разветвител , входы которых -ЯВЛЯЮТСЯ соответственно первым-и вто рым входами коррелометра, фазовращатель , втора  полОсковаЯ лини  задерж ки со слоем диэлектрика и подвижна  диэлектрическа  пластина, размещенна  между сло ми диэлектрика первой и второй полосковых линий задержки, причемвходы первой колосковой линии задержки соединены соответственно с первыми.выходами первого и второго разветвителей, входы второй полосковой линии ззщержки соединены соответ . ственно со вторым входом первого раз ветвител  и с выходом фазовращател , вход которого подключен к второму вы ходу второго развётвител , вход lieлинейного элемента соединен с отводом первой полосковой линии задержки.-. На фиг. 1 приведена структурна  схема СВЧ коррелометра; на фиг. 2 - один из вариантов выполнени  св. занных полосковых линий с введенной диэлектрической пластиной. СВЧ коррелометр содержит основную полосковую линию 1 заодержки длиной Е и вторую полосковую линию 2 задержки , св занную с линией 1. Линии 1, 2 разделены слоем основного диэлектрика 3. С возможностью ввода в основной диэлектрик 3 и вывода из него . установлена диэлектрическа  пластина 4. К фиксированной точке линии 1 На рассто нии 6 от ее первого входа подключен нелинейный элемент 5, на выходе которого включен интегратор б Первый и второй вхЬдылиний 1 соеди нёны с первами выхйдс1Мй развётвите лей 7, 8 соответственно. Первый вход линии 2 соединен со вторым выходом разветвител  7.непосредственно, а второй вход линии 2.соединен со вторым выходом разветвител  8 через фазовращатель 9. СВЧ коррелометр работает следуюим образом. Сигнал 2 Ui(t) поступает на вход азветвител  7, а сигнал 211(1) потупает На вход разветвител  З.Разетвители 7,- 8 обеспечивают разделение входных сигналов на два сигнала, авных по амплитуде и фазе. На первые ходы с в занных линий 1, 2 поступают инфазные сигналы U, (t). На второй ход полосковой линии 1 поступает игнал U(t), а на второй вход линии 2 - сигналы -U2(t)J , сдвинутый фазоращателем 9 на 180 по сравнению с игналом Ua(f) на втором входе лиии 1. Синфазные сигналы, поступаюДие на св занные полосковые линии , 2 со стороны их первых входов, озбуждают в каждой из них быстрые олны. Скорость этих волн определ ет  параметрами полосковых линий 1, 2: ТГГ де L,C - соответственно распределенные индуктивность и емкость прлосковых линий. Противофаз ные сигналы и ,j(t) и -(i(t}l поступающие на св занные полосковые линии 1, 2 со стороны их вторых входов , возбуждают в каждой из них медленные волны, которые распростран ютс  в лини х со скоростью V L() где GO емкость св зи между лини ми 1, 2. Лини  1 осуществл ет суммирование сигналов, поступивших со стороны первого и второго входов Поэтому на вход Нелинейного элемента 5 поступаетсумма сигналов + и. (t - -tr ) , -задержка сигнала U(t) относительно первого входа линии 1; -задержка сигнала U,2.(t) относительно второго входа линий 1. Задержка сигналов U(t) и ) друг относительно друга на входе нел инейногО элемента 5 составит Т -С, Напр же ие с выхода нелинейного элемента 5 U -Ct-ET,) - U(t- С,) + 2U, и t - {C.-li); поступает на интегратор б, на выхо которого регистрируют коррел ционную функцию входных сигналов, При вводе диэлектрической пласт ны 4 в основной диэлектрик 3 или вы воде из него измен етс  ёмкость С( св зи между лини ми 1,2 ;.: Со е-1 d 6-id - АВ- to cc-(g - €о ) где Сп -емкость св зи при выведенной клиновид ной пластине; -площадь перекрыти  св занных линий; -зазор между лини ми -ход пластины; , -диэлектрическа , про ницаемость: основног диэлектрика 3; -диэлектрическа  про ницаемость диэлектр ческой пластин 4; - угол между плоскост ми ;;линовидной плас тины. ;.. Это приводит к изменению скорости медленных волн в лини х 1, 2. Эта скорость принимает значение W2Co ,cJ e,dt-4etQ;-.(-€j:i в точке подключени  нелинейного элег мента 5 задержка сигналов l)(t) и Uo(t) друг относительно друга состав л ет . , -т где - задержка сигнала U(t) отно сительно .второго входа линии 1 при новом положении диэлектрика 3; . V, - скорость распространени  медленных волн при но5зом , положении диэлектрика:3. При этом шаг задержки . - -- 4r-v| - -- l « После подстановки выражений дл  Ч и vi получкм ;.

.Ai: {e-ejVLc d-Ae-tc5ci (,

.в частном случае, при 9-6. 0,01 м/

УИс 5 - ; d 0,003 м;. Ае м .

0,001 м; с 10° к 0,33,- .получим л t 2 по.

50

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Приборыи техника эксперимента, 55 1971, № 5, с. 144-145.

2.Авторское свидетельство СССР № 217069, кл. G Об G 7/19, 1967. Таким образом при измерении rapмонической коррел ционной функции вида /К(Я Cos2JfoTf с частотой 10 ГГц обеспечиваетс  погрешность менее 1%. Величина дГ может быть уменьшена за счет соотвётствующего выбора величин d, oi , , что дает . возможность повысить точность измерени . . Таким образом, использование в СВЧ коррелометре двух св занных полоскозых линий:в качестве линии задержки .и сумматора и регул ированйё |св зимежду-лини ми -за счет изме.не-. ни ,эффективной диэлектрической проницаейости основного диэлектрика, раздел ющего линии, позволило обеспечить весьма малый шаг задержки и повысить тем самым точность измерени  коррел ционных функций сигналов

Claims (1)

1. Формула изобретени  СВЧ коррелометр, содержгиций полосковую линию задержки со слоем диэлектрика , нелинейный элемент, выход которого подключён к входу интегратора , о тлича.ющийс  тем, что, с целью повышени  точности при уменьшении шага заде,, в коррел -тор введены два разветвител , входы которых  вл ютс  соответственно первым и вторым входами коррелометра, фазовращатель, втора  полоскова  лини  задержки.со слоем диэлектрика и подвижна  диэлектрическа  пластина, размещенна  между сло ми диэлектрика первой и второй полосковых линий задержки , причем входы первой полосковой линии задержки соединены соответственно с первыми выходами первого и второго разветвителей,. входы второй полосковой,линии задержки соединены соответственносо вторым выходом первого разветвител  и с выходом фазовращател , вход которого подклю- . чен ко второму выходу второго разветЕителЯ|вход нелинейного элемента соединен с отводом первой полосковой линии задержки. ..

   Н

   k

   3