[其他]自動六端口反射計主機

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 85100132
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN85100132B
• 公開（公告）日: 1988-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐秉椿
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: G01R29/08
• 分類號: G01R29/08;G06F15/74
• 代理公司: 清華大學(xué)專利事務(wù)所
• 代理人: 廖元秋

本發(fā)明屬于自動化微波測試技術(shù)。

早期的微波反射計由定向耦合器、功率檢測計和比值計組成。如附圖1虛線框內(nèi)所示。它由二只相背的定向耦合器和一臺比值計組成定向耦合Ⅰ和Ⅱ的主臂內(nèi)有從信號源傳向待測件的入射波，也有從待測件傳向信號源的反射波。定向耦合器Ⅰ的耦合臂上接有功率檢測器D₁，理想情況下它的輸出信號U₁只與入射功率成正比而與反射功率無關(guān);定向耦合器Ⅱ的耦合臂上接有功率檢測器D₂，理想情況下它的輸出信號U₂只與反射功率成正比而與入射功率無關(guān)。比值計的指示與U₂/U₁成正比，在測試前，先將標(biāo)準反射元件接于測試口，并調(diào)節(jié)比值計指示使其與標(biāo)準件的指標(biāo)相符，以校準則試系統(tǒng)。在測試口接待測負載時，比值計按U₂/U₁的值指示待測件的反射系數(shù)。由于實際上D₁檢測到的除了入射波以外還有少量反射波，同樣D₂也檢測到少量入射波，所以它的測量精度除了依賴于功率檢測計和比值計的精度以外，還與定向耦合器在工作頻帶內(nèi)的方向性及系統(tǒng)的匹配程度等有關(guān)，在高指標(biāo)的定向耦合器難以獲得的情況下，該系統(tǒng)的測試精度是較低的。就其技術(shù)本身的原理來說，它只能測反射系數(shù)（＝反射波電壓值/入射波電壓值）的模。而實際上無論入射波電壓或反射波電壓以及它們的比值即反射系數(shù)都是一個復(fù)數(shù)，因此這種標(biāo)量反射系數(shù)測試儀在某些場合不能滿足微波測試工作者的需要。

上述標(biāo)量反射計中所用的兩只對接的定向耦合器，實際上可以將其看作為一個帶有一定微波特性的四端口網(wǎng)絡(luò)。如附圖2所示，3口為信號輸入口，4口為測試口，1口為入射波耦合口，2口為反射波耦合口。

本世紀七十年代以來，由于計算機技術(shù)和大規(guī)模集成電路的迅速發(fā)展，使得用六端口網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成矢量反射計成為可能。該技術(shù)原理圖如附圖3所示：它由一個六端口網(wǎng)絡(luò)和四個功率計組成。當(dāng)?shù)?口為參考口第5口接信號源而第6口接反射系數(shù)為Г的待測件時，各口的功率讀數(shù)由式（1）決定：

P_i/P₄=R_i|Γ-Q_i|²/|Γ-Q₄|²i=1～3（1）

式中R_i和Q_i是由六端口網(wǎng)絡(luò)及各功率計的微波特性決定的常數(shù)，它們與Г無關(guān)，且R_i為實數(shù)Q_i為復(fù)數(shù)。方程（1）可以寫成另一形式如下：

Γ=Σi=14(Bi+jCi)PiΣi=14DiPi (2)]]>

該式用于測量過程。式中B_i、C_i和D_i與式（1）中R_i及Q_i有關(guān)。通常情況下，它們實際上是未知數(shù)，我們可以通過用幾個已知的標(biāo)準負載Г_j接于第6口，從而讀得幾組P_i（i＝1～4），再由方程（2）解得，即所謂對六端口系統(tǒng)的校準。這個求解過程是極其繁瑣的在沒有電子計算機的年代，幾乎是不可能完成的。而現(xiàn)在通過計算機求解，使利用六端口技術(shù)成為現(xiàn)實。上述兩方程式的求解方法有多種，有的精度較高，但計算時間很長，通常只適用于標(biāo)準計量級測量;有的計算時間較短，但精度較差，適用于普通測量;人們根據(jù)自己不同需要可選用不同的方法求解。

在六端口系統(tǒng)的校準完成以后，只要在接待測負載的情況下，讀出一組P_i（i＝1～4）即可算出一個復(fù)反射系數(shù)值。