индикатор поля - частотомер свч диапазона

Формула изобретения

Индикатор поля - частотомер СВЧ диапазона, состоящий из операционного усилителя, цепи отрицательной обратной связи и двух диодов Шотки, причем анод первого диода соединен с инвертирующим входом операционного усилителя, неинвертирующий вход которого через резистор подключен к земляной шине, к которой также подсоединен катод второго диода, а выход операционного усилителя через цепь отрицательной обратной связи соединен с его инвертирующим входом, отличающийся тем, что в него дополнительно введены отрезок коаксиальной линии, коммутирующее устройство, устройство управления, анализирующее устройство и индикатор, при этом вход коаксиальной линии соединен с входом коммутирующего устройства, их выходы соединены между собой и с точкой соединения катода первого диода с анодом второго диода, выход операционного усилителя соединен со входом анализирующего устройства, выход которого соединен со входом индикатора, а выходы устройства управления соединены с управляющими входами коммутирующего и анализирующего устройств.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для измерения обнаруженных излучений маломощных радиопередающих устройств СВЧ диапазона.

Известны измерители частоты - частотомеры, принцип действия которых основан на измерении реактивного сопротивления, меняющегося монотонно и однозначно с изменением частоты [4, 5]. Наиболее распространенными элементами с такой частотной зависимостью являются катушка индуктивности, электрический конденсатор и их композицию - последовательный или параллельный колебательный контур [2, 3].

Основными недостатками данных устройств являются их сложность и невозможность их работы в СВЧ диапазоне.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к заявляемому изобретению является преобразователь тока в напряжение, описанный в [1]. Преобразователь тока в напряжение содержит операционный усилитель, цепь отрицательной обратной связи и два диода Шотки.

При этом анод первого диода соединен с инвертирующим входом операционного усилителя, неинвертирующий вход которого через резистор подключен к земляной шине, к которой также подсоединен катод второго диода, а выход операционного усилителя через цепь отрицательной обратной связи соединен с его инвертирующим входом, причем точка соединения катода первого диода с анодом второго диода является входом данного устройства, а выход операционного усилителя - его выходом.

Недостатком указанного устройства является отсутствие возможности измерения частоты обнаруженного сигнала.

Требуемый технический результат изобретения заключается в создании частотомера, работающего в области сверхвысоких частот, обладающего простой конструкцией и широким диапазоном измеряемых частот.

Требуемый технический результат достигается тем, что в устройство, состоящее из операционного усилителя, цепи отрицательной обратной связи и двух диодов Шотки, причем анод первого диода соединен с инвертирующим входом операционного усилителя, неинвертирующий вход которого через резистор подключен к земляной шине, к которой также подсоединен катод второго диода, а выход операционного усилителя через цепь отрицательной обратной связи соединен с его инвертирующим входом, дополнительно введены отрезок коаксиальной линии, коммутирующее устройство, устройство управления, анализирующее устройство и индикатор, при этом вход коаксиальной линии соединен со входом коммутирующего устройства их выходы соединены между собой и с точкой соединения катода первого диода с анодом второго диода, выход операционного усилителя соединен со входом анализирующего устройства, выход которого соединен со входом индикатора, а выходы устройства управления соединены с управляющими входами коммутирующего и анализирующего устройств.

Заявляемое техническое решение отличается от прототипа наличием новых блоков: отрезка коаксиальной линии, коммутирующего устройства, устройства управления, анализирующего устройства и индикатора, и их связями с остальными элементами схемы. Эти отличия позволяют сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию "новизна".

Требуемый результат достигается всей вновь введенной совокупностью существенных признаков, которые в известной патентной и научной литературе не обнаружены на дату подачи заявки. Следовательно, техническое решение соответствует "изобретательскому уровню".

На чертеже представлена структурная схема индикатора поля - частотомера СВЧ диапазона.

Индикатор поля - частотомер СВЧ диапазона содержит отрезок коаксиальной линии 1, коммутирующее устройство 2, операционный усилитель 5, цепь отрицательной обратной связи 6, два диода Шотки 3 и 4, устройство управления 7, анализирующее устройство 8 и индикатор 9.

При этом вход коаксиальной линии 1 соединен со входом коммутирующего устройства 2, их выходы соединены между собой и с точкой соединения катода первого диода 4 с анодом второго диода 3, инвертирующий вход операционного усилителя 5 соединен с анодом первого диода 4 и через цепь обратной связи 6 со своим выходом, неинвертирующий вход операционного усилителя 5 через резистор подключен к земляной шине, к которой также подсоединен катод второго диода 3, выход операционного усилителя 5 соединен с входом анализирующего устройства 8, выход которого соединен со входом индикатора 9, а выходы устройства управления 7 соединены с управляющими входами коммутирующего 2 и анализирующего 8 устройств, причем точка соединения входа коаксиальной линии 1 с коммутирующим устройством 2 является входом всего устройства.

Индикатор поля - частотомер СВЧ диапазона работает следующим образом.

В исходном состоянии на выходах устройства управления 7 отсутствует сигнал управления, при этом коммутирующее устройство 2 соединяет между собой вход и выход коаксиальной линии 1, тем самым подсоединяя вход устройства к точке соединения катода первого диода 4 с анодом второго диода 3. При подаче на вход устройства сигнала высокой частоты через диоды 3 и 4 начнет протекать ток, величина которого будет определять напряжение на выходе операционного усилителя 5. Сила тока через диоды будет зависеть от амплитуды входного напряжения. По команде устройства управления 7 анализирующее устройство 8 запоминает значение напряжения на выходе операционного усилителя 5, а коммутирующее устройство 2 размыкает выводы коаксиальной линии 1, тем самым подсоединяя вход устройства к точке соединения катода первого диода 4 с анодом второго диода 3 через отрезок коаксиальной линии 1. Напряжение на выходе коаксиальной линии 1 будет отличаться от напряжения на входе на величину затухания в линии, зависящего от частоты сигнала. Анализирующее устройство 8 запоминает второе значение напряжения на выходе операционного усилителя 5. По известным зависимостям затухания сигнала в отрезке коаксиальной линии от частоты сигнала [2, 3] анализирующее устройство 8 рассчитывает значение частоты сигнала на входе устройства и высвечивает его на индикаторе 9.

Таким образом, предложенный индикатор поля - частотомер СВЧ диапазона в сравнении с прототипом позволяет измерять частоту сигналов СВЧ диапазона.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Николаев А.В., Омельченко Б.В., Асеев А.О. Преобразователь тока в напряжение. Патент на изобретение № 2226741.

2. Антенны и устройства СВЧ. Под редакцией профессора Д.И.Воскресенского. - М.: Советское радио, 1972. - С.33-35.

3. Гасанов Л.Г. и др. Твердотельные устройства СВЧ в технике связи. - М.: Радио и связь. 1988. - С.38, 39.

4. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники. - М.: Мир, 1983. - С.165.

5. The Radio Amateur's Handbook. Published by The American Radio Relay League. Newington, Conn., USA, 1968. - P.557-559.