Федеральне агентство з освіти
Санкт-Петербурзький державний електротехнічний університет "ЛЕТІ"
Кафедра Електронного приладобудування
Доповідь
з дисципліни:
Вимірювання і випробування в СВЧ діапазоні
на тему
"Вимірювання НВЧ потужності"
Виконав:
Студент Лебедєв Р.Ю.
Група 5062
Перевірив:
Беневоленський Д. М.
Санкт-Петербург
2010
Зміст
Введення
1. Способи вимірювання НВЧ потужності
2. Методи вимірювання НВЧ потужності
2.1 Вимірювання поглинається потужності
2.2 Вимірювання прохідної потужності
Висновок
Список літератури
Введення
Потужність у загальному вигляді є фізична величина, яка визначається роботою, виробленої в одиницю часу. Одиниця потужності ват (Вт) відповідає потужності, при якій за одну секунду виконується робота в один джоуль (Дж). На постійному струмі і змінному струмі низької частоти безпосереднє вимірювання потужності часто замінюється виміром діючого значення електричної напруги на навантаженні U, діючого значення струму, протікає через навантаження, кута зсуву фаз між струмом і напруги P = UI cosП†. У НВЧ діапазоні вимірювання напруги і струму стає скрутним. Сумірність розмірів вхідних ланцюгів вимірювальних пристроїв з довгої хвилі є однією з причин неоднозначності вимірювання напруги та струму. Вимірювання супроводжуються значними частотними похибками. Слід додати, що вимірювання напруги і струму в хвилеводних трактах при деяких типах хвиль, втрачає практичний сенс, оскільки поздовжня складова в провіднику відсутня, а реальна різниця потенціалів між кінцями якого діаметру перетину хвилеводу дорівнює нулю. У зв'язку зі сказаним на частотах починаючи з десятків мегагерц переважним і більш точним ставати безпосереднє вимірювання потужності, а на частотах понад 10000 МГц - це єдиний вид вимірювання, однозначно характеризує інтенсивність електромагнітного коливання. Для безпосереднього вимірювання потужності СВЧ застосовують методи, засновані на фундаментальні фізичні закони, що включають метод прямого вимірювання основних величин: маси, довжини та часу.
При цьому розрізняють два основних випадку:
- вимірювання потужності, проходить від джерела в дану навантаження;
- вимірювання потужності, яку джерело може віддати в узгоджене навантаження (поглинається потужності).
1. Способи вимірювання НВЧ потужності
Вимірювання потужності джерела електромагнітних коливань (генератора).
Згідно загальноприйнятому визначенню, під потужністю генератора розуміють потужність, віддається їм у узгоджену навантаження (рис.1). У цьому випадку вимірювана потужність повністю розсіюється на деякій вимірювальному еквіваленті навантаження з наступним виміром потужності теплового процесу. Такі вимірювачі потужності називаються ватметри поглинаючого типу. Так як навантаження має повністю поглинати вимірювану потужність, то використання приладу можливе лише за відключеному споживачі. Результат вимірювання буде найбільш точним, якщо вхідний опір вимірювального приладу повністю узгоджено з вихідним опором досліджуваного генератора або хвильовим опором лінії передачі, тобто Zг = Z н.
В
Вимірювання електричної потужності, що виділяється в навантаженні, повний опір якої може бути довільно.
У цьому випадку між генератором і навантаженням включається спеціальний пристрій, що перетворює в іншу форму лише незначну частину переданої по лінія енергії і не порушує процесу її передачі (Рис.2)
В
Принципова відмінність цих двох груп полягає в тому, що приймальні перетворювачі в першому випадку розсіюють всю подводимую СВЧ потужність, а в другому, як правило, споживають незначну частину потужності, що проходить в навантаження.
Вимірювальне пристрій
Як правило, воно включає вузли та блоки, що перетворюють вихідний сигнал приймального перетворювача в сигнал, зручний для індикації й подачі на відліковий пристрій, калібратор (при необхідності) та інші допоміжні вузли. Залежно від типу приймального перетворювача, вимірювальним пристроєм може служити самобалансірующіхся міст або міст з ручним балансуванням (для біологічний і термісторні ватметрів), підсилювач постійного або змінного струму, імпульсний підсилювач, механічна вимірювальна система і т.д.
Основні вимоги, пред'являються до вимірювального:
- постійність коефіцієнта передачі в робочих умовах експлуатації (лінійна амплітудна характеристика);
- мала інерційність;
- мала нестабільності показань (у тому числі дрейф нуля);
- зручне і (або) автоматизоване управління.
Відліковий пристрій
Індукує потужність, рассеиваемую перетворювачем, в аналоговому або цифр...
