Измерения параметров электромагнитных волн на сверхвысоких частотах
В другом варианте панорамного измерителя КСВ сигнал с диодной камеры ответвителя, пропорциональный амплитуде отраженной волны в тракте, подается непосредственно на вертикальные пластины осциллографа. Точность измерений теперь уже зависит от постоянства мощности свип-генератора во всем диапазоне свипирования. Для стабилизации изменений мощности сигнала, неизбежно имеющих место при частотной модуляции, в генераторе предусмотрен автоматический регулятор мощности. Часть ответвленной падающей мощности подается на вход схемы автоматического регулирования, где происходит ее сравнение с опорным напряжением. Вырабатываемый схемой сигнал ошибки поступает на первый анод ЛОВ (стабилизация с внутренним управлением) или на электрически управляемый аттенюатор (внешняя стабилизация), благодаря чему обеспечивается постоянный уровень мощности в полосе частот.
Таблица 3.
Параметры автоматических панорамных измерителей КСВ и ослабления.
| Тип прибора | Диапазон частот, ГГц | Полоса свипирования, МГц | Измерение КСВ | Измерение ослабления | ||
| Предел | погрешность, % (КСВ<2) | предел, ДВ | Погрешность, дБ | |||
| Предел | погрешность, % (КСВ<2) | предел, ДВ | Погрешность, дБ | |||
| Р2-36/1
Р2-37 Р2-38
Р2-40 Р2-43 Р2-45 Р2-32 | 0,625-1,25
1,07-2,1 2-4
2,6-4 5,55-8,33 8,15-12,42 11,55-6,66 |
Максимально 1070, минимально 6,25 Максимально 2000, минимально 20
Максимально 5200, минимально 230 | 1,05-2
1,07-2 1,07-2
1,06-2 1,06-2 1,06-2 1,05-2 | 3
5 5
5 5 5 5 | 0-35
0-30 5
0-30 0-30 0-30 0-30 | 0,5-0,05 А
0,5-0,05 А 0,5-0,05 А
0,5-0,05 А 0,5-0,05 А 0,5-0,05 А 0,5-0,05 А |
Панорамные измерители могут работать в режиме амплитудной модуляции импульсным напряжением прямоугольной формы с частотой 100 КГц. Наряду с периодической перестройкой частоты с разными периодами и с остановкой свипирования на выбранной частоте с автоматическим отсчетом возможна и ручная перестройка частоты при помощи частотомера со следящей установкой измеряемой величины.
Панорамные измерители КСВ позволяют измерять и ослабления, вносимые четырехполюсниками. Измерение ослабления сводится к определению отношения мощностей выходного и входного сигналов четырехполюсника.
Автоматические панорамные измерители КСВ и ослаблений, выпускаемые промышленностью, перекрывают частотный диапазон от 0,02 до 16,66 ГГц. Основные параметры некоторых из них приведены в табл. 3. В таблице А-ослабление, установленное по шкале аттенюаторов. Вход ВЧ-мощности у первых трех приборов коаксиальный, а у остальных - волноводный.
Другим типом автоматических измерителей являются панорамные измерителя полных сопротивлений и измерители комплексных коэффициентов передачи. Результаты измерений представляют в полярных или прямоугольных координатах на экране осциллографа 1В виде зависимости полного сопротивления исследуемого объекта в функции частоты.
Прибор состоит из трех блоков: свип-генератора, датчика полных сопротивлении и индикатора (рис. 14). Датчик полных сопротивлений представляет собой ВЧ-узел с четырьмя измерительными головками, с выхода которых снимаются НЧ-напряжения. Головки располагаются на расстоянии λв/8 друг от друга.
|
Рис. 14. |
Установим связь между сигналом на выходе квадратичного детектора измерительной головки и коэффициентом отражения в линии. Запишем напряжение на первом зонде в виде
(13)
где ψ=2kzz-ψн; z - расстояние между зондами и нагрузкой; ψн и |Г| -фаза и модуль коэффициента отражения от нагрузки. Представим напряжение на первом зонде так:
(14)
Тогда ток, проходящий через детектор с квадратичной характеристикой:
(15)
где b- постоянная величина. Ток через детектор, связанный с третьим зондом и отстоящий от первого на расстояние λв/2, равен
(16)
Соответственно токи через второй и четвертый детекторы
(17)
(18)
Измерительные головки должны быть настроены так, чтобы 
. Тогда на выходе вычитателя, связанного с первой и третьей измерительными головками, будет сигнал, определяемый выражением
(19)
а на выходе другого вычитателя, связанного .со второй и четвертой; измерительными головками, сигнал представится в виде
