 |
Тема 1.8. Измерение мощности на ВЧ и СВЧ
|
|
|
|
Определение понятий мощности. Мгновенная и средняя мощность, импульсная мощность. Поглощаемая и проходящая мощность в линиях передачи СВЧ, влияние согласования (с нагрузкой). Простые измерители поглощаемой мощности (на основе ВЧ-амперметров и пиковых вольтметров). Термоэлектрические измерители (с термоэлектрическими преобразователями) на СВЧ. Термисторные (болометрические) измерители мощности СВЧ (поглощаемой и проходящей).
Калориметрические измерители мощности (поглощаемой и проходящей). Измерители проходящей мощности на датчиках Холла и пондеромоторные.
Методические указания
При изучении этой темы необходимо обратить внимание на необходимость согласования измерителей мощности с измеряемым трактом. Особое внимание следует уделить изучению устройства и работы термоэлектрических и термисторных ваттметров, которые получили наибольшее распространение в практике радиоизмерений.
Литература: [1, п.8.4], [2, гл. 9], [3, р. 3 ], [4, гл.10].
Вопросы для самопроверки
1. В чём состоят особенности измерения поглощаемой и проходящей мощности?
2. Чем объясняется необходимость согласования измерителей мощности с измеряемым трактом?
3. Какие основные физические эффекты используются для измерения мощности и каковы особенности различных ваттметров СВЧ и ВЧ?
4. Что такое болометры и термисторы, каковы их характеристики?
5. Каковы особенности устройства и работы мостовых измерителей мощности с использованием термисторов и болометров?
Тема 1.9. Измерение напряженности поля
Параметры электромагнитного поля, связь между ними.
Индикаторы поля с рамочной антенной (в диапазоне ДВ, СВ и КВ).
Индикаторы поля со штыревыми, дипольными и рупорными антеннами (в диапазоне УКВ и СВЧ).
|
|
|
Измерительные радиоприемники и измерители радиопомех.
Методические указания
Начать изучение темы следует с усвоения особенностей электромагнитных волн и характеризующих их параметров, связи между ними. Нужно ознакомиться с различными типами антенн для индикаторов поля, определением их действующей высоты (длины). Уяснить особенности измерительных приемников (по сравнению с др.), способы калибровки их при измерении напряженности поля. Следует отметить, что эта тема представлена лишь в немногих учебниках, поэтому для ее изучения может потребоваться дополнительная литература.
Литература: [1, гл. 8], [5, п.12.1]
Вопросы для самопроверки
1. В каких единицах принято определять величину напряженности электромагнитного поля и как осуществлять пересчет при измерении различных его компонент?
2. Чем различаются устройство и схемы построения индикаторов поля для различных диапазонов частот?
3. Как определяется действующая высота (длина) различных измерительных антенн?
4. Как можно повысить чувствительность некоторых типов индикаторов поля?
5. В чем состоят особенности построения схем измерительных приемников (по сравнению с др.)?
6. Какие существуют способы калибровки измерителей напряженности поля?
Тема 1.10. Измерение характеристик случайных процессов
Случайные процессы (СП) в радиотехнике, их характеристики. Стационарность и эргодичность СП. Измерение среднего и среднего квадратического значений, дисперсии. Измерение функций распределения СП. Измерение корреляционных функций и спектров мощности.
Методические указания
Случайные процессы (СП) играют большую роль. К ним относятся напряжения и токи собственных шумов элементов (как активных, так и пассивных) радиоаппаратуры, сигналы речи, музыки, сигналы других радиосистем, помехи различного происхождения и т.д. Изучение СП требует применения статических методов анализа. Необходимо чётко уяснить такие специфические свойства СП, как стационарность и эргодичность. Последнее позволяет определить различные параметры СП (среднее значение, дисперсию и др.) по одной реализации, а не по множеству (ансамблю) реализаций. Следует усвоить, что некоторые простые параметры СП можно измерить такими приборами, как электронные вольтметры, измерители мощности, цифровыми частотомерами, анализаторами спектра. И только для измерения коррекционных функций СП нужны специализированные измерители – коррелометры.
|
|
|
Следует отметить, что эта тема представлена не во всех учебниках и в небольшом (как правило) объеме, поэтому для её изучения может потребоваться дополнительная литература.
Литература: [2, гл. 12], [4, гл. 12]
Вопросы для самопроверки
1. В чём заключается стационарность СП и эргодичность?
2. Как определяются среднее значение (математическое ожидание) и среднее квадратическое значение СП, дисперсия, как можно измерить эти параметры?
3. Как определяется функция распределения СП (интегральная и дифференциальная), как измерить?
4. Как определяются автокорреляционная и взаимнокорреляционная функция и как их измерить?
5. Какая связь между корреляционной функцией и спектром мощности СП, как измерить спектр СП?
Раздел 2. Измерение параметров радиоцепей на ВЧ и СВЧ
Тема 2.1. Измерение полных сопротивлений
Использование измерителей добротности для измерения полных сопротивлений на ВЧ. Использование длинных линий для измерения полных сопротивлений на ВЧ и СВЧ. Измерительные линии. Простые измерители полных сопротивлений (рефлектометры) на ВЧ и СВЧ. Измерители КСВ и ослабление на ВЧ и СВЧ панорамные.
Методические указания
Наиболее простые резонансные измерители добротности (Q-метры) позволяют измерять, кроме емкости и потерь конденсаторов и индуктивности и добротности катушек индуктивности, еще и параметры полных сопротивлений (проводимостей) на ВЧ (до 250 МГц) их активных и реактивных составляющих. Методику этих измерений следует освоить.
Измерения в распределенных цепях (на СВЧ), как правило, всегда сложнее, чем в сосредоточенных, они почти всегда косвенные. Поэтому для уменьшения погрешностей измерений необходимо тщательное согласование измерительных устройств (измерительных линий, рефлектометров, измерителей КСВ и др.) с генератором и нагрузкой.
|
|
|
Литература: [1, гл.5], [2, гл.11], [3, р.5, 6], [4, гл. 13, 15].
Вопросы для самопроверки
1. В чём особенности резонансных методов измерения параметров L и C на ВЧ?
2. Как можно с помощью резонансного измерителя добротности измерить параметры полных сопротивлений (проводимостей) на ВЧ?
3. Как можно измерить полное сопротивление нагрузки при помощи измерительной линии?
4. Какие источники погрешностей характерны для измерительных линий?
5. Как связан коэффициент стоячей волны (КСВ) с коэффициентом отражения?
6. Каково устройство и принцип работы рефлектометра, каковы его возможности для измерения полных сопротивлений на СВЧ?
7. Как устроены и работают панорамные измерители КСВ и ослаблений на СВЧ?
|
|
|
