Измеритель мощности СВЧ - Microwave power meter
Измеритель мощности микроволнового излучения является инструментом , который измеряет электрическую мощность на СВЧ частотах , обычно в диапазоне от 100 МГц до 40 ГГц.
Обычно микроволновый измеритель мощности состоит из измерительной головки, которая содержит фактический чувствительный элемент мощности, соединенный кабелем с самим измерителем, который отображает показания мощности. Головка может называться датчиком мощности или креплением . Для разных частот или уровней мощности можно использовать разные датчики мощности. Исторически средства работы в большинстве комбинаций датчика мощности и измерителя заключались в том, что датчик преобразовывал микроволновую мощность в аналоговое напряжение, которое считывалось измерителем и преобразовывалось в показание мощности. Несколько современных головок датчиков мощности содержат электронику для создания цифрового выхода и могут быть подключены через USB к ПК, который действует как измеритель мощности.
Измерители мощности СВЧ имеют широкую полосу пропускания - они не избирательны по частоте. Для измерения мощности определенной частотной составляющей в присутствии других сигналов на разных частотах необходим анализатор спектра или измерительный приемник .
Сенсорные технологии
В качестве элемента измерения мощности использовалось множество различных технологий. У каждого есть свои преимущества и недостатки.
Тепловой
Термодатчики обычно можно разделить на две основные категории: датчики мощности с термопарами и датчики мощности на основе термисторов. Тепловые датчики зависят от процесса поглощения энергии радиочастотного и микроволнового сигналов и определяют возникающее в результате повышение температуры. Следовательно, они реагируют на истинную среднюю мощность сигнала, будь то импульсный, CW, AM / FM или любая сложная модуляция. (Agilent, 2008 г.). Датчики мощности термопары составляют большинство продаваемых в настоящее время датчиков тепловой мощности. Как правило, они достаточно линейны и имеют достаточно быстрое время отклика и динамический диапазон . СВЧ-мощность поглощается нагрузкой , повышение температуры которой измеряется термопарой. Датчики термопар часто требуют эталонного источника постоянного или микроволнового питания для калибровки перед измерением; это может быть встроено в измеритель мощности. Терморезистор основанных датчики мощности , такие как Keysight 8478B , как правило , используются только в тех ситуациях , когда их превосходная линейность имеет важное значение, так как они оба гораздо медленнее , и имеют меньший диапазон , чем любые динамические термопары или диодные датчики на основе. Датчики мощности на основе термисторов по-прежнему являются предпочтительными датчиками для стандартов передачи энергии из-за их возможности замещения постоянного тока. Другие технологии измерения температуры включают микроволновые калориметры и болометры , а также квазиоптические импульсные микроволновые датчики.
Диод
Многие СВЧ-головки используют диоды для выпрямления падающей СВЧ-мощности и обладают чрезвычайно быстрым откликом. Диод обычно используется в его квадратичной области и, следовательно, дает выходное напряжение, пропорциональное падающей РЧ-мощности. Чтобы расширить их динамический диапазон за пределы квадратичной области, используются схемы коррекции линейности или несколько наборов диодов. Благодаря усовершенствованию комплексного алгоритма компенсации данных и топологии диодных стеков диодные датчики, такие как Keysight E9300A , могут правильно реагировать на сложные модулированные сигналы в широком динамическом диапазоне. Подобно датчикам термопар, им часто требуется эталонный источник.
Напряженность поля
Другие технологии были исследованы или реализованы для использования в качестве датчиков мощности, но в настоящее время широко не используются; к ним относятся датчики крутящего момента , электронные пучки, МЭМС , датчики на эффекте Холла и атомные фонтаны .
Типы измерителей мощности СВЧ
Двумя основными типами измерителей мощности СВЧ являются:
- Измеритель средней мощности - измеряет истинную среднюю мощность сигнала и отображает мощность так же, как цифровой вольтметр.
- Измеритель пиковой и средней мощности - как осциллограф. Он отображает профиль или мощность огибающей сигнала в зависимости от времени и может выполнять синхронизированные измерения. В дополнение к измерениям пиковой, средней и средней мощности, высокопроизводительные модели могут выполнять автоматические импульсные измерения импульсного РЧ-сигнала, такие как средняя мощность импульса, время нарастания и спада, ширина импульса, скважность, частота повторения импульсов, выбросы и т. Д. спад, измерения задержки фронта. Он также может выполнять маркерные измерения.
Отображать
Измерители мощности обычно сообщают мощность в дБм ( децибел относительно 1 милли Вт ), дБВт (децибел относительно 1 Вт) или ваттах. Изготовители метров СВЧ мощности включают в себя: Aeroflex , Keysight , Anritsu , Bird Technologies , Boonton Electronics , Giga-Tronics, Роде и Шварц , Tektronix и тегам Inc. .
использованная литература
- «Руководство по принципам измерения мощности» . Бунтон . Бунтон . Проверено 1 ноября 2018 года .
- «Первый измеритель мощности СВЧ» . HPMemory . HPMemory . Проверено 1 ноября 2018 года .
- «4 шага к более точным измерениям мощности» (PDF) . Keysight . Keysight . Проверено 1 ноября 2018 года .
- «Основы измерения мощности ВЧ и СВЧ (Часть 2)» (PDF) . Keysight . Keysight . Проверено 1 ноября 2018 года .