ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
Измерение амплитудных характеристик или модуля коэффициента прохождения диэлектрических объ-
ектов сводится к измерению ослабления мощности проходящего СВЧ сигнала, которое проводится
одним из двух основных методов.
Метод отношения мощностей (квадратичного детектирования) состоит в сравнении мощностей,
принимаемых некоторым приемным устройством при наличии и отсутствии исследуемого объекта,
включаемого в СВЧ передающий тракт (рис. 3.5). Метод отношения мощностей применяется обычно
для измерения ослабления от 2 до 20 дБ. Измерение малых ослаблений (< 2 дБ) затруднено тем, что на
результаты существенно влияет нестабильность мощности генератора. Измерение ослаблений (>20 дБ)
ограничивается рабочим диапазоном применяемых кристаллических детекторов и индикатора. Свое во-
площение метод отношения мощностей нашел во многих конкретных измерительных схемах. Иссле-
дуемый четырехполюсник может быть включен, например, между двумя идентичными измерительны-
ми линиями, у которых уравнены мощности зондов. Уменьшение мощности в цепи зонда линии, нахо-
дящейся за включаемым четырехполюсником, компенсируется регулировкой усилителя в цепи этого
зонда. Изменение коэффициента усиления, необходимое для уравновешивания мощностей, зондов, яв-
ляется мерой потерь. С помощью этой схемы могут измеряться ослабления от 2 до 15 дБ с погрешно-
стью в 2 … 5 %. С целью увеличения разрешающей способности индикатора такой схемы и
уменьшения погрешности измерений из-за колебаний мощности генератора продетектированные сигна-
лы зондов линии могут быть поданы на дифференциальный трансформатор, вырабатывающий разност-
ный сигнал, который после усиления индицируется. С помощью такой схемы можно измерить ослабле-
ние сигнала менее 1 дБ с точностью ±0,01 дБ.
Рис. 3.5 Структурная схема измерительного устройства,
основанного на методе отношения мощностей:
1 – СВЧ генератор; 2, 4 – развязка; 3 – исследуемый объект;
5 – СВЧ детектор; 6 – индикатор
Основной погрешностью метода является погрешность квадратичности характеристик детекто-
ров, которая особенно сказывается при измерениях больших ослаблений, когда рабочая точка зна-
чительно смещается по характеристике. Эта погрешность оценивается примерно в ±0,15 дБ.
Нестабильность мощности генератора, которая составляет до ±0,03 дБ, целиком входит в случай-
ную погрешность метода. Случайная погрешность из-за вариации индикатора и из-за ошибки от-
счета составляет обычно ±0,02 – 0,04 дБ. Систематическая погрешность из-за нелинейности шкалы
индикатора оценивается в 0,02 дБ.
При исследовании диэлектриков в свободном пространстве необходимо учитывать ошибку, вы-
званную отражениями электромагнитных волн диэлектрическим образцом и установлением простран-
ственных стоячих волн. Если при измерении ослабления обычного четырехполюсника можно устранить
отражения от его входа и выхода, то при исследовании диэлектрических образцов, расположенных в
свободном пространстве, эти отражения неизбежны.
Метод замещения заключается в том, что ослабление, вносимое исследуемым объектом, компен-
сируется (замещается) изменением ослабления калиброванного аттенюатора, по шкале которого произ-
водится отсчет. Метод свободен от погрешностей индикаторов и детекторов, стоящих за образцовым
аттенюатором, так как измерение ослабления происходит при фиксированном уровне выходной мощно-
сти, регистрируемой индикатором. Диапазон измеряемых ослаблений составляет 0,2 … 80 дБ и зависит
от конструктивных возможностей исполнения аттенюаторов. Точность измерений зависит в основном
от согласования измерительного тракта и точности того же образцового аттенюатора. В диапазоне СВЧ
существует несколько способов измерения ослабления методом замещения: измерение может быть
осуществлено непосредственно на рабочей частоте, на преобразованной более низкой частоте либо на
постоянном токе [6, 7, 10].
1 2 3 4 5
6
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 64
- 65
- 66
- 67
- 68
- …
- следующая ›
- последняя »
