Измерительные приборы

Среди СВЧ измерительных приборов особое место занимает установка СВЧ-стенда, состоящая из СВЧ устройств. Вся эта установка с небольшими изменениями способна измерять многие значения, такие как длина волны волновода, длина волны в свободном пространстве, длина волны отсечки, импеданс, частота, КСВН, характеристики клистрона, характеристики диода Ганна, измерения мощности и т. Д.

Выходная мощность микроволн при определении мощности обычно не имеет большого значения. Они меняются в зависимости от положения в линии передачи. Должно быть оборудование для измерения мощности СВЧ, которое обычно представляет собой стенд СВЧ.

Установка для общих измерений на микроволновом стенде

Эта установка представляет собой комбинацию различных частей, которые можно подробно рассмотреть. Следующий рисунок ясно объясняет установку.

Генератор сигналов

Как следует из названия, он генерирует микроволновый сигнал порядка нескольких милливатт. При этом используется метод модуляции скорости для преобразования непрерывного волнового пучка в мощность в милливатт.

Генератор на диоде Ганна или лампа Reflex Klystron могут быть примером для этого генератора микроволнового сигнала.

Прецизионный аттенюатор

Это аттенюатор, который выбирает желаемую частоту и ограничивает выходной сигнал от 0 до 50 дБ. Это переменная величина, которую можно отрегулировать в соответствии с требованиями.

Переменный аттенюатор

Этот аттенюатор устанавливает величину ослабления. Это можно понимать как точную настройку значений, при которой показания сравниваются со значениями прецизионного аттенюатора.

Изолятор

Это удаляет сигнал, который не требуется для достижения крепления детектора. Изолятор позволяет сигналу проходить через волновод только в одном направлении.

Частотомер

Это устройство, которое измеряет частоту сигнала. С помощью этого частотомера сигнал можно настроить на его резонансную частоту. Это также обеспечивает возможность передачи сигнала в волновод.

Кристаллический детектор

Зонд кристаллического детектора и крепление кристаллического детектора показаны на рисунке выше, где детектор подключен через зонд к держателю. Это используется для демодуляции сигналов.

Индикатор стоячей волны

Вольтметр стоячей волны обеспечивает считывание коэффициента стоячей волны в дБ. Волновод имеет некоторый зазор для регулировки тактовых циклов сигнала. Сигналы, передаваемые волноводом, передаются по кабелю BNC на КСВН или CRO для измерения его характеристик.

Стенд СВЧ, настроенный в приложении реального времени, будет выглядеть следующим образом:

Теперь давайте взглянем на важную часть этой микроволновой скамьи - линию с прорезями.

Линия с прорезями

В микроволновой линии передачи или волноводе электромагнитное поле рассматривается как сумма падающей волны от генератора и отраженной волны к генератору. Отражения указывают на несовпадение или разрыв. Величина и фаза отраженной волны зависит от амплитуды и фазы отражающего импеданса.

Полученные стоячие волны измеряются для определения несовершенства линии передачи, что необходимо для получения информации о рассогласовании импеданса для эффективной передачи. Эта линия с прорезями помогает измерить коэффициент стоячей волны микроволнового устройства.

строительство

Линия с прорезями состоит из отрезка линии передачи с прорезями, на котором должны выполняться измерения. Он имеет подвижную каретку зонда, позволяющую подключать зонд, где это необходимо, а также возможность прикрепления и обнаружения прибора.

В волноводе в центре широкой стороны в осевом направлении сделана прорезь. Подвижный зонд, подключенный к кристаллическому детектору, вставляется в паз волновода.

Операция

Выход кварцевого детектора пропорционален квадрату приложенного входного напряжения. Подвижный зонд обеспечивает удобное и точное измерение в его положении. Но когда зонд перемещается, его выходной сигнал пропорционален диаграмме стоячей волны, которая формируется внутри волновода. Здесь используется регулируемый аттенюатор для получения точных результатов.

Выходной КСВН может быть получен

$$ VSWR = \ sqrt {\ frac {V_ {max}} {V_ {min}}} $$

Где $ V $ - выходное напряжение.

На следующем рисунке показаны различные части помеченной линии с прорезями.

Детали, обозначенные на рисунке выше, обозначают следующее.

Пусковая установка - Приглашает сигнал.
Меньшая часть волновода.
Изолятор - предотвращает отражение от источника.
Вращающийся регулируемый аттенюатор - для точной настройки.
Щелевой участок - для измерения сигнала.
Регулировка глубины зонда.
Регулировки настройки - Для получения точности.
Кристаллический детектор - обнаруживает сигнал.
Согласованная нагрузка - Поглощает выходную мощность.
Короткое замыкание - возможность замены нагрузкой.
Поворотная ручка - для регулировки во время измерения.
Нониус - для точных результатов.

Для получения на осциллографе низкочастотного модулированного сигнала используется щелевая линия с перестраиваемым детектором. Каретка с прорезями и настраиваемым детектором может использоваться для измерения следующего.

VSWR (коэффициент стоячей волны напряжения)
Образец стоячей волны
Impedance
Коэффициент отражения
Обратные потери
Частота используемого генератора

Настраиваемый детектор

Перестраиваемый детектор представляет собой опору для детектора, которая используется для обнаружения низкочастотных микроволновых сигналов с прямоугольной модуляцией. Следующий рисунок дает представление о настраиваемом креплении детектора.

На следующем изображении представлено практическое применение этого устройства. Он заканчивается на конце и имеет отверстие на другом конце, как и предыдущее.

Чтобы обеспечить соответствие между системой передачи микроволн и креплением детектора, часто используется настраиваемый шлейф. Существует три различных типа настраиваемых заглушек.

Настраиваемый волноводный детектор
Настраиваемый коаксиальный детектор
Настраиваемый зонд-детектор

Также есть фиксированные заглушки вроде -

Фиксированный широкополосный настроенный зонд
Крепление детектора с фиксированным волноводом

Крепление извещателя - это заключительный этап микроволнового стенда, который заканчивается в конце.