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Misuratori di potenza

Figura 1: misuratore di potenza R&S®NRX dotato di due sonde a diodo multipath.
(per gentile concessione di Rohde & Schwarz)

Figura 1: misuratore di potenza R&S®NRX dotato di due sonde a diodo multipath
(per gentile concessione di Rohde & Schwarz)

Misuratori di potenza

Il rapido sviluppo della microelettronica ha anche cambiato gli strumenti di misura. In linea di principio, l'intera sequenza di misurazione per una misura di potenza RF viene eseguita all'interno del piccolo sensore di potenza (Fig. 3). Solo i dati della misurazione sono ancora trasportati da qualche parte e quindi qualsiasi computer o portatile con un'interfaccia adatta e il software appropriato può essere utilizzato come dispositivo di visualizzazione. Tuttavia, ci sono anche speciali dispositivi di base che praticamente contengono un computer e possono visualizzare il risultato della misurazione (Fig. 1). Dove in passato si usavano due contatori, ora si possono collegare due o più sensori di potenza a un'unica unità di base.

I misuratori di potenza precedenti potevano solo visualizzare un valore medio. Quando si misurano gli impulsi RF, la potenza dell'impulso doveva essere calcolata dalla potenza media misurata usando un duty cycle che si presumeva essere noto. Con i nuovi strumenti di misura, l'andamento del segnale RF misurato viene visualizzato come su un oscilloscopio e un campo di misura può essere definito direttamente sopra l'impulso da misurare, in modo da poter visualizzare direttamente anche la potenza dell'impulso.

Figura 2: ponte di misura per il metodo termico

Figura 2: ponte di misura per il metodo termico

Sensore di potenza

Il sensore di potenza contiene un ponte di misurazione della resistenza con un termistore (Fig. 2). Questo ponte di misura è composto da due divisori di tensione R1 con R3 e R2 con R4 e sono alimentati con una tensione ausiliaria Uh. Se il rapporto delle resistenze in ciascuno dei divisori di tensione è lo stesso, allora la tensione di misura Um è zero. Tuttavia, il termistore R3 cambia il suo valore di resistenza a seconda della temperatura. Una regolazione dello zero potrebbe poi essere fatta con il potenziometro R4 se la temperatura ambiente si discosta.

Attraverso questo termistore scorre una volta la componente DC dal cablaggio del ponte di misura della resistenza , ma inoltre attraverso i condensatori anche la componente ad alta frequenza dal collegamento di misura. Questa potenza supplementare riscalda il termistore e aumenta la sua resistenza interna. Di conseguenza, il ponte di misura diventa sbilanciato e scorrono correnti di equalizzazione misurabili, dalle quali si può calcolare l'entità della potenza RF.

Figura 3: Sensori di potenza con il metodo termico
(per gentile concessione di Rohde & Schwarz)

Figura 3: Sensori di potenza con il metodo termico
(per gentile concessione di Rohde & Schwarz)

La versione classica di un sensore di potenza ha una precisione di misurazione molto alta. Questi sensori di potenza termica sono molto lenti a causa di questa modalità di funzionamento. D'altra parte, non si preoccupano affatto della frequenza di questa potenza RF. Pertanto, sono estremamente a banda larga e la loro larghezza di banda è limitata solo dalle capacità che risultano dall'adattamento dell'impedenza della linea di alimentazione. Sono anche completamente indipendenti dalla forma d'onda o da qualsiasi modulazione.

Un altro vantaggio è che il termistore non si preoccupa nemmeno se un'ulteriore potenza RF o un'ulteriore corrente DC scorre attraverso di esso. Quindi un tale sensore di potenza può essere calibrato internamente con la corrente continua!

Manipolazione dei sensori

Un sensore di potenza per la misurazione RF è molto sensibile a un carico troppo alto. Una potenza HF troppo alta distruggerebbe il termistore e renderebbe il dispositivo inutilizzabile. Perciò si dovrebbe sempre valutare prima della misurazione, quale risultato di misurazione è previsto nel punto di misurazione e se è compatibile con il sensore di potenza. In caso di dubbio, il sensore di potenza dovrebbe essere protetto da attenuatori a monte, che possono poi essere rimossi passo dopo passo a seconda del risultato della misurazione se il risultato della misurazione ha un valore troppo piccolo.

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