www.radartutorial.eu www.radartutorial.eu Основы радиолокации

Измеритель мощности

Рисунок 1. Измеритель мощности HP 438 B

Рисунок 1. Измеритель мощности HP 438 B

Измеритель мощности (например, Рисунок 1) предназначен для измерения мощности высокочастотных колебаний независимо от их частоты (наколько это возможно). Для измерения мощности на сверхвысоких частотах применяется преобразование энергии измеряемых колебаний в другой вид энергии, более удобный для измерения. В данном случае речь идет о тепловой энергии, измерения которой осуществляется при помощи элементов, сопротивление которых зависит от их температуры (термисторы, болометры).

Измеритель мощности построен на основе имерительного моста, в который входит термистор. Когда мост сбалансирован, на показывающем инструменте прибора наблюдаются нулевые показания (Мощность = 0).

Термистоный мост
СВЧ-вход
калиброванный усилитель
показывающий
инструмент

Рисунок 2. Принцип построения термисторного моста

Термистоный мост
СВЧ-вход
калиброванный усилитель
показывающий
инструмент

Рисунок 2. Принцип построения термисторного моста

На Рисунке 2 приведен пример схемы термисторного моста, используемой для измерения мощности высокочастотных колебаний. Цепь термисторного моста включает в себя также и другие термисторные элементы, называемые компенсационными термисторами. Они предназначены для компенсации колебаний температуры окружающей среды. Благодаря этим элементам калибровка и балансировка измерительного моста поддерживаются в широком диапазоне температур. Компенсационные термисторы обычно имеют дисковую форму для удобства установки их на плоской поверхности.

При подаче высокочастотного колебания изменяется температура термистора и, как следствие, его сопротивление. Чем выше мощность колебаний, тем меньше сопротивление термистора. Таким образом, условия сбалансированности измерительного моста при отсутствии внешнего высокочастотного колебания будут отличаться от условий сбалансированности при наличии измеряемой мощности. Для калибровки измерительного моста используется регулируемый источник постоянного тока, мощность которого известна. Если при его подключении сопротивление термочувствительного элемента (термистора) изменяется на ту же величину, что и при подаче измеряемого высокочастотного колебания, то считается, что их мощности равны. В этом состоит способ прямой калибровки измерительной мостовой схемы измерителя мощности.

При измерениях мощности во избежании выхода из строя термочувствительных элементов следует учитывать три условия:

  1. допустимая нагрузка термистора;
  2. допустимая постоянная нагрузка болометра;
  3. допустимая импульсная нагрузка болометра.

С этой целью используются предварительно подключаемые аттенюаторы.

Рисунок 3. Болометр HP 232 C

Рисунок 3. Болометр HP 232 C

Болометр (например, Рисунок 3) — это устройство, сопротивление которого изменяется при изменении рассеиваемой на нем мощности. Болометр построен на специально сконструированном элементе из термочувствительного материала. Этот элемент представляет собой полупроводниковую бусину, закрепленную между двумя выводами гибкого провода. Когда к элементу болометра подается высокочастотная мощность, поглощаемая элементом мощность нагревает элемент и вызывает изменение его электрического сопротивления. Благодаря этому болометр можно использовать в измерительной мостовой схеме, так что небольшие изменения сопротивления могут быть легко обнаружены, а измерение мощности может быть выполнено методом замещения (то есть эквивалентной заменой измеряемой мощности мощностью постоянного или низкочастотного источника мощности для получения такого же теплового эффекта).


Sponsors: