КАЛИБРАТОР ДЛЯ ПОВЕРКИ ВАТТМЕТРОВ МАЛОЙ МОЩНОСТИ В ДИАПАЗОНЕ ЧАСТОТ 37,5-178,6 ГГц

January 25, 2013 by admin Комментировать »

Гусинский А. В., Кострикин А. М., Дерябина М. Ю., Руховец О. В., Гусынина Ю. А., Новик И. В. Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники г. Минск, 220013, Беларусь тел.:+375 17 293-8496; e-mail: gusin@cit.org.by, http://www.mwmlab.com

Аннотация – Приведена конструкция и результаты экспериментальных исследований калибратора мощности, предназначенного для поверки ваттметров.

II.                                      Введение

При том пристальном внимании, которое уделяется диапазону сверхвысоких частот в свете развития высоких технологий, встает вопрос поверки ваттметров в коротковолновой части сверхвысокочастотного диапазона. Большинство методов поверки базируются на поочередном измерении мощности поверяемым ваттметром и рабочим эталоном и сравнении результатов измерений. При поверке ваттметров с волноводным входом, если применяется образцовый ваттметр поглощаемой мощности, этот метод трудоемок и требует значительных затрат времени.

Если невозможно непосредственно сличить или сравнить показания двух приборов или рабочих эталонов, измерение выполняется путем введения в схему поверки промежуточного звена – компаратора, позволяющего сравнить две однородные (разнородные) ФВ. Компаратором может быть средство измерения (СИ), одинаково реагирующее на сигналы поверяемого СИ и рабочего эталона. Сличение с помощью компараторов осуществляется с использованием той или иной разновидности метода сравнения. Наиболее используемыми разновидностями метода сравнения являются методы противопоставления и замещения.

II.                              Основная часть

Более экономически выгодная схема с использованием калибратора мощности. Она может успешно применяться при небольших партиях поверяемых устройств, т. к. содержит стандартные блоки и узлы, которые могут быть использованы в других измерительных задачах.

Рис. 1. Схема измерительной установки с использованием калибратора мощности.

1 – генератор сигналов;

2 – вентиль (развязывающий аттенюатор);

3 – калибратор мощности;

4  – поверяемый ваттметр;

5 – рабочий эталон мощности;

6 – частотомер.

Схема измерительной установки с использованием калибратора мощности представлена на рисунке

1.  Основной составной частью калибратора является волноводный направленный ответвитель (НО).

Мощность от генератора сигналов 1 через вентиль 2 поступает на направленный ответвитель калибратора 3, который делит мощность поровну между рабочим эталоном мощности 5 и выходом калибратора 4, к которому подключен поверяемый ваттметр. Частота сигнала контролируется частотомером

6,  подключенный между 1 и 2 через тройник.

Основными достоинствами данной схемы по сравнению с предыдущими являются высокое быстродействие (зависит от времени установления показаний отсчетных устройств ваттметров), простота конструкции, небольшое количество составных блоков, а соответственно сопрягаемых узлов СВЧ тракта, что значительно снижает погрешности, вызванные неидеальностью согласования. Кроме того, использование калибратора мощности позволяет частично автоматизировать процесс поверки без существенного усложнения схемы. Недостатком данной установки является недостаточно широкий для современных измерительных задач диапазон частот и достаточно большая стоимость.

Данное устройство является прототипом разработанных лабораторией аппаратуры и устройств СВЧ калибраторов мощности.

Схема волноводного калибратора мощности приведена на рисунке 2. Сигнал от генератора Г через ферритовый вентиль ФВ подается на волноводный направленный ответвитель, являющийся основной составной частью калибратора, в котором подаваемая мощность СВЧ разветвляется между первичным и вторичным каналами. К первичному каналу (2) под- кпючается рабочий эталон поглощаемой мощности, ко вторичному (3) – поверяемый ваттметр.

Рис. 2. Схема волноводного калибратора мощности.

Fig. 2. Waveguide power calibrator circuit diagram

Fig. 1. Measuring unit using power calibrator circuit diagram.

1                            – signals generator;

2                  – isolator (decoupling attenuator);

3                            – power calibrator;

4                  – operating power standard;

5                  – wattmeter under calibration;

6 – frequency meter

При поверке ваттметров по коэффициенту передачи уровень мощности, подаваемой от генератора, устанавливают таким, чтобы получить наименьшую погрешность измерения рабочим эталоном.

Общая схема установки для метрологической аттестации (МА) калибратора мощности по КСВН и коэффициенту передачи изображена на рисунке 3. Сигнал от генератора подается через направленные

ответвители Н01 и Н02 на аттестуемый калибратор мощности СВЧ и далее на направленный ответвитель НОЗ. Н01 ориентирован на падающую мощность, Н02                       –   на отраженную,        с              помощью

Рис.З. Схема метрологической аттестации калибратора мощности.

Fig.3. Power calibration circuit diagram of metrological certification.

НОЗ фиксируется значение проходящей мощности.

При необходимости производится калибровка панорамного измерителя согласно руководству по эксплуатации или другим эксплуатационным документам.

Экспериментальные исследования вкпючают в себя аттестацию калибраторов мощности в диапазоне частот 37,5 ГГц -178,6 ГГц.

Результаты аттестации калибратора мощности в диапазоне частот 37,5 – 53,8 ГГц:

Результаты аттестации калибратора мощности в диапазоне частот 37.5 – 53.8 ГГ и:

в работе приведены исследования калибратора мощности в диапазоне частот 37,5 – 178,60 ГГц. Изложен принцип работы калибратора мощности, приведены результаты экспериментальных исследований. Экспериментальные исследования включают в себя аттестацию калибраторов мощности в диапазоне частот 37,5 ГГц – 178,6 ГГц по КСВН входа и выходов калибратора и ослаблению по основному и вторичному каналу и развязке между ними. Работа выполнена в рамках научно технической программы Республики Беларусь «Разработать и изготовить приборы для научных исследований».

IV.                            Список литературы

[1] гост 8.392-2000 ГСИ. Ваттметры СВЧ малой мощности диапазона частот 0,02 – 178,6 ГГц. Методика поверки и калибровки.

[2] Пат. 19849580 Способ и устройство для измерения активной мощности и/или внутреннего коэффициента отражения генератора сигналов.

CALIBRATOR FOR LOW POWER WATTMETERS CALIBRATION IN 37,5-178,6 GHZ FREQUENCY RANGE

Gusinski A. V., Kostrikin A. М., Derjabina M. Yu., Ruchovets O. V., Gousuinina J. A., Novik I. V. Belarusian State University of Informatics and Radioelectronics Minsk, 220013, Belarus Ph.:+375 17 293-8496,

e-mail: gusin@cit.org.by, http://www.mwmlab.com

Abstract – Power calibrator for wattmeters calibration design and experimental investigations results are presented.

I.                                         Introduction

Most of the calibration methods are based upon power measuring by wattmeter under calibration and primary standard in turns and comparing the measurement results. This method is labour-intensive and demands considerable time expenditures in calibration the wattmeters with waveguide input when using absorbed power reference wattmeter.

II.                                        Main Part

Fig. 1. Measuring unit using power calibrator circuit diagram.

1       – signals generator;

2       – isolator (decoupling attenuator);

3       – power calibrator;

4       – operating power standard;

5       – wattmeter under calibration;

6       – frequency meter.

Circuit using power calibrator is simpler. It is more advantageous economically and can be successfully applied in case of devices under calibration small batches, since it provides standard blocks and units that can be used in other measuring problems. Waveguide directional coupler is the calibrator general component part (Fig. 2).

Fig. 2. Waveguide power calibrator circuit diagram

Power applied from generator level is established such as to obtain the least measuring with operating standard error in wattmeter calibration according to gain.

Experimental investigations include power calibration certification regarding VSWR and gain. Investigations results for 38

–    53 GHz frequency range are presented in the table.

Источник: Материалы Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии», 2006г. 

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты