Измерение мощности свч по напряжению, выделяемому на известном сопротивлении

Мощность, развиваемую генератором, можно измерить по величине напряжения на нагрузке. Для этого необходимо соединить генератор с нагрузкой фидером и обеспечить в линии режим бегущей волны. Если напряжение на нагрузке имеет амплитуду , то измеряемая мощность . Напряжение на нагрузке сопротивлением измеряется пиковым вольтметром.

В качестве нагрузочного сопротивления в измерителях такого типа обычно используется поверхностный углеродистый ВЧ резистор, заключенный в согласующий экран. Сопротивление резистора выбирается равным волновому сопротивлению фидера (например, 75 Ом). Размеры и конфигурация экрана (рис. 7.13) подбираются так, чтобы обеспечить согласование нагрузки с линией в рабочем диапазоне частот.

	Измеряемая ВЧ мощность поступает через фидер. Напряжение ВЧ снимается с части нагрузочного сопротивления и измеряется пиковым вольтметром. Значение измеряемой ВЧ мощности отсчитывается по шкале индикаторного прибора, проградуированной в единицах мощности.
Рис. 7.13. Использование пикового ваттметра

Приборы, основанные на данном методе, могут измерять мощность не только в режиме непрерывной генерации, но и импульсную мощность.

Погрешности измерения мощности при использовании данного метода определяются неполным согласованием нагрузки с фидером, погрешности измерения напряжения пиковым вольтметром – изменением сопротивления нагрузки при нагреве.

Измерители мощности, основанные на использовании пондемоторного (механического) действия электромагнитного поля

Наличие механического давления электромагнитных волн на отражающую поверхность впервые было установлено русским физиком П.Н. Лебедевым в 1899 г. Величина этого давления пропорциональна значению вектора Умова – Пойнтинга. Следовательно, измеряя величину механического давления, можно определить мощность электромагнитных колебаний.

Принцип работы пондемоторного ваттметра упрощенно можно представить следующим образом. В прямоугольном волноводе, возбуждаемом волной типа , механизм передачи электромагнитной волны можно представить как результат многократного отражения электромагнитных волн от стенок волновода. Механическое давление электромагнитных волн можно измерить, если удалить часть стенки волновода и заменить ее упругой пластиной, связанной с датчиком механического давления (например, пьезоэлектрического), вырабатывающего сигнал в зависимости от мощности колебаний СВЧ.

На практике чаще всего применяются пондемоторные ваттметры крутильного типа, основанные на измерении вращающего момента, действующего со стороны электромагнитного поля на подвижный элемент, находящийся внутри волновода. В качестве подвижного элемента используется тонкая металлическая пластина, подвешенная на упругой нити (рис. 7.14).

Величина вращающегося момента оказывается максимальной, если пластина составляет с поперечной плоскостью сечения волновода угол 45°. В исходном положении пластина 1 устанавливается под углом 45°, при этом показания, отсчитываемые по шкале прибора 2, соответствуют нулю. Шкала нанесена на поверхность круглой пластины, укрепленной на оси 3. Нижняя часть оси соединена с демпфером
	Рис. 7.14. Пондемоторный метод

масляного типа 4. В ряде конструкций ваттметров пондемоторного типа используются оптические методы индикации угла поворота подвижной части, что увеличивает точность отсчета.

Пондемоторные ваттметры относятся к высокоточным измерителям мощности. Можно сконструировать приборы с погрешностью измерения не более 1 – 1,5 %. Основными источниками погрешности являются механические вибрации, неточность калибровки, а также нарушение конфигурации поля в волноводе из-за наличия пластин и отверстий в волноводе.

К преимуществам пондемоторных ваттметров следует отнести малую потребляемую мощность, малую инерционность, устойчивость к перегрузкам. Последнее дает возможность использовать пондемоторные ваттметры как для измерения малой мощности, так и для измерения очень больших мощностей (от одного милливатта до десятков мегаватт). Следует также отметить и практически неограниченные частотные пределы ваттметров пондемоторного типа, позволяющие измерять мощность электромагнитных колебаний даже в оптическом диапазоне частот.