Министерство образования и науки Российской Федерации

Московский государственный институт электронной техники

(технический университет)

В.Г.Чуйко Радиоэлектронные измерения

Учебное пособие

Утверждено редакционно-издательским советом института

Москва 2007

Глава один. Введение.

1.1. Предмет радиоизмерений.

Понятие “радиоизмерений” относят к измерениям в радиотехнике и электронике физических величин, специфических для данных областей техники и науки. Термины “радиоизмерения”, “радиотехнические измерения”, “радиоэлектронные измерения”, “измерения в электронике” можно считать тождественными.

Радиотехникой называют область техники - системы, объекты, устройства, узлы, компоненты, предназначенные для генерирования, преобразования, передачи сигналов (информации) или энергии при помощи электромагнитного излучения. Поскольку объективно процесс передачи происходит при синусоидальном изменении во времени амплитуд электрического и магнитного полей, то в подавляющем большинстве радиотехнических устройств речь идет о генерировании, преобразовании и распространении электромагнитных синусоидальных колебаний (ГПСК). Когда мы говорим о “специфических” физических величинах, то подразумеваем те физические величины, которые характеризуют именно ГПСК. Понятно, что такие параметры как вес и габариты радиолокатора или скорость перемещения подвижной радиостанции не относятся к этим специфическим величинам, хотя и характеризуют объекты радиотехники.

Поскольку ГПСК осуществляется только с помощью электронных устройств и компонентов, то измерения величин, характеризующих электромагнитные синусоидальные колебания в объектах радиотехники, и процессы, происходящие при этом в электронных устройствах, тесно связаны. Отсюда тесная связь измерений в радиотехнике и электронике и их близость в практической деятельности инженеров.

С помощью радиоизмерений решают обширный круг технических задач, начиная от наиболее простых, например, регулировка или контроль качества простейшего бытового вещательного радиоприемника, и до таких сложных, как измерения координат объектов с помощью спутниковой системы “Глонас” или радиоизлучения космических тел (квазаров, пульсаров). Главные потребители радиоизмерений - это радиовещание и телевидение; радиолокация, радионавигация и радиосвязь; контроль качества изделий электронной техники; изучение природы космических объектов. Солнца, атмосферы, поверхности Земли, контроль режимов терапевтического и диагностического медицинского оборудования, технологического оборудования, контроль норм техники безопасности.

Для овладения предметом радиоизмерений, как учебной дисциплины, необходимо изучать:

• Объекты, свойства которых определяют при помощи радиотехнических измерений;

• Физические величины, которые измеряют;

• Инструменты- средства измерений;

• Устройство, принципы действия, способы применения средств радиоизмерений;

• Причины, источники погрешностей средств измерений и их численные значения;

• Способы оценивания оценивания погрешностей результатов измерений.

1.2. Устройства радиотехники и электроники как объекты измерений.

Все радиотехнические устройства предназначены либо для приема и передачи информации - это радиосвязь, радиолокация и радионавигация, радиотелеметрия, радиовещание и телевидение, либо для передачи энергии электромагнитного излучения в технологических процессах - это СВЧ бытовые печи, УВЧ терапевтические аппараты, СВЧ сушка материалов, пищевых продуктов, УВЧ закалка металлов и т. п. Обобщенная структура радиотехнического объекта приведена на рис. 1.1. Типовыми составными частями являются генератор и приемник, передающая и приемная антенны, фидерные тракты. Объектами измерений в радиотехнике являются как в целом радиотехнические устройства, так и их отдельные составные части - устройства, узлы, компоненты, передатчики, приемники, генераторы, усилители, антенны, фидерные тракты и их составные части.

В области электроники наиболее распространенными объектами радиоизмерений являются компоненты радиоустройств: электровакуумные приборы сверхвысоких частот (клистроны, магнетроны., лампы бегущей волны. лампы обратной волны); полупроводниковые приборы (генераторные диоды Ганна, ЛПД диоды, транзисторы, детекторы., смесительные диоды); ферритовые устройства (вентили, циркуляторы, фазовращатели); логические и линейные интегральные схемы; компоненты цепей с сосредоточенными постоянными (резисторы, конденсаторы, ферритовые сердечники); компоненты цепей с распределенными постоянными (фазовращатели, аттенюаторы).

Объектами радиоизмерений являются также природные объекты и явления: космические радиоизлучения, радиоизлучение Солнца и планет, включая Землю и ее поверхность, прохождение и поглощение радиоволн в атмосфере Земли и в космическом пространстве и т. п.