8.5. Принцип и метод измерений модуля коэффициента отражения.

Принцип измерений комплексного коэффициента отражения - это определение отношения комплексных амплитуд электрического поля волн, распространяющихся в противоположных направлениях сквозь определенную поперечную плоскость передающей линии.

Если имеется , , то . (8.7)

Для измерения “по определению” необходимо отделить и друг от друга, а затем определить отношение их модулей и разность фаз.

При измерениях только модулей коэффициентов отражения (иногда их называют скалярными измерениями) достаточно измерить мощности падающей и отраженной волн, и затем, разделив результаты, получить значение .

(8.8)

Для измерений фазы коэффициента отражения, то есть разности фаз отраженной и падающей волн в определенной области тракта необходимо выделить напряженности поля и и определить разность их фаз в определенной плоскости. Волны, распространяю­щиеся в противоположных направлениях, выделяют при помощи направленных ответвлений, ориентированных на выделение падающей и отраженной волны. Измерения разности фаз выполняются при помощи векторных вольтметров или при помощи векторных измери­тельных приемников.

Метод измерений модуля коэффициента отражения “по определению”.

В соответствии с формулой (8.8), основным методом измерения является метод отношения мощностей, известный из измерений ослаб­лений, но примененный для выделенных падающих и отраженных волн. Для реализации этого метода применяют специальное устройство - рефлектометр.

Рефлектометр в простейшем виде состоит из двух после­довательно включенных ваттметров проходящей мощности, один из которых предназначен для измерений мощности падающей волны (ИПМ), а другой для измерения мощности отраженной волны генера­тора колебаний нужной частоты, мощность которого поддерживается постоянной за время измерений. Метод измерений основан на сравне­нии измеряемого коэффициента отражения и производится методом косвенных измерений.

Метод реализуется методикой измерений, включающей калибров­ку рефлектометра и собственно измерения.

Для измерителей и уравнения измерения записываются в виде:

, ,

где , - мощности падающей и отраженной волн на выходе рефлектометра,

, - показания ваттметров при измерении неизвест­ного коэффициента отражения ,

, - калибровочные коэффициенты ваттметров ИПМ, НОМ при измерении.

Значение рассчитывается по формуле (8.9) и равно

. (8.9)

Значение отношения определяется калибровкой реф­лектометра при помощи эталонной нагрузки. Очевидно, что при соеди­нении к выходу рефлектометра нагрузки с известным коэффициентом отражения показания ваттметров равны

,

,

.

Если предположить, что , то

.

Следовательно,

(8.10).

Преимущество калибровки рефлектометра с помощью эталонной нагрузки, представляющей собой меру отношения отраженной и падаю­щей волн, состоит в том, что не нужны ваттметры с известными калиб­ровочными коэффициентами , . Погрешности измерений значительно уменьшаются, т.к. вместо значений и достаточ­но знать лишь отношение ,и мерой этого отношения служит нагрузка, а погрешность значений может быть сделана много мень­шей, чем погрешность и .