5.6. Измерение коэффициента отражения направленными ответвителями

Направленный ответвитель позволяет отделять мощность падающей волны от отраженной. Он состоит из двух волноводных линий, связанных между собой элементами связи. Расстояние между ними кратно четверти длинны волны, поэтому в одном направлении после суммирования проходит только падающая волна, а в другом – только отраженная. Нагрузкой служит диод, работающий на квадратичном участке характеристики (ИММ).Коэффициент отражения |Г| удобно измерять с помощью двух одинаковых направленных ответвителей, один из которых реагирует на падающую волну, а другой --на отраженную.Выходные напряжения ответвителей поступают на квадратичные детекторы и далее на измеритель отношений. Показание измерителя отношений пропорционально частному, полученному от деления одного из входных напряжений на другое. Если на вход делимого подать напряжениеU₁=аU₀², а на вход делителя напряжениеU₂=аU_п², то выходное напряжение измерителя отношений будет пропорционально Г²=U₀²/U_п². Это отношение измеряют логометром, шкала которого проградуирована в значениях |Г| или в КСВ.

На рис.5.6 схематически изображен волноводный направленный ответвитель совместно с поглощающим измерителем малой мощности, подключенным к выходу А -- ИММ.

Рис. 5.6. Волноводный направленный ответвитель

Рис. 5.7. Панорамный измеритель КСВ.

На рис. 5.7 показана упрощенная структурная схема панорамного измерителя коэффициента отражения с осциллографической индикацией. Генератор развертки вырабатывает пилообразное напряжение, которое осуществляет развертку луча ЭЛТ, а также модуляцию сигнала генератора по частоте. Генератор включен в СВЧ тракт, аналогичный рассмотренному ранее. Выходное напряжение направленного ответвителя, пропорциональное |Г| , поступает на вертикально отклоняющие пластины ЭЛТ. Таким образом, в каждый момент времени отклонение луча по вертикали пропорционально коэффициенту отражения на заданной частоте. За период развертки луч прочерчивает на экране зависимость Г²(f).На прозрачном основании, помещенном перед экраном трубки, нанесены горизонтальные линии, соответствующие значениям КСВ, поэтому прибор позволяет получить график функции КСВ(f).Предварительно переключателем на ЭЛТ подключается сигналдля калибровки и затем он поддерживается постоянным в процессе измерения. Значение частоты, которое задает масштаб по горизонтальной оси графика измеряется электронносчетным частотомером с помощью специальной метки.

Если вместо нагрузки подключить высокочастотный осциллограф , то используя ЧМ-генератор и электронносчетный частотомер можно получать амплитудно-частотную характеристику канала вертикального отклонения осциллографа, сравнивая ее с графиком функции КСВ.

Измерителем КСВ можно измерить и затухание четырехполюсников. Исследуемый четырехполюсник вводят в СВЧ тракт между ответвителями . Направленный ответвитель отраженной волны включают таким образом, чтобы он реагировал на падающую волну на участке тракта между четырехполюсником и согласованной нагрузкой. При таком включении выходное показание измерителя отношений является мерой затухания.

Промышленность выпускает автоматические измерители КСВ и ослабления, перекрывающие диапазон частот от 20МГц до 17ГГц. Пределы измерения КСВ составляют от 1,05до 2,основная погрешность равна 5 %.Ослабление может быть измерено до 30—35дБ с погрешностью 0,5 + 0,05Д дБ, где Д —результат измерений.

На основе направленных ответвителей можно построить измерители комплексного коэффициента отражения, в которых необходимо определить не только модуль, но и дополнительно фазу коэффициента отражения.

Поверка панорамных измерителей КСВ производится в соответствии с техническим описанием на поверяемый прибор. При этом определяют погрешность измерения КСВ и погрешность измерения ослабления.

Погрешность измерения КСВ определяют с помощью образцовой меры. Номинальные значения КСВ образцовых мер и погрешности их аттестации должны удовлетворять следующим требованиям: при поверке измерителей первого класса необходимо использовать меры КСВ с номинальными значениями 2.0 и 1.2 с погрешностью не превышающей 2% и1% соответственно. Для второго и третьего класса с погрешностью2,5% и3% соответственно.

Погрешность измерения ослабления определяют с помощью образцового аттенюатора с номинальным значением 10дБ с погрешностью не более 0,15 – для первого класса и0,3дБ – для второго и третьего классов. Измерения производят на частотах, указанных НТД на поверяемый прибор.