2. Проведение измерений коэффициента стоячей волны

Блок-схемы макетов измерительного стенда представлены на рис.2: а) измерение по отношению напряжений, б) измерение по уровням мощности.

Макеты измерительного стенда комплектуются из следующих блоков.

1 – генератор (например, генератор сигналов Agilent 33250A или Г4-107), 2 – осциллограф (например, осциллограф Tektronix TDS 2012B), 3 – ваттметр (например, ваттметр поглощаемой мощности МЗ-56, состоящий из блока ваттметра измерительного 3-1 (Я2М-66) и выносного приемного преобразователя СВЧ мощности 3-2).

Включите все три прибора, входящие в состав макетов измерительного стенда и дайте прогреться генератору и осциллографу в течение 5 мин.

а)

б)

Рис.2. Блок-схемы макета стенда для измерения КСВН:

а) по отношению напряжений, б) по уровням мощности.

\

2.1. Измерение по отношению напряжений U_max/U_min

Соедините генератор 1 и осциллограф 2 в соответствии с блок-схемой, представленной на рис.1 а). С выхода генератора 1 высокочастотный синусоидальный сигнал подается на вход синхронизации и на вход канала II осциллографа 2. С входа канала II сигнал подается на вход канала I, к которому подключено нагрузочное сопротивление R_Н=50 Ом.

Порядок выполнения измерений.

• Проверьте по блок-схеме правильность соединения блоков макета установки.

• Установите режим бегущей волны на частоте примерно 100 МГц (R_Н=50 Ом) и отрегулируйте коэффициенты усиления каналов осциллографа таким образом, чтобы амплитуды сигналов на экране осциллографа были равны.

• Изменяя частоту высокочастотного синусоидального сигнала, получите на экране осциллографа четвертьволновый сдвиг двух волн. В этом случае длина кабеля между входами осциллографа станет равной четверти длины волны и, будет выполнено условие l=/4 (рис.3).

Рис.3. Осциллограммы напряжений при R_Н=50 Ом и l=/4.

• Включите нагрузку, не равную 50 Ом, то есть R_Н=25 Ом или R_Н=100 Ом.

• Измерьте по экрану осциллографа (в делениях или в милливольтах) амплитуды напряжения стоячей волны в максимуме и минимуме U_max и U_min (рис.4).

Рис.4. Осциллограммы напряжений при R_Н=25 Ом и l=/4.

• Вычислите КСВН отношение измеренных величин (большее делить на меньшее) и получите значение по следующей формуле.

.

(15)

Регулируя нагрузку можно наблюдать, как изменяется значение U_min (амплитуда меньшей по значению амплитуды волны).

2.2. Измерение ксвн по уровням мощности.

Блок-схема макета измерительного стенда представлена на рис.2 б).

Принцип действия ваттметра основан на преобразовании СВЧ мощности в тепловой вид энергии и измерении образуемой на выходе приемного преобразователя термоЭДС.

Откалибруйте измеритель мощности, для чего подключите детекторную головку к выходу калибратора, переключатель «РЕЖИМ» измерителя мощности в положение «800 W» в (режим калибровки) и получите на индикаторе значение 800 мВт

Внимание! Не включайте калибратор в режим калибровки без детекторной головки!

Переведите переключатель «РЕЖИМ» измерителя мощности в положение «1» и отключите детекторную головку.

Подключите поочерёдно точки вывода кабеля, расположенные на расстоянии четверти волны и измерьте значения максимальной Р_мах и минимальной Р_мин мощностей.

Рассчитайте КСВН по следующей формуле.

.

(16)

По окончании измерений выключите приборы.