Вимірювання потужності та енергії на високих частотах
Потужність НВЧ вимірюють шляхом попереднього її перетворення у інший, доступний для безпосереднього вимірювання вид енергії – теплової, механічної і т.і. Найбільш відомі наступні побічні методи вимірювання енергії: калориметричний, болометричний, пондеромоторний.
Калориметричний метод – застосовується на великих потужностях, нижня межа вимірювання - 1кВт. Суть метода полягає у порівнянні потужності ВЧ-навантаження та потужності НЧ-регулюємого навантаження. При цьому порівнюється виділення теплоти у кожному з цих навантажень.
Розглянемо роботу структурної схеми:
тут 1 – джерело води;
2 – навантаження ВЧ;
3 – навантаження НЧ;
4 – приймач води;
5 – мостова вимірювальна схема;
6 – генератор;
7-10 – температурні датчики.
Вода від джерела 1 обмиває ВЧ-навантаження 2 та НЧ-навантаження 3. НЧ -навантаження з'єднане з регулятором 6. На входах та виходах навантажень встановлені температурні датчики 7, 8, 9, 10, яки включені по мостовій схемі 5. Спочатку мост балансується при відключеному навантаженні. Потім підключають джерела 2 та 3. Із допомогою регулятора 6 встановлюється баланс мосту. При цьому потужність ВЧ буде дорівнювати потужності НЧ. Точність таких ватметрів не гірше 1%.
Болометричний метод
Для вимірювання малих потужностей НВЧ використовують болометричний метод.
Болометричні ватметри зановані на властивостях деяких речовин змінювати свій опір під дією потужності електромагнітних коливань, що поглинається ними. Ці резистори називаються болометрами. Болометр включають в одне з плечей мостової схеми та по зміні показань вимірювального приладу судять про величину енергіі ВЧ. Плівкові болометри володіють дуже високою чутливістю – до 10-9-10-11 Вт.
Суть пондеромоторного методу полягає у здатності хвиль НВЧ давати механічний тиск на відбиваючі поверхні. По такому принципу працюють ватметри крутильного типу, які засновані на вимірюванні обертального моменту, що виникає при дії електромагнітного поля на гладку відбиваючу рухомую поверхню. Основними недоліками пондеромоторних ватметрів є їх чутливість до зовнішніх механічних дій та складність виготовлення по високому класу точності.