ВЧ-измерители мощности или ваттметры используются для измерения мощности в ВЧ-цепях: мощность может быть измерена различными способами в зависимости от приложения.
Во многих областях разработки ВЧ, проектирования, испытаний, сервисного ремонта и полевого обслуживания необходимы измерители мощности ВЧ и СВЧ или ваттметры. ВЧ-мощность является ключевым параметром для многих приложений, поэтому необходимы измерители ВЧ-мощности.
Измерение ВЧ-мощности можно проводить различными способами, каждый из которых имеет свои особенности, преимущества и недостатки. Для каждого конкретного применения необходимо выбрать правильную форму измерения мощности. Таким образом, результаты измерения мощности предоставят необходимые данные и позволят правильно протестировать систему.
Хотя измерение ВЧ-мощности может показаться простым использованием измерителя ВЧ-мощности или микроволнового измерителя мощности, это не единственный случай. Знание различных методов измерения, понимание различных типов измерителей ВЧ-мощности и способов минимизации ошибок в измерениях ВЧ- и СВЧ-мощности — все это является ключом к получению хороших показаний ВЧ-мощности.
Типы ВЧ и СВЧ измерителей мощности
Существует несколько способов измерения ВЧ-мощности (включая микроволновую мощность). В результате существуют различные классы контрольно-измерительных приборов, которые можно использовать для измерения ВЧ-мощности:
- Встроенные измерители мощности ВЧ: Эти измерители мощности ВЧ берут образец мощности, протекающей по линии питания, и используют ее для индикации уровня мощности. Эти встроенные измерители ВЧ-мощности используются в действующих системах, таких как радиопередатчики, для проверки исходящей мощности. Обычно они являются направленными и могут использоваться для проверки мощности, движущейся в любом направлении.
Измерения, выполняемые этими измерителями ВЧ-мощности, нечувствительны к частоте — они измеряют общую мощность, поступающую в них, независимо от частоты (в пределах общих частотных ограничений прибора).
- Поглощающие измерители ВЧ-мощности: как следует из названия, эти измерители ВЧ-мощности поглощают измеряемую мощность. Простые счетчики могут быть аналогового типа, состоящими из ВЧ-нагрузки, измерительных диодов и аналогового счетчика. Их достаточно для ряда приложений, но их производительность может быть ограничена.
В более продвинутых типах используется внешний датчик мощности, который может быть подключен близко к источнику питания, и эти датчики мощности могут быть одного из множества типов. Это генерирует сигнал, пропорциональный уровню мощности, поступающей на датчик. Сигнал датчика подается на основной прибор в составе общего измерителя РЧ-мощности для обработки результатов и отображения показаний. Измерения, выполняемые поглощающими ВЧ-измерителями мощности, нечувствительны к частоте — они измеряют общую мощность, поступающую в них, независимо от частоты (в пределах общих частотных ограничений прибора).
Поглощающие измерители ВЧ-мощности с внешними датчиками обычно имеют либо цифровые показания, либо многие современные устройства оснащены дисплеем, на котором результат можно увидеть в наиболее удобном формате. Для работы в датчике мощности или силовой головке генерируется аналоговое напряжение, которое подается в основной блок ВЧ-измерителя мощности. Благодаря доступным в настоящее время высоким уровням цифровой обработки сигналов многие измерители мощности ВЧ содержат значительные уровни обработки, что позволяет измерять различные типы сигналов.
При выборе измерителя мощности ВЧ или микроволнового измерителя мощности важно выбрать правильный тип датчика мощности. Существует несколько различных типов датчиков мощности, и они подходят для различных типов измерения ВЧ-мощности. Некоторые типы датчиков ВЧ-мощности подходят для измерения средней мощности, в то время как другие могут выполнять измерения импульсной мощности или пиковой мощности огибающей.
- Анализаторы спектра и другие приборы. Такие приборы, как анализаторы спектра, имеют встроенные функции измерения мощности. Эти приборы способны измерять уровень ВЧ-мощности на определенной частоте, но не могут измерять общую мощность, поступающую на все частоты. Раньше измерения РЧ-мощности анализатора спектра были неточными, но с усовершенствованием их технологии измерения РЧ-мощности имеют гораздо более высокий уровень точности.
- Как и следовало ожидать, измерения мощности, выполняемые с помощью анализаторов спектра, чувствительны к частоте, и можно измерить мощность сигнала на определенной частоте. Это может быть полезно при необходимости измерения мощности основной частоты, гармоник или других паразитных сигналов. Примечание по анализатору спектра:Анализаторы спектра Анализаторы выполняют измерения сигналов в частотной области, отображая уровни сигнала в зависимости от частоты. Поскольку такие анализаторы спектра особенно подходят для многих областей, таких как проектирование, обслуживание и ремонт радиочастот, где необходимо просматривать уровни сигналов на разных частотах.
Каждый тип измерителя мощности ВЧ или ваттметра используется в разных обстоятельствах. Однако наиболее широко для точных лабораторных измерений используется поглощающий измеритель мощности ВЧ. Проходные измерители мощности, как правило, используются больше для полевых приложений.
Приборы для измерения мощности ВЧ и СВЧ
Мощность — это мера энергии в единицу времени, обычно измеряемая в ваттах — это передача энергии со скоростью один джоуль в секунду. Хотя ватт является базовой мерой, часто ему предшествует множитель, поскольку уровни мощности могут варьироваться в широком диапазоне. Уровни киловатт (10 3 ватт) или даже мегаватт (10 6 ватт) используются в некоторых крупных энергетических установках, тогда как другие приложения имеют гораздо более низкие уровни — милливатт (10 -3 ватт) или микроватт (10 -6 ватт) . быть найденным.
В некоторых случаях мощность может быть указана в единицах дБВт или дБм. В них используется логарифмическая шкала децибел, но они связаны с заданным уровнем мощности. Сам по себе децибел не является абсолютным уровнем. Это просто сравнение двух уровней, и само по себе оно не может быть использовано для измерения абсолютного уровня. Чаще всего используются величины дБм и дБВт.
Примечание по дБм и дБВт:
Многие уровни мощности выражаются в дБм и дБВт. Поскольку децибел представляет собой отношение, это уровни мощности, выраженные в децибелах относительно милливатт и ватт соответственно. Можно видеть, что измерители мощности ВЧ или микроволновые измерители мощности имеют решающее значение для инженера-разработчика, сервисного инженера и наладчика во многих областях. Везде, где присутствуют РЧ-сигналы, необходимо иметь возможность измерять уровни мощности, и специальные измерители РЧ-мощности или ваттметры часто являются лучшим способом достижения этого. В некоторых случаях можно использовать анализаторы спектра, но для получения наилучшего представления об уровнях мощности часто лучшим методом является измеритель мощности ВЧ или ваттметр.