Линейные ваттметры или измерители мощности могут измерять ВЧ-мощность, передаваемую от источника к нагрузке, измеряя мощность, протекающую в фидере.
Линейные ВЧ-измерители мощности или ваттметры подключаются к фидерной линии и могут измерять мощность, протекающую от источника к нагрузке, а также в обратном направлении. Во встроенных ваттметрах или измерителях мощности используется направленный ответвитель для передачи небольшого количества энергии из фидера в сам датчик.
Большим преимуществом встроенных ВЧ-ваттметров является то, что они могут измерять мощность, пока она подается на нагрузку, т. е. их можно использовать для тестирования работающей системы. Измерители потребляемой мощности формируют нагрузку, и мощность не может быть передана другой нагрузке. Одним из знаковых встроенных ВЧ-ваттметров является ваттметр Bird 43 Thruline®, который используется уже много лет и до сих пор широко используется.
Концепция встроенного ваттметра
Встроенный ВЧ-ваттметр основан на использовании направленного ответвителя. Это элемент ВЧ-цепи, который передает небольшое количество мощности, протекающей по фидеру, во вторичную цепь, которая используется для измерения мощности в фидере. Количество энергии во вторичной цепи невелико и не приводит к чрезмерным потерям. Используя этот метод, можно отдельно определить мощность, протекающую в любом направлении, т. е. прямую мощность и обратную мощность, которые были отражены от нагрузки из-за несоответствия и т. д. Таким образом, встроенный ваттметр можно использовать для измерения КСВ, постоянного напряжения. отношение волн в фидере.
Схема представляет собой очень простую форму направленного ответвителя и иллюстрирует основную концепцию. В точных встроенных измерителях мощности используется больше компонентов, что позволяет получать более точные результаты в более широкой полосе частот.
В схеме передатчик и нагрузка соединены фидером, который соединен с двумя дополнительными короткими линиями внутри встроенного ВЧ-измерителя мощности. На каждой из этих связанных линий есть резистор, используемый для согласования импеданса, и диод — их положение относительно направления потока мощности определяет, измеряется ли мощность в прямом или отраженном направлении.
Диод выпрямляет связанную мощность, чтобы ее можно было напрямую считать с помощью измерителя, а конденсатор устраняет остаточную радиочастоту. Во многих встроенных ВЧ-ваттметрах используется только одна связанная линия, а компоненты переключаются для выбора прямого и обратного измерения мощности.
Преимущество возможности встроенного измерителя мощности заключается в том, что измеритель мощности может оставаться в цепи, пока нагрузка активна. Это может быть особенно полезно, если нагрузка должна оставаться активной во время измерения мощности — этого нельзя добиться с помощью абсорбционного ваттметра.