Главная Измерительная установка - комплекс средств измерений



Таблица 10.2. Основные технические характеристики предельных аттенюаторов

аттенюатора

Диапазон частот, ГГц

Пределы установки ослабления, дБ

Погрешность установки ослабления, дБ

ВЧ тракт, мм

Допустимая

входная мощность, Вт

Масса, кг

Д4-3

0,1-1,0

30-120

1,0-1,5

16/4,6

Д4-4

0,5-3

30-100

1,2-1,5

16/4,6

Д4-5

1,0-3,0

25-100

1,2-1,5

16/7

убывают вдоль волновода по экспоненциальному закону. Постоянная затухания а =

= 271/>.кр-

Предельный аттенюатор представляет собой отрезок круглого волновода, на входе и выходе которого включены отрезки коаксиальных линий с возбуждающим и приемным элементами. Затухание, выраженное в децибелах, А = 8,68а/ -I- Л„а, - линейная функция расстояния I между возбуждающим и приемным элементами. Начальное ослабление Лнач составляет около 10-25 дБ. Это недостаток аттенюатора. Основные технические характеристики предельных аттенюаторов приведены в табл. 10.2.

Поляризационные аттенюаторы (вид ДЗ) - это устройства, применяемые для калиброванного ослабления энергии электромагнитных волн, действие которых основано на зависимости поглощения электромагнитных волн от плоскости их поляризации.

Принцип действия этих аттенюаторов заключается в изменении степени поглощения электромагнитной энергии специальной пластиной, размещенной в круглом волноводе и вращающейся вместе с ним, в зависимости от угла поворота пластины относительно плоскости поляризации электромагнитных волн. Ослабление, вносимое аттенюатором, определяется углом поворота поглощающей пластины и может быть отсчитано по щкале, кинематически связанной с вращающейся секцией и проградуирован-ной в децибелах согласно расчетной формуле.

Конструктивно поляризационный аттенюатор состоит из трех секций волновода, соединенных последовательно. Средней секцией является круглый волновод, свободно вращающийся между двумя крайними вол-новодными секциями, жестко укрепленными в корпусе.

Обе крайние секции представляют собой переходы с прямоугольного волновода на круглый. Внутри каждой секции (вдоль нее)

помещены поглощающие пластины, параллельные щироким стенкам волноводов и друг другу и делящие секции пополам.

Отсчетное устройство состоит из шкалы, установленной непосредственно на поворотной секции, и проекционной оптической системы. Шкала выполнена в виде сегмента из матового стекла с нанесенными на него делениями, оцифрованными непосредственно в децибелах. Проекционная оптическая система состоит из проекционной лампы, объектива, двух зеркал и экрана. С помощью проекционной оптической системы участки шкалы, соответствующие установленному ослаблению, проектируются на экран аттенюатора.

Энергия электромагнитной волны, распространяющаяся вдоль прямоугольного волновода, попадает в одну из крайних секций аттенюатора, в которой электромагнитная волна из волны в прямоугольном волноводе преобразуется в волну Н„ в круглом волноводе без ослабления. Затем электромагнитная энергия поступает в круглую среднюю вращаюгцуюся секцию аттенюатора, где в зависимости от положения поглощающей пластины ослабляется и поступает в другую крайнюю секцию аттенюатора, где происходит обратное преобразование волны Яц в волну fljo в прямоугольном волноводе. Если средняя пластина лежит в той же плоскости, что и крайние, то аттенюатор почти не вносит затухания. При повороте центральной секции, когда расположенная в ней пластина образует с пластинами крайних секций угол 6, волна, поступающая из первой секции, поляризуется под углом 6 по отношению к федней пластине. Составляющая электромагнитной волны, параллельная пластине, поглощается ею, а составляющая, пф-пендикулярная пластине, проходит без ослабления. Затухание, выраженное в децибелах, в зависимости от угла поворота О определяется по формуле

Л =401gsece-(-X„a4.



Таблица 10.3. Основные технические характеристики поляризационных аттенюаторов

Диапазон Частот, ГГц

Пределы измерения ослабления, дБ

Погрешность установки ослабления, дБ

ВЧ тракт, мм

Габариты,

мм; масса, кг

ДЗ-27 ДЗ-28 ДЗ-29

ДЗ-30

ДЗ-31

ДЗ-32А ДЗ-ЗЗА ДЗ-34А ДЗ-35А

ДЗ-ЗбА

5,65-8,25 3,93-5,65 2,58-3,93

2,14-3,15

3,15-4,8

6,85-9,93 8,24-12,05 12,05-17,44 17,44-25,86

25,86-37,5

37,5-53,57 53,57-78,33

0,5-60 0,5-60 0,3-80

0,3-80

0,3-80

0,5-70 0,5-70 0,5-70. 0,5-70

1-70

1-70 1-70

+ (0,01+0,004Л) до 50 дБ; ±0,6 свыше 50 дБ ±(0,01+0,004Л) до 50 дБ; ±0,6 свыше 50 дБ + (0,01 +0,004Л) до 60 дБ; ±0,4 до 70 дБ; ±0,8 до 80 дБ ± (0,01 + 0,004Л) до 60 дБ; ±0,4 до 70 дБ; ±0,8 до 80 дБ ±(0,01 + 0,004/1) до 60 дБ; ±0,4 до 70 дБ; ±0,8 до 80 дБ ±(0,01+0,005/1) до 50 дБ; +0,7 свыше 50 дБ + (0,01+0,005) до 50 дБ; ±0,7 свыше 50 дБ ±(0,01+0,005Л) до 50 дБ; ±0,7 свыше 50 дБ ±(0,01+0,005Л) до 20 дБ; ±0,4 свыше 20 дБ до 50 дБ; ±0,9 свыше 50 дБ

±(0,01+0,005Л) до 20 дБ; ±0,4 свыше 20 дБ до 50 дБ; ±0,9 свыше 50 дБ

±0,02/1 до 50 дБ ±0,02Л до 50 дБ

1,15 1,15

1,15 1,15

1,15

1,2 1,2 1,2 1,2

1,15 1,15

35x15 48x24

72x34 90x45

58x25

28,5x12,6 23x10 17x8 11x5,5

7,2x3,4

5,2 x 2,6 3,6x1,8

165x230x х530; 8,3 175x230x х700; 12,5

215x350x x 1230; 34,5 215x350x х1415; 44

190x320x x1022; 20

596x270x х210; 6,0 478x270x х210; 6,0 350x270x х210; 5,5 315x270x х210; 5,5

257x270x х210; 5,5

146x225x х150; 4,0 139x225x x 150; 4

Таблица 10.4. Основные технические характеристики коаксиальных н волноводных вентилей

Диапазон частот, ГГц

Ослабление в прямом направлении, дБ

Ослабление в обратном направлении, дБ

Уровень мощности в тракте

ВЧ тракт, мм

Масса, кг

Э6-29

0,9-1,8

16/7

2,25

Э6-30

16/4,6

2,25

Э6-32

1,5-3

16/4,6

1,85

Э6-33

1,5-3

16/7

1,85

Э6-34

10/4,34

Э6-35

2,5-4,7

10/4,34

Э6-36

10/4,34

1,15

Э6-38

2,6-3,94

72x34

10,0

Э6-42

5,64-8,24

35x15

Э6-43

6,85-9,93

28,5x12,6

Э6-44

8,24-12,05

23x10

Э6-45

12,05-17,44

17x8



10.3. Методы измерения ослабления

Таблица 10.5. Основные технические характеристики электрически перестраиваемых

аттенюаторов

Диапазон частот, ГГц

Максимальное ослабление, дБ

Начальное ослабление, дБ

Допустимая мощность, Вт

Управляющий ток, мкА

АЦООЗ

12-37,5

0,7-1

ЖХ023

12-37,5

1-1,5

ЕХ019

17,04-79,4

ВЦОП

9,3-9,9

50-100

ЕЦ044

0,5-1

БЦ007

3 + 0,5

Отсчет ослабления электромагнитной энергии производится по шкале, связанной с вращающейся секцией, и с помощью оптической системы проектируется на экран (для удобства отсчета).

Достоинствами этого аттенюатора являются: независимость затухания от частоты, неизменность фазовых соотношений при регулировке ослабления, независимость стабильности затухания от стабильности поглощающих элементов.

Основные технические характеристики поляризационных аттенюаторов приведены в табл. 10.3.

Ферритовые аттенюаторы, или ферритовые вентили (вид Э6), также относятся к развязывающим устройствам. Они обладают невзаимными свойствами: в прямом направлении пропускают энергию с очень малым затуханием (0,5 - 1 дБ) и имеют большое затухание (более 20 дБ) для энергии, распространяющейся в обратном направлении. Тем самым развязка генератора от влияния нагрузки достигается без заметных потерь мощности. Наиболее известны вентили, в которых используются эффект Фарадея и резонанс поглощения в феррите. По конструкции вентили разделяются на коаксиальные и волноводные.

Основные технические характеристики коаксиальных и волноводных вентилей приведены в табл. 10.4.

Аттенюаторы на полупроводниковых приборах. Аттенюаторы на основе p-i-n-диодов и диодных малогабаритных сборок имеют ступенчатую с шагами 1 и 10 дБ регулировку ослабления до 30 - 60 дБ. Погрещность установки ослабления в зависимости от диапазона частот, широкополосности этих устройств и вносимого ослабления колеблется в пределах от + 0,5 до + 1,5 дБ. Такие аттенюаторы, имеющие малые габариты и массу и возможность электронного управления ослаблением, находят самое широкое применение в современных радиоизмерительных приборах и системах.

Основными преимуществами их являются: возможность цифрового отсчета ослабления; возможность дистанционного управления; возможность встраивания в измерительную аппаратуру и в системы с цифровым отсчетом и управлением в двоичном коде; возможность встраивания в системы автоматического регулирования и стабилизации мощности; скорость отсчета ослабления; малые габариты и масса; удобство стыковки и уменьшение погрешностей рассогласования при работе с малогабаритными узлами и аппаратурой СВЧ; возможность установления сенсорных датчиков в качестве органа регулировки ослабления.

Основные технические характеристики некоторых электрически перестраиваемых аттенюаторов приведены в табл. 10.5.

10.3. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ОСЛАБЛЕНИЯ

В основном все методы измерения ослабления в высокочастотных трактах представляют собой, как правило, разновидность метода замещения (сравнения с образцовым аттенюатором).

По способу включения образцового аттенюатора все методы измерения ослабления, основанные на принципе замещения, разделяются на следующие:

последовательного замещения по высокой частоте;

параллельного замещения по высокой частоте;

последовательного замещения по промежуточной частоте;

параллельного замещения по промежуточной частоте;

замещения на низкой частоте.

Метод замещения на промежуточной частоте наиболее универсален и нашел широкое применение в измерениях ослабления.

Метод последовательного замещения на СВЧ. При этом методе в СВЧ тракт включаются последовательно два аттенюатора:



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 [116] 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168


0.0101