Файл: Розов В.М. Измерения и контроль в однополосном радиооборудовании.pdf

мощности ИМ или рассчитывают по показанию высокочастотного вольтметра (измеритель напряжения) Нткгсп и сопротивлению ка­ беля 1F с учетом отсчета величины затухания аттенюатора:

Волновое сопротивление фидеров, изображенных на рис. 5.14, рассчитывается по следующим формулам:

Погрешность измерения в первом случае определяют степенью согласования выхода измерительного генератора с фидером пере­ датчика и погрешностью измерителя малой мощности; во втором случае — степенью согласования выхода измерительного генера­ тора и погрешностью измерителя напряжения и калибровки атте­ нюатора. В большинстве практических случаев создание эквива­ лента антенны (особенно на большие мощности по основной часто­ те пли при работе передатчика на симметричный фидер) с пос­ тоянным и активным сопротивлением в диапазоне высших частот затруднительно. Поэтому ниже приведем описания некоторых ме­ тодов измерения при работе передатчика на антенну или на экви­ валент антенны с непостоянным сопротивлением в диапазоне вы­ соких частот.

2. Измерения с помощью рефлектометра. Проходящая мощность

РПпобочного сигнала может быть определена как разность между падающей Ррад и отраженной Р0тр мощностями:

. . Если в (5.3) заменить мощности через токи или напряжения и: волновое сопротивление фидера, то получим для проходящей мощности следующие формулы:

132.

где /пад, / отр, 't/пад, /Уотр— токи и напряжения ‘падающей и отра­ женной волн соответственно; W — волновое сопротивление фидера.

Коэффициент бегущей волны для побочной частоты определит­ ся по известному соотношению

отраженной мощностям. Поэтому для расчета абсолютного значе­ ния напряжения в данном месте фидера необходимо учитывать пе-- реходное затухание направленного ответвителя <7Перзат. Оно опре­ деляется как отношение (в децибелах) мощности Рф или напряже­ ния /Уф в фидере к мощности Рр или напряжению 0 Р, получаемым

Настоящий метод измерения удобно рассмотреть на конкрет­ ном примере для передатчика с несимметричным выходом и коак­

циент бегущей волны фидера на несущей частоте кбв^=0,6, волновое сопротив­

ление № = 60 Ом.

Необходимо измерить мощность на четвертой гармонике //, = 80 МГц.

‘Порядок измерений и расчетов следующий:

а) измеряют с помощью вольтметра .напряжение в фидере i( b месте присое­

динения рефлектометра); пусть оно равно /Уфi=0700 В;

б) с помощью вч анализатора спектра измеряют уровни, пропорциональные падающей и отраженной волнам «,а частоте /ч=80 МГц; в нашем примере они оказались равны: /Упад ft = —52 дБ, /Уотрд, = —60 Д'Б;

метра на частоте 80 МГц; оно оказывается равным d пер.эат=|12 дБ;

в) измеряют ‘и рассчитывают но ф-ле (5.7) переходное затухание рефлекто-

133

г) вычисляют действительные (абсолютные) значения уровней напряжений падающей и отраженной волн:

тора спектра ДЛП, погрешности измерения и расчета переходного затухания рефлектометра Д^иер.зот, погрешности определения волнового сопротивления фи­ дера ДИ7:

д б = Д 1 / ф / 1 + Д ч 4 „ + Д ^ ер. з а т + Д ^ -

3. Метод замещения [14, 15]. Структурная схема измерений по этому методу приведена на рис. 5.16. От генератора вч Гпч, заме­ щающего передатчик, получают гармонический сигнал с плавно регулируемой мощностью от десятков микроватт до сотен ватт в

Рис. 5.16

диапазоне от 3—4 до 150—200 МГц. Для связи с фидером исполь­ зуется экранированная рамка. В качестве измерителя (индикато­ ра) применяется частотноизбирательный вольтметр или специаль­ ный измерительный приемник. Экранирование индикатора, а так-

134

же защита его входа от наводимых сигналов должны быть тща­ тельно выполнены. Индикатор располагают на расстоянии несколь­ ких длин волн (по несущей частоте) от передающих антенн.

Процесс измерения следующий: индикатор настраивают на. ча­ стоту побочного излучения и отмечают его показания. Затем пере­ датчик выключают и вместо <него включают в фидер генератор вч, мощность которого известна (она может быть измерена с по­ мощью измерителя малых мощностей ИМ). Мощность замещающе­ го генератора регулируют так, чтобы получить такое же показа­ ние индикатора на частоте побочного излучения, как и при работе радиопередатчика. В этом случае мощность, подаваемая от вч ге­ нератора, будет равна мощности побочных сигналов, поступающих от передатчика на данной частоте. В процессе измерения необхо­ димо следить за тем, чтобы условия измерений были неизменны­ ми, чтобы паразитные связи передатчика с излучаемой системой, прямое излучение передатчика или фидерных линий, а также на­ водки от других работающих передатчиков не искажали бы замет­ но результаты. Следует проверять как синфазную, так и противо­ фазную волны путем соответствующей ориентации рамки относи­ тельно плоскости фидеров (для синфазной (волны плоскость рамки должна быть перпендикулярна плоскости фидера, для противо­ фазной волны плоскость рамки параллельна плоскости фидера). Целесообразно провести несколько серий измерений, помещая ин­ дикатор в разных пунктах. При этом исключаются случайные ошибки и результаты измерений будут достовернее.

Для повышения точности измерений необходимо тщательно со­ гласовывать выходное сопротивление замещающего генератора и входное сопротивление фидера, сводить к минимуму потери мощ­ ности от генератора вч в подводящих проводах, в переключателе и в отрезке фидера от переключателя до места подвеса элемента связи. Следует отметить, что рамка обладает ограниченной селек­ цией при измерении синфазной и противофазной волн.

Погрешность измерения по этому методу находится в пределах

±1 дБ Ц4].

При отсутствии плавной регулировки мощности в замещающем генераторе процесс измерений можно несколько изменить. При включенном передатчике отмечают показания индикатора И, затем передатчик выключают и к фидеру подключают замещающий ге­ нератор и фиксируют показание индикатора U3т. Мощность сиг­ нала с побочной частотой рассчитывают по формуле

136

которых калиброваны, определяют напряжения, пропорциональ­ ные току фидера I$fx, напряжению на фидере U$,fx, а также угол

сдвига фаз между ними [16].

Структурная схема измерительной установки приведена на рис. 5.17. Устройство содержит емкостный и индуктивный элемен­ ты связи, два одинаковых измерительных приемника с общим гете-

Рис. 5.17

родином. Приемники раздельно усиливают сигналы, снимаемые с емкостного и индуктивного элементов связи, и преобразуют их ча­ стоту (до 1 кГц). По аттенюаторам Ati и Ат2 отсчитывают вели­ чины, пропорциональные напряжению и току побочной частоты в фидере, косинус угла определяют с помощью фазовращателей и осциллографа. Зная коэффициенты передачи схем, рассчитанные теоретически или полученные после предварительной градуиров­ ки, по показаниям отсчетных устройств вычисляют мощность по­ бочного излучения на данной частоте.

Схема установки должна обеспечивать идентичность и постоян­ ство коэффициентов передачи измерительных трактов, не должна вносить дополнительных фазовых сдвигов между сигналами в диа­ пазоне измеряемых частот. Для проверки идентичности коэффи­ циентов передач измерительных трактов служат генератор вч Гвч. и вольтметр V. Устройство не позволяет раздельно провести изме­ рения синфазной и противофазной волн.

Устройство обеспечивает измерение мощности побочных излу­ чений в пределах 20 мВт—50 Вт в диапазоне частот 10—70 МГц. при мощности по основным частотам до 50 кВт.

Погрешность измерения обусловлена погрешностью определе­ ния коэффициентов передачи и усиления элементов устройства и их постоянством во времени, а также погрешностью из-за допол­ нительного сдвига фаз между напряжениями, пропорциональны­ ми напряжению и току частоты побочного излучения. Погрешность измерения не превышает ±10%.

136