Методы измерения основных параметров, характеризующих высокочастотное электромагнитное поле, страница 3

Рассмотрим, каким образом мож­но экспериментально определить харак­те­ри­сти­ку (гра­­­дуировочную кривую) де­тектора. По­с­кольку характеристика да­нного эк­­зем­пляра де­те­к­тора в опреде­ленной сте­пе­ни индивидуальна и за­ви­сит от наг­руз­­ки, присоединенной к де­те­ктору, то ее необходимо измерять с тем же инди­ка­то­ром и устанавливать де­тектор в тот зонд (детекторную сек­цию), с которыми да­лее будут прово­ди­ть­ся измерения. Для изме­ре­ния характе­ристики необ­хо­ди­мо из­вест­ным об­ра­зом изменять амп­ли­туду  на входе де­тектора и фик­си­ровать при этом пока­за­ния индика­то­ра . Рассмотрим два спо­соба, часто ис­пользуемых на прак­­ти­ке. Если пе­ре­ме­щать зонд с детектором вдоль линии пе­редачи, где ус­та­но­в­лен ре­жим стоя­чей волны, то в пределах от ми­нимума (ну­ля) до максимума ам­пли­туда напря­же­н­ности поля  изменяется по за­ко­ну синуса. Весь участок ли­нии от минимума (нуля) до мак­си­му­­ма длиной  (рисунок 5-а) ана­логичен изменению ар­гумента синуса от 0

. Разбивая уча­сток  на 9 интервалов, по­лучаем в соответствующих точках, куда устанавливается зонд с детектором, амплитуду , соответствующую

. Такой спо­соб используется при измерении ха­рактеристики детектора в измерительной линии. Амп­литуду напряженности поля на вхо­де детектора можно определенным образом изменять также с помощью калиб­ро­ван­но­го аттенюатора. Блок-схема измерений приведена на рисунке 5-б. Изменяя с помощью калиб­ро­ванного аттенюатора величину , фиксируем показания индикатора . Шкала зату­хания калиброванного аттенюатора обычно градуируется в децибелах (дБ). Отношение значений амплитуды напряженности поля , отсчитываемое в дБ, определяется соот­но­шением

Вначале устанавливают некоторое небольшое значение затухания в дБ, которому соот­вет­ст­­вует максимальное показание индикатора  (ему соответствует ). Да­лее увеличивая затухание через 1 дБ, определяют соответствующие величины (меньшие единицы). Например, уменьшению величины  на 1 дБ соответствует .

При измерении относительных значений мощности используются те же виды зон­­дов и та же методика, что и при измерении относительной амплитуды напря­жен­ности по­ля. При измерении абсолютных значений мощности и плотности по­то­ка мощности испо­ль­зует измерители мощности (ваттметры). Они обычно ком­плек­туются набором вынос­ных головок (похожих по конструкции на детекторные сек­ции), соединенных кабелем с прибором, присоединяемых к волноводному или коак­сиальному трактам  выпол­ня­ю­щих роль зонда.

Практические рекомендации по проведению измерений

1). Электромагнитные волны, отраженные от пола, стен, потолка и окру­жаю­щих пред­метов, а также излучение соседних источников не должны оказывать за­мет­ного влия­ния на результаты измерений. Особенно это важно при ис­сле­до­ва­нии дифракции электро­маг­нитных волн.

2). Зонд с детектором должен быть нужным образом ориентирован относитель­но вектора  измеряемого поля (см. раздел 2). Проводники, соединяющие зонд с ин­ди­като­ром должны быть ориентированы перпендикулярно вектору . Все сое­ди­нения высоко­час­тотных линий передачи должны иметь хороший контакт.

3). Перед началом измерений необходимо настроить детекторную секцию (ес­ли это предусмотрено ее конструкцией) по максимуму принимаемого сигнала.

4). При использовании низкочастотного усилителя необходимо предваритель­но настроить его на частоту модуляции генератора по максимуму показаний ин­дикатора. Нужно выставить определенный коэффициент усиления усилителя, что­бы показания ин­ди­катора находились во 2-й половине шкалы. При ис­по­ль­зо­ва­нии прибора постоянного то­ка его показания также должны находиться во 2-й по­ловине шкалы.

5). Необходимо проверить уровень шумов низкочастотного усилителя. При вы­к­лю­­чен­ном генераторе показания индикатора должны быть близки к нулю, а при вк­люченном ге­нераторе – находиться во 2-й половине шкалы.

6) При приближенных измерениях можно полагать характеристику детектора квад­­ратичной, при точных измерениях необходимо знать характеристику де­тек­то­ра или, если она неизвестна, провести ее измерение (см. раздел 4).