Помимо государственного первичного эталона в экономически развитых странах создается развитая эталонная база в данной области, включающая в себя ряд подсистем, обеспечивающих воспроизведение единицы электрической энергии – джоуль, а также передачу размеров единиц различным видам одно- и трехфазных средств измерений мощности и энергии, эталоны сравнения, в том числе транспортируемые, а также ряд рабочих эталонов различного уровня.
4.4 Эталоны единицы мощности электромагнитных колебаний ВЧ и СВЧ диапазонов
Если точные измерения мощности на промышленной частоте очень важны для энергетики и коммерческих расчетов при торговле электроэнергией, то в ВЧ и особенно СВЧ диапазонах мощность является основным параметром интенсивности. Отсюда важность соответствующих эталонов.
Первый эталон мощности ВЧ и СВЧ диапазонов в бывшем СССР был разработан в 1972 г. во ВНИИМ им. Д.И. Менделеева, который воспроизводил единицу мощности от 10-3 до 1 Вт в диапазоне частот 0,03 – 10 ГГц [4.18]. В дальнейшем были созданы ГЭ мощности в сантиметровом диапазоне (частота 2,59 – 37,5 ГГц) [4.19] и в миллиметровом диапазоне (37,5 – 178,6 ГГц) [4.20].
Хотя тракты передачи колебаний в разных поддиапазонах частот существенно отличаются (коаксиальные, волноводные разных сечений), что приводит к разным конструктивным решениям многих узлов эталона, однако все эталоны мощности имеют в своей основе единые физические принципы. Основным законом, лежащим в их основе, является закон сохранения энергии, а именно – замещение измеряемой мощности ВЧ или СВЧ излучения известной мощностью постоянного тока.
Общей для всех эталонов является и их структура. Каждый эталон включает источник СВЧ излучения, эталонный измеритель мощности, средства аттестации эталона, компаратор, источник постоянного тока и прецизионные средства измерения его мощности (рис. 4.24). Наивысшая точность воспроизведения единицы мощности может быть достигнута при условиях, максимально приближенных к некоторой идеальной модели. Исходя из этого требования эталон создается для монохроматического электромагнитного излучения, распространяющегося от неотражающего генератора в бесконечном однородном волноводе стандартного размера.
Динамический диапазон эталонов мощности большинства стран составляет 10-3 – 10-2 Вт. Выбор этого диапазона объясняется рядом причин. Диапазон мощностей рабочих приборов простирается от 10-6 до 104 Вт средней мощности и от 10-15 до 108 Вт мощности в импульсе. Естественно поэтому иметь эталон с диапазоном, равноудаленным от краев динамического диапазона рабочих ваттметров.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.