Сводная таблица измерений. Измерение волнового сопротивления. Измерение неравномерности волнового сопротивления

Сводная таблица измерений:

Измерения параметров проводится для коаксиального кабеля с волновым сопротивлением 50 Ом со сплошной полиэтиленовой изоляцией, на частоте 10ГГц.

1. Измерение волнового сопротивления:

Волновым сопротивлением Zв называется отношение комплексных амплитуд напряжения к току падающих или отраженных волн.  Оно носит комплексный характер.  Значение волнового сопротивления линии передачи определяется только ее конструкцией и не зависит от протяженности линии. Под конструкцией линии понимаются размеры, форма,  взаимное расположение проводников в поперечном сечении, а также диэлектрическая проницаемость материала внутренней изоляции, разделяющего проводники.

Метод измерения волнового сопротивления:

Волновое сопротивление коаксиального кабеля можно определить, проводя измерения на установке, структурная схема которой показана ниже:

1 – Генератор качающейся частоты; 2 – Прибор для измерения КСВ; 3,4 -  направленные ответвители; 5,6 – детекторные секции; 7 – Отрезок исследуемого кабеля; 8 – Активная нагрузка с известным сопротивлением.

Проведение измерений и обработка результатов:

Определить волновое сопротивление предлагается по измеренному значению коэффициента стоячих волн (КСВ). Энергия СВЧ распространятся от генератора к нагрузке через отрезок исследуемого коаксиального кабеля. Направленный ответвитель 3 и детекторная секция 5 фиксируют падающую волну, а ответвитель 4 и детекторная секция 6 фиксируют отраженную волну. Сопротивление активной нагрузки следует выбирать не равным волновому сопротивлению исследуемого кабеля. В этом случае в исследуемой линии устанавливается режим  смешанных волн. На приборе для измерения КСВ отображается картина изменения КСВ в полосе частот. По измеренному значению КСВ следует определить коэффициент отражения:

Коэффициент отражения также выражается через волновое сопротивление линии и сопротивление нагрузки:

Откуда волновое сопротивление исследуемого кабеля равно:

или:

Используемые приборы:

Для проведения измерений можно выбрать измерительный прибор Р2-45  - измеритель КСВ и ослабления панорамный. Прибор предназначен для измерения КСВ и ослабления с панорамной индикацией на электронно - лучевой трубке. Прибор включает в себя следующие блоки: Генератор качающейся частоты, индикатор КСВ  Я2Р-67, рефлектометр.

Структура погрешности:

При измерении волнового сопротивления коаксиального кабеля фактически измеряется КСВ, а волновое сопротивление находится по соответствующей формуле. Поэтому погрешность прямых измерений связана с измерением КСВ и имеет следующую структуру:

1. Погрешность прибора для измерения КСВ, является инструментальной, мультипликативной, случайной величиной. Рассчитать ее можно следующим образом:

(; ; или .

2. Погрешность установки частоты генератора. Погрешность можно классифицировать как инструментальную, систематическую, аддитивную. Погрешность установки частоты для используемого генератора составляет

3. Погрешность волнового сопротивления эталонной нагрузки. Можно классифицировать как инструментальную, систематическую, аддитивную. Ее можно принять равной .

Общая систематическая погрешность составляет:

Общая случайная погрешность определяется погрешностью прибора для измерения КСВ:

Систематическая погрешность косвенных измерений:

Случайная погрешность косвенных измерений:

Видим, что выполняется условие  поэтому . Следует из правил суммирования случайных и систематических погрешностей. Если выполняется условие  , то систематической погрешностью пренебрегают, а конечный результат записывают как  Где к – некоторое число, которое выбирается исходя из распределения вероятности. В случае, когда вероятность распределения  - величина неизвестная, ее можно положить равной 0,9. В этом случае к=1,6.

Видим, что максимальная погрешность измерения волнового