Циркулятор СВЧ. Выбор параметров объекта и условий измерения

I. Циркулятор СВЧ.

Циркулятор СВЧ – это согласованный не диссипативный невзаимный многополюсник, в котором передача мощности происходит в одном направлении с входа 1 на вход 2, с входа 2 на вход 3 и т.д. Чаще других применяются шестиполюсные и восмиполюсные циркуляторы для одновременного использования общей антенны на прием и передачу, в параметрических усилителях, в схемах сложения мощностей нескольких генераторов и т.д.

Рис. 1 Условное обозначение.

1.Выбор параметров объекта и условий измерения.

Для исследования параметров циркулятора СВЧ, выберем циркулятор изготовленный на основе стандартного прямоугольного волновода сечением 23*10 мм. Рабочий диапазон от 9000МГц до 11000МГц. Коэффициент передачи равен 0,95.

Условия измерений будем считать благоприятными, если они будут обеспечивать:

§  Нормальные рабочие условия оператору

§  Нормальные рабочие условия измерительным приборам т.е. при работе температура окружающего воздуха должна быть в приделах 20°С, влажность нормальная, отсутствие пыли и вредных примесей в воздухе, не должно быть вибраций и других негативных факторов отрицательно влияющих на работу оператора и измерительных приборов.

Система должна:

§  Обеспечить измерение всех требуемых параметров объекта измерения с необходимой точностью.

§  Производить математическую и логическую обработку поступаемой информации.

§  Иметь высокие эксплуатационные характеристики.

Обеспечивать максимальную простоту обслуживания

Измеряемые параметры циркулятора СВЧ.

№	Измеряемый параметр	Диапазон	Допус-тимая погреш-ность	Факти-ческая погреш-ность	Приборы	Условия измерений	Расчетная формула
1	Коэффициент отражения	0,05… 0,15	5%	3%	РГ4-08 М3-95 Э9-126	F=9400МГц P=5мВт
2	КСВ	1,1-1,3	6%	5%	РГ4-08 М3-95 Э9-126	F=9400МГц P=5мВт
3	Коэффициент передачи	0,9-0,98	6%	5%	РГ4-08 М3-95 Э9-126	F=9400МГц P=5мВт
4	Прямое затухание	0,2 - 0,9 дБ	6%	4,4%	РГ4-08 М3-95 Э9-126	F=9400МГц P=5мВт
5	Развязка входов циркулятора.	20 – 26дБ	6%	4,2%	РГ4-08 М3-95 Э9-126	F=9400МГц P=5мВт
6	Вентельное отношение	19-26 дБ	6%	3,5%	РГ4-08 М3-95 Э9-126	F=9400МГц P=5мВт
7	Граничные частоты	9,11 ГГц	6%	4,2%	РГ4-08 М3-95 Э9-126	f=8500… 11500 МГц	---

2.Приборно-модульные системы

2.1 Выбор приборов и методика измерений

Для проведения измерений основных параметров циркулятора СВЧ необходимы следующие измерительные приборы (их основные данные рассмотрены в приложение):

·  Генератор РГ4-08

·  Согласованные нагрузки Э9-126

·  Измеритель мощности М3-95

Для автоматизации измерений необходимо, чтобы эти все приборы, кроме согласованной нагрузки, обладали совместимостью с КОП. Поэтому для организации измерительной системы нам необходим контроллер КОП, выполняющий все операции организации и управления измерительным процессом. В качестве процессора будет выступать ПЭВМ с адаптером КОП  и набором программного обеспечения (ПО) для работы с интерфейсом.

Общая методика измерения. Вначале сконфигурируем необходимую последовательность экспериментов с необходимыми условиями (в соответствии с таблицей), после запуска измерения,  необходимые расчеты и сравнения с требуемыми значениями будут производиться в автоматическом режиме, при первом несоответствии программа останавливается и выдает сообщение «НЕ ГОДЕН», в интерфейсе должен быть повтор присутствовать возможность повтора этого пункта.

2.1.1  Коэффициент отражения

Используемые приборы: Генератор РГ4-08

Ваттметр поглощаемой мощности М3-95

набор согласованных нагрузок Э9-126

Методика измерений: схема рис. 2. .Настроить генератор РГ4 – 08  на частоту 9400 МГц, и выставляем мощность на выхода  5мВт. Производим  последовательные измерения Р_ГЕН и Р_ОТР и, не меняя уровень мощности генератора. ПЭВМ рассчитывает коэффициент отражения по формуле , отраженную мощность будем мерить с помощью направленного ответвителя.

1. Измерение Р_ГЕН..

2. Измерение  Р_ОТР.

Рис. 2 схема измерения КСВ и коэффициента отражения.

2.1.2  КСВ.

Используемые приборы: Генератор РГ4-08

Ваттметр поглощаемой мощности М3-95

набор согласованных нагрузок Э9-126

Методика измерений: схема рис. 2. Если известно значение коэффициента отражения, тогда ПЭВМ производит расчет значения  КСВ по следующей формуле: .

Если значение коэффициента передачи неизвестно, то проводим расчет согласно методике предыдущего пункта , а затем рассчитываем КСВ.

2.1.3 Коэффициент передачи (S₂₁).

1. Измерение