Miernik mocy mikrofal
Miernik mocy mikrofal to przyrząd, który mierzy moc elektryczną przy częstotliwościach mikrofalowych , zwykle w zakresie od 100 MHz do 40 GHz.
Zwykle miernik mocy mikrofalowej składa się z głowicy pomiarowej , która zawiera element pomiarowy rzeczywistej mocy, połączony kablem z właściwym miernikiem, który wyświetla odczyt mocy. Głowicę można nazwać czujnikiem mocy lub mocowaniem . Różne czujniki mocy mogą być używane dla różnych częstotliwości lub poziomów mocy. Historycznie sposób działania większości kombinacji czujnika mocy i miernika polegał na tym, że czujnik przetwarzał moc mikrofal na napięcie analogowe który byłby odczytywany przez miernik i konwertowany na odczyt mocy. Kilka nowoczesnych głowic czujników mocy zawiera elektronikę do tworzenia wyjścia cyfrowego i można je podłączyć przez USB do komputera, który działa jako miernik mocy.
Mikrofalowe mierniki mocy mają szerokie pasmo — nie są selektywne względem częstotliwości. Do pomiaru mocy określonej składowej częstotliwości w obecności innych sygnałów o różnych częstotliwościach potrzebny jest analizator widma lub odbiornik pomiarowy .
Technologie czujników
Istnieje wiele różnych technologii, które zostały wykorzystane jako element wykrywający moc. Każdy ma zalety i wady.
Termiczny
Czujniki termiczne można ogólnie podzielić na dwie główne kategorie, czujniki mocy termopary i czujniki mocy oparte na termistorze. Czujniki termiczne polegają na procesie pochłaniania energii sygnału o częstotliwości radiowej i mikrofalowej oraz wykrywają wynikający z tego wzrost ciepła. Dlatego reagują na prawdziwą średnią moc sygnału, niezależnie od tego, czy jest to sygnał pulsacyjny, CW, AM/FM czy jakakolwiek złożona modulacja. (Agilent 2008). Czujniki mocy termopary stanowią większość sprzedawanych obecnie czujników mocy termicznej. Są na ogół dość liniowe i mają dość szybki czas reakcji i zakres dynamiki . Moc mikrofal jest pochłaniana przez ładunek którego wzrost temperatury jest mierzony za pomocą termopary. Czujniki termopar często wymagają referencyjnego źródła prądu stałego lub mikrofalowego do kalibracji przed pomiarem; można to wbudować w miernik mocy. Termistorowe czujniki mocy, takie jak Keysight 8478B są zwykle używane tylko w sytuacjach, w których ważna jest ich doskonała liniowość, ponieważ są one zarówno znacznie wolniejsze, jak i mają mniejszy zakres dynamiczny niż czujniki oparte na termoparach lub diodach. Czujniki mocy oparte na termistorze są nadal najczęściej wybieranymi czujnikami w przypadku standardów przesyłania mocy ze względu na ich zdolność do zastępowania zasilania prądem stałym. Inne technologie wykrywania termicznego obejmują kalorymetry i bolometry mikrofalowe oraz quasi-optyczne impulsowe czujniki mikrofalowe.
Dioda
Wiele mikrofalowych głowic zasilających wykorzystuje diody do prostowania padającej mocy mikrofalowej i ma niezwykle szybką reakcję. Dioda byłaby generalnie używana w swoim prawa kwadratowego , a zatem dawałaby napięcie wyjściowe proporcjonalne do padającej mocy RF. Aby rozszerzyć ich zakres dynamiczny poza obszar prawa kwadratowego, stosuje się obwody korekcji liniowości lub stosy wielu diod. Dzięki postępowi w kompleksowym algorytmie kompensacji danych i topologii stosów diod, czujniki diodowe, takie jak Keysight E9300A jest w stanie właściwie reagować na złożone modulowane sygnały w szerokim zakresie dynamicznym. Podobnie jak czujniki termopary, często wymagają źródła odniesienia.
Siła pola
Zbadano lub wdrożono inne technologie do użytku jako czujniki mocy, ale obecnie nie są one szeroko stosowane; obejmują one momentu obrotowego , wiązki elektronów , MEMS , efekt Halla i fontanny atomowe .
Typ mierników mocy mikrofal
Dwa główne typy mierników mocy mikrofal to:
- Miernik średniej mocy – mierzy rzeczywistą średnią moc sygnału i wyświetla moc podobnie jak woltomierz cyfrowy
- Miernik mocy szczytowej i średniej - przypomina oscyloskop. Wyświetla profil lub moc obwiedni sygnału w funkcji czasu i może wykonywać pomiary wyzwalane. Oprócz pomiarów mocy szczytowej, średniej i międzyszczytowej a średnią, zaawansowane modele mogą wykonywać automatyczne pomiary impulsów pulsującego sygnału RF, takie jak średnia moc impulsu, czas narastania i opadania, szerokość impulsu, cykl pracy, częstotliwość powtarzania impulsu, przeregulowanie, statyzm, pomiary opóźnienia krawędzi. Może również wykonywać pomiary markerami.
Wyświetlacz
Mierniki mocy zazwyczaj podają moc w dBm ( decybelach w stosunku do 1 miliwata ) , dBW (decybelach w stosunku do 1 wata) lub watach. Do producentów mierników mocy mikrofal należą: Aeroflex , Keysight , Anritsu , Bird Technologies , Boonton Electronics, Giga-tronics, Rohde and Schwarz , Tektronix i TEGAM Inc.
- „Przewodnik po zasadach pomiaru mocy” . Boontona . Boontona . Źródło 1 listopada 2018 r .
- „Pierwszy miernik mocy mikrofal” . HPPamięć . HPPamięć . Źródło 1 listopada 2018 r .
- „4 kroki do lepszych pomiarów mocy” (PDF) . Wzrok . Wzrok . Źródło 1 listopada 2018 r .
- „Podstawy pomiarów mocy RF i mikrofal (część 2)” (PDF) . Wzrok . Wzrok . Źródło 1 listopada 2018 r .