151859 (758585), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Достоинствами ваттметров на основе направленных ответвителей являются широкие пределы измеряемой мощности 10^-4...10⁵ Вт; возможность раздельного измерения падающей, отраженной и проходящей мощности. Диапазон частот таких ваттметров 0,03... 40 ГГц, пределы допускаемых погрешностей 2,5... 10 %.

Измерение мощности преобразователями Холла

Прямое перемножение при измерении мощности можно также получить, используя полупроводниковые преобразователи Холла.

Если специальную полупроводниковую пластину, по которой течёт ток I (показан пунктиром на рис. 4, а), возбуждаемый электрическим полем напряженностью E, поместить в магнитное поле с напряженностью H (индукцией В), то между ее точками, лежащими на прямой, перпендикулярной направлениям протекающего тока I и магнитного поля, возникает разность потенциалов (эффект Холла), определяемая как

Ux = kEH

где k — коэффициент пропорциональности.

Согласно известной в физике теоремы Умова-Пойнтинга, плотность потока проходящей мощности СВЧ-колебаний в некоторой точке поля определяется векторным произведением электрической и магнитной напряженностей этого поля П = [ЕН[. Отсюда, если ток I будет функцией электрической напряженности E, то с помощью датчика Холла можно получить следующую зависимость напряжения от проходящей мощности:Ux = gP, где g— постоянный коэффициент, характеризующий образец — частоту и пр. Для измерения такой мощности пластину полупроводника (пластинку Холла — ПХ) помещают в волновод, как показано на 4,6.

Рис. 4 Преобразователи Холла: а — возникновение эффекта в электромагнитном поле, б— принцип измерения мощности в волноводе

Рассмотренный измеритель проходящей мощности обладает следующими достоинствами:

• может работать при любой нагрузке, а не только при согласованной;

• высокое быстродействие ваттметра дает возможность применять его при измерении импульсной мощности.

Однако практическая реализация ваттметров на эффекте Холла — достаточно сложная задача в силу многих факторов. Тем не менее, существуют ваттметры, измеряющие проходящую импульсную мощность до 100 кВт с погрешностью не более 10 %.

Ваттметры на основе эффекта "горячих" носителей тока

Из физики известно, что под воздействием электрического поля в полупроводнике увеличивается средняя хаотическая скорость свободных носителей зарядов или дырок), что эквивалентно повышению их температуры относительно температуры кристаллической решетки материала. Это явление в теории полупроводников называется разогревом носителей зарядов.

Если осуществить неоднородный "разогрев" полупроводниковой пластины, то должен возникнуть поток носителей зарядов из "горячей" области в "холодную". Вместе с тем оказывается, что ток в разомкнутой цепи равен нулю. Это обстоятельство свидетельствует о возникновении ЭДС, противодействующей движению зарядов. Величина такой ЭДС зависит от степени "разогрева" полупроводниковой пластины.

Для усиления эффекта неоднородному "разогреву" следует подвергать полупроводник, концентрация носителей в котором пространственно неоднородна. Если "разогрев" осуществляется полем СВЧ, то по значению ЭДС можно судить о проходящей мощности СВЧ. Поскольку интервал установления температуры носителей зарядов на несколько порядков меньше времени установления температуры кристаллической решетки, ваттметры на основе разогрева носителей зарядов позволяют непосредственно измерять импульсную мощность при длительностях импульсов до 0,1 мкс.

Основными узлами такого ваттметра являются приемный преобразователь с полупроводниковым элементом и измерительное устройство с цифровым отсчетом.

Заключение

В сущности, измерение СВЧ мощности сводиться к измерению состояния различных материалов - индикаторов под воздействием СВЧ излучения.

Каждый метод измерения СВЧ мощности имеет свои преимущества и недостатки. Выбор метода измерения зависит от ряда причин, таких как: необходимая точность измерения, диапазон измеряемой мощности, сложность конструкции измерителя, стоимостью прибора и т.д.

Список литературы

1. М.И. Билько А.К. Томашевский "Измерение мощности на СВЧ" М. Сов. Радио 1976 год.

2. Интернет сайт http://www.support17.com - белорусский национальный технический университет

Характеристики

Список файлов доклада