4. Калориметрический метод измерения

мощности радиосигналов

Такой метод реализован в калориметрических ваттметрах. Эти приборы являются наиболее точными измерителями поглощаемой мощности. Они применяются для измерения среднего значения мощ­ности СВЧ в диапа­зоне от 3 мВт до 6 кВт на частотах до 37,5 ГГц.

Калориметрический метод измерения мощности основан на измерении количества тепла , приобретаемого нагрузкой измерителя мощности в единицу времени при поглощении ею энергии СВЧ колебаний. Значение измеряемой мощности при этом пропорционально изменению температуры нагрузки. В общем виде кало­риметрический ваттметр состоит из согласованной поглощающей нагрузки, измерителя разности температур и вспомогательных устройств (рис. 5).

Рис. 5

Преобразователь Р_Х в Т_Х состоит из согласованной нагрузки, помещенной в отрезок линии передачи (жесткий коаксиальный фидер или волновод), сквозь который прокачивается насосом вода. Скорость протекания воды постоянна и контролируется расходомером. Измерение мощности сводится к измерению разности температур на входе и выходе её из нагрузки:

, (6)

где : С соnst; плотность воды; соnst – объем прокачанной воды в единицу времени. .

Таким образом, измеритель разности температур может быть непосредственно проградуирован в единицах мощности.

Температура воды Т₁ и Т₂ может измеряться терморезисторами, объеденёнными в термоблоки (для увеличения чувствительности). Пример: калориметрический ваттметр МЗ13/1. Однако в современных цифровых ваттметрах такого типа (например МЗ47) для измерения температуры используется мостовая схема, чувствительные элементы которой  терморезисторы , устанавливаются во входном и выходном термобло­ках.

Достоинства:

- высокая точность измерения мощности (у раб. приборов =4..10%, у образцовых - 1%);

- широкий диапазон частот (0,001...1,6) ГГц;

- независимость показаний от формы СВЧ сигналов.

Причинами погрешности являются неполное согласование с ЛП, несовершенная теплоизоляция, неточное измерение расхода воды и т.д.

Недостатки:

- большое время установления показаний - 60 с;

• трудность измерения малых уровней мощности.

5. Термоэлектрический метод

измерения мощности радиосигналов

Заключается в преобразовании энергии СВЧ колебаний в термо-ЭДС с последующим ее измерением. Такое преобразование выполняет­ся с помощью термопар, включаемых в приемный преобразователь в качестве поглощающей нагрузки.

Уравнение преобразования имеет вид

(7)

где  термо-ЭДС;  коэффициент преобразования.

В самом общем виде структурная схема термоэлектрического ваттметра имеет вид ( рис. 6 ).

Рис. 6