Измерение параметров и характеристик сверхвысокочастотных линий связи и их компонентов - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника реферат
Главная
Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Измерение параметров и характеристик сверхвысокочастотных линий связи и их компонентов
Общие сведения и классификация методов и приборов СВЧ цепей. Основные методы и средства измерений параметров СВЧ цепей. Обобщенная структурная схема измерителя (анализатора). Измерительные направленные ответвители. Скалярные анализаторы цепей.
посмотреть текст работы
скачать работу можно здесь
полная информация о работе
весь список подобных работ
Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАТИКИ ИРАДИОЭЛЕКТРОНИКИ
Кафедра метрологии и стандартизации
« Измерение параметров и характеристик сверхвысокочастотных линий связи и их компонентов »
Общие сведения и классификация методов и приборов СВЧ цепей
К цепям с распределенными постоянными (СВЧ цепям) относятся цепи, геометрические размеры которых соизмеримы с длиной волны распространяющихся вдоль них колебаний.
СВЧ цепи можно разбить на: двухполюсники (ДП) и четырехполюсники (ЧП).
Из теории длинных линий известно, что для полного описания свойств двухполюсников (ДП) достаточно знать волновое (характеристическое) сопротивление линии (W), на котором он сконструирован, и комплексный коэффициент отражения в рабочем диапазоне частот.
Комплексный коэффициент отражения определяется как отношение комплексной амплитуды напряжения волны отраженной от ДП к комплексной амплитуде напряжения волны, падающей на него:
Значение и характер позволяет оценить качество согласования полного сопротивления ДП с волновым сопротивлением тракта. Количественно эта связь определяется отношением
На практике также часто пользуются значением коэффициента стоячей волны по напряжению (КСВН)
КСВН - определяется как отношение максимальной (Umax) и минимальной (Umin) амплитуд электрического поля стоячей волны в линии передачи:
На рисунке 1,в показана картина стоячих волн напряжения в линии передачи СВЧ (рисунок 1,а). В этой линии имеет место интерференция падающих (U п ) и отраженных волн (U0). На рисунке 1,б показана векторная диаграмма, показывающая образование суммарного сигнала UУ.
Значения и связаны между собой следующим соотношением:
Описанные выше параметры полностью определяют номенклатуру измеряемых параметров ДП.
Номенклатуру измеряемых параметров ЧП составляют элементы матрицы S-параметров:
Эту матрицу называют еще матрицей рассеяния. Смысл ее элементов следующий.
На приведенном ниже рисунке 2 приведена эквивалентная схема ЧП на СВЧ.
Напряжение нормированные комплексные амплитуды волн, реально падающие на ЧП, отраженных от него и прошедших через него. Элементы матрицы S - параметров представляют собой комплексные коэффициенты отражения и передачи ЧП и определяются из выражений
- коэффициент передачи со входа на выход;
Коэффициент передачи с выхода на вход .
Для измерения описанных выше параметров на практике используется следующие приборы:
Р 2 - панорамные измерители коэффициентов отражения и передачи (скалярные анализаторы цепей - САЦ);
Р 3 - измерители полных сопротивлений;
Р 4 - измерители S-параметров (векторные анализаторы цепей - ВАЦ);
Р 5 - измерители неоднородностей линий передачи (импульсные рефлектометры).
Методы измерения, на которые базируются приборы перечисленных видов можно разбить на три группы:
1) основанные на анализе распределения поля стоячей волны в линии передачи (Р1 и Р3);
2) связанные с выделением и измерением отношений направлений падающих, отраженных и прошедших волн (Р2 и Р4);
3) метод импульсной (временной) рефлектометрии (Р5).
Основные методы и средства измерений параметров СВЧ цепей
Обобщенная структурная схема измерителя (анализатора) СВЧ ц е пей
Обобщенная структурная схема измерителя СВЧ цепей представлена на рисунке 3.
Назначение и основные функции блоков измерителя:
Генератор качающейся частоты (ГКЧ) - формирование СВЧ измерительного сигнала и управление этим сигналом;
СВЧ измерительный тракт - выделение информационных СВЧ измерительных сигналов;
Преобразователь информационно измерительных сигналов - преобразование информационных измерительных сигналов из СВЧ диапазона в НЧ диапазон;
- фильтрация и усиление преобразованных сигналов;
- функциональные преобразования сигналов;
- индикация и отсчет результатов измерения.
Типы измерительных трактов и их компоненты
По принципу действия схемы измерительных трактов делятся на:
Интерференционные схемы используются в измерительных линиях. Принцип действия рефлектометрических схем основан на выделении с помощью направленных ответвителей сигналов пропорциональных мощностям падающей, отраженной и прошедшей волн.
Измерительные направленные ответвители
На рисунке 4,а изображен однонаправленный волноводный ответвитель, ориентированный на отраженную волну, а на рисунке 4,б - схемы сложения возбуждающихся волн.
Под воздействием токов, протекающих по стенкам основного волновода щели А и В возбуждают во вторичном волноводе электромагнитной волны, которая распространяется в разные стороны от щелей. Если энергия падающей волны Р n распространяется слева направо, то поле, возбужденное щелью А, сложится в фазе с полем, возбужденным В, так как пути пройденные ими равны и равны лв/4 (диаграмма 1). Энергия суммарного поля во вторичном волноводе поглотится согласованной нагрузкой (СН). Поля этой же волны распространяющиеся во вторичном волноводе справа налево сложатся в противофазе (диаграмма 2), так как пути, пройденные ими будут отличаться на лв/2 и если они равны, то (т.е. они взаимно уничтожаются).
Таким образом энергия поля, возбуждающегося во вторичном волноводе под действием падающей волны не вызовет тока в цепи детектора.
Аналогичное рассмотрение процесса сложения полей, возбужденных щелями А и В при распространении энергии отраженной волны (диаграммы 3,4), позволяет сделать вывод о том, что ток, вызываемый в цепи детектора будет пропорциональным мощности отраженной волны .
Если переориентировать направление ответвления на падающую волну, то ток детектора будет пропорционально .
Основными параметрами направленных ответвителей являются - переходное ослабление, направленность и КСВН входов (выходов).
Переходное ослабление - величина связи первичного и вторичного каналов направленных ответвителей. Оно обычно выражается в децибелах и равно:
В измерителях обычно используются направленные ответвители с С=10 или 20 дБ.
Направленность ответвителя - величина, характеризуется «просачивание» в плечо с детектором поля неосновной волны, то есть волны, противоположной той, на которую ориентирован направленный ответвитель. Направленность также определяется в децибелах и равна:
Промышленные направленные ответвители имеют направленность порядка 30…50 дБ с КСВН входов от 1,1 до 1,3.
Современные скалярные анализаторы цепей (панорамные измерители коэффициентов отражения и передачи) состоят из ГКЧ с системой автоматического регулирования мощности (АРМ), СВЧ измерительного тракта (рефлектометра), состоящего из трех последовательно соединенных направленных ответвителей и унифицированного индикатора.
Структурная схема скалярного анализатора представлена на рисунке 5.
На выходе ГКИ формируется частотно и амплитудно-модулированный СВЧ сигнал постоянного уровня. Для частотной модуляции в качестве модулирующего направления используется сигнал генератора развертки, который конструктивно входит в ГКЧ. Амплитудная модуляция обычно осуществляется напряжением типа «меандр» частоты 100 КГц от внутреннего или внешнего источника модулирующего напряжения. Постоянство выходной мощности ГКЧ поддерживается с помощью системы АРМ, которая работает по сигналу , подаваемому из индикатора в генератор.
Использование измерителя отношений в индикаторном блоке существенно снижает требования к качеству стабилизации выходной мощности ГКЧ.
ГКЧ включает в себя и блок частотных меток. Выходные сигналы этого блока после преобразования в индикаторе воспроизводятся на изображении исследуемых характеристик в виде подвижных частотных меток.
Измерительный тракт состоит из трех направленных ответвителей (НО). НО1 ответвляет сигнал пропорциональный мощности падающей волны Р n ; НО2 - мощности отраженной волны Р 0 ; НО3 - мощности прошедшей волны Р пр .
Сигналы НО детектируются квадратичными детекторами. Выходные напряжения детекторов позволяют определить модуль коэффициента отражения:
Для скалярных анализаторов цепей характерно применение унифицированного индикатора КСВ и ослабления, работающего на частоте амплитудной модуляции ГКЧ. Этот индикатор обеспечивает усиление сигналов пропорциональных ,,, деление их с помощью измерителя отношений, детектирование и панорамное воспроизведение на экране ЭЛТ измеряемых характеристик в линейном и логарифмическом масштабах с отсчетом значений измененных величин.
Источники погрешности скалярных анализаторов цепей:
1) неточность установки и нестабильность частоты ГКЧ;
2) неидеальность и неиндентичность направленных ответвителей;
4) неквадратичность характеристик детекторов.
1 Метрология и электроизмерения в телекоммуникационных системах: Учебник для вузов /А.С. Сигов, Ю.Д. Белик. и др./ Под ред. В.И. Нефедова. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 2005.
2 Бакланов И.Г. Технологии измерений в современных телекоммуникациях. - М.: ЭКО-ТРЕНДЗ, 2007.
3 Метрология, стандартизация и измерения в технике связи: Учеб. пособие для вузов /Под ред. Б.П. Хромого. - М.: Радио и связь, 2006.
Скалярные анализаторы цепей (ВАЦ) как база для создания гетеродинных векторных анализаторов: разница в устройстве. Достоинства и недостатки гетеродинных ВАЦ. Упрощенная схема гомодинных векторных анализаторов цепей. Классификация методов измерения. реферат [61,9 K], добавлен 23.01.2009
Измерение S–параметров с помощью рефлектометров. Анализаторы цепей СВЧ. Принцип работы импульсного рефлектометра. Измерители комплексных коэффициентов передачи и отражения. Особенности применения рефлектометров. Методы калибровки измерителя S–параметров. дипломная работа [1,1 M], добавлен 21.09.2012
Структурная схема тракта передачи. Модели мощных транзисторов. Проектирование выходных цепей коррекции, согласования и фильтрации. Проектирование цепей формирования амплитудно-частотных характеристик. Метод параметрического синтеза. учебное пособие [1,1 M], добавлен 19.11.2003
Исследование и расчет цепей синусоидального и постоянного тока. Нахождение линейных однофазных цепей при несинусоидальном питающем напряжении. Исследование и применение методов расчета трехфазной цепи. Задача на определение параметров четырехполюсника. курсовая работа [2,3 M], добавлен 09.02.2013
Экспериментальное и расчетное определение эквивалентных параметров цепей переменного тока, состоящих из различных соединений активных, реактивных и индуктивно связанных элементов. Применение символического метода расчета цепей синусоидального тока. курсовая работа [1,5 M], добавлен 07.02.2013
Характеристика основных вопросов, связанных с частотными характеристиками электроцепей ОУ. Передаточные функции активных цепей и каскадно-развязанных структур. Функция чувствительности частотных характеристик электрических цепей, селективные устройства. реферат [134,3 K], добавлен 25.04.2009
Параметры ошибок и методы их измерений по G.821. Схема измерений параметров каналов ЦСП типа "точка-точка". Основные принципы методологии измерений по G.826. Методика индикационных измерений. Измерение параметров кодовых ошибок, их связь с битовыми. реферат [405,0 K], добавлен 12.11.2010
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .
© 2000 — 2021
Измерение параметров и характеристик сверхвысокочастотных линий связи и их компонентов реферат. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Контрольная Работа По Теме Алгебра Логики
Дипломная работа по теме Рассмотрение и совершенствование кадровой политики ОАО ГЛЗ 'Центролит'
Чудо голодания
Реабилитация инвалидов: понятие и виды. Индивидуальная программа реабилитации инвалидов.
Контрольная Работа По Истории Становление Средневековой Европы
Учебное пособие: Методические указания и задания по выполнению домашней контрольной работы для студентов-заочников по дисциплине маркетинг по специальностям
Курсовая Работа На Тему Договор Продажи Недвижимости
Дипломная работа: Налоговая система РФ и перспективы её развития
Контрольная Работа По Лирике Лермонтова 6 Класс
Эссе Музыкального Руководителя На Конкурс Воспитатель Года
Казанское Ханство Скачать Бесплатно Реферат Без Регистрации
Реферат На Тема История Языков Программирования
Реферат: Декрет О турецкой Армении
Реферат по теме Гм-продукты: взгляд из Америки
Контрольная Работа На Тему Налог На Продажу Автомобильного Топлива. Налог На Доходы
Реферат: Роль и место инфраструктуры в рыночной экономике
Курсовая работа по теме Формирование стратегии деятельности предприятия
Курсовая работа: Оценка кредитоспособности предприятия на примере ОАО Байкалфарм
Курсовая работа по теме Специфика проявления характера и темперамента
Контрольная работа: Особенности изготовления трикотажных изделий
Понятие и особенности договора купли-продажи недвижимости - Государство и право курсовая работа
Правовой статус безработного в РФ - Государство и право курсовая работа
Фонетичні варіанти у Слобожанській Ойконімії (на прикладі контактних назв річок і поселень) - Иностранные языки и языкознание статья