Измеритель полных сопротивлений

Измери́тель по́лных сопротивле́ний (ИПС) — прибор для измерения коэффициента стоячей волны, фазы коэффициента отражения и входного импеданса различных устройств в СВЧ трактах.

Классификация

По типу используемого канала передачи электромагнитной волны измерители полных сопротивлений бывают коаксиальные и волноводные.

• Примеры коаксиальных ИПС: ИПС-2, Р3-32, Р3-33, Р3-34, Р3-35
• Примеры волноводных ИПС: РЗ-40, РЗ-42, РЗ-43, РЗ-46, РЗ-48

Устройство и принцип действия

• Коаксиальные ИПС реализуются в виде коаксиального тройника, симметричные плечи которого нагружены на исследуемый объект и образцовый конденсатор; к несимметричному плечу подводится сигнал. Нормализованное, относительно волнового, реактивное сопротивление конденсатора устанавливается равным единице механической подстройкой. Шкала перестраиваемого конденсатора проградуирована в единицах частоты. Над центром тройника вертикально расположен круглый запредельный волновод, в котором находится петля связи, нагруженная на детектор. Суммарный ток симметричных плеч I_Σ = I_C + I_Z и ток несимметричного плеча I_Г возбуждают в круглом волноводе магнитные поля H_Σ и H_Γ. Вектор суммарного поля H₁₁ складывается из двух вращающихся навстречу друг другу векторов. В момент их совпадения напряженность магнитного поля максимальна, при противоположных направлениях — минимальна. Конструкция петли, вращающейся относительно вертикальной оси, обеспечивает неизменную связь её с полем, При повороте петли на 360° наблюдаются два максимума и два минимума напряженности. Угловое смещение экстремума относительно положения, соответствующего разомкнутой линии, составляет половину фазы коэффициента отражения.
• Волноводный измеритель полных сопротивлений состоит из отрезков прямоугольного и цилиндрического волноводов, причем цилиндрический волновод расположен под прямым углом к широкой стенке прямоугольного волновода. Связь между волноводами осуществляется через три щели одинаковых размеров, расположенные на равном расстоянии от центра цилиндрического волновода. Принцип работы аналогичен принципу работы коаксиального ИПС.
• КСВ, как и в измерительных линиях, определяется из отношения показаний низкочастотного индикатора при экстремальных значениях сигнала. Импеданс исследуемого объекта находят по круговой диаграмме полных сопротивлений исходя из значений КСВ и фазы коэффициента отражения.
• ИПС имеют меньшую чувствительность, чем измерительные линии, однако они имеют существенно меньшие размеры, особенно в нижней части диапазона частот, и позволяют прямо отсчитывать фазу коэффициента отражения

Основные нормируемые характеристики

• Диапазон частот
• Собственный коэффициент стоячей волны
• Сечение коаксиального тракта или волновода

Литература и документация

Литература

• Справочник по радиоизмерительным приборам: В 3-х т.; Под ред. В. С. Насонова — М.:Сов. радио, 1979
• Справочник по радиоэлектронным устройствам: В 2-х т.; Под ред. Д. П. Линде — М.: Энергия, 1978
• Валитов Р. А. Радиотехнические измерения — М., 1963

Нормативно-техническая документация

• ГОСТ 8.493-83 Государственная система обеспечения единства измерений. Измерители полных сопротивлений коаксиальные. Методы и средства поверки
• ГОСТ 18238-72 Линии передачи сверхвысоких частот. Термины и определения

См. также

• Коэффициент стоячей волны
• Коэффициент бегущей волны
• Коэффициент отражения (в радиотехнике)
• Радиоизмерительные приборы
• Круговая диаграмма полных сопротивлений
• Измерительная линия

Ссылки

• Измерения параметров электромагнитных волн на сверхвысоких частотах