Mikrowellenleistungsmesser - Microwave power meter
Ein Mikrowellenleistungsmesser ist ein Instrument , das die Maßnahmen elektrische Energie bei Mikrowellenfrequenzen typischerweise im Bereich von 100 MHz bis 40 GHz.
Normalerweise besteht ein Mikrowellen-Leistungsmesser aus einem Messkopf, der das eigentliche Leistungsmesselement enthält, das über ein Kabel mit dem eigentlichen Messgerät verbunden ist, das den Leistungsmesswert anzeigt. Der Kopf kann als Leistungssensor oder Halterung bezeichnet werden . Für unterschiedliche Frequenzen oder Leistungsstufen können unterschiedliche Leistungssensoren verwendet werden. Historisch gesehen bestand die Betriebsweise bei den meisten Kombinationen von Leistungssensoren und Messgeräten darin, dass der Sensor die Mikrowellenleistung in eine analoge Spannung umwandelte, die vom Messgerät abgelesen und in einen Leistungsmesswert umgewandelt wurde. Mehrere moderne Leistungsmessköpfe enthalten eine Elektronik zur Erzeugung eines digitalen Ausgangs und können über USB an einen PC angeschlossen werden, der als Leistungsmesser fungiert.
Mikrowellen-Leistungsmesser haben eine große Bandbreite – sie sind nicht frequenzselektiv. Um die Leistung einer bestimmten Frequenzkomponente in Gegenwart anderer Signale mit unterschiedlichen Frequenzen zu messen, wird ein Spektrumanalysator oder Messempfänger benötigt.
Sensortechnologien
Es gibt eine Vielzahl unterschiedlicher Technologien, die als Leistungserfassungselement verwendet wurden. Jedes hat Vor- und Nachteile.
Thermal
Thermosensoren können im Allgemeinen in zwei Hauptkategorien unterteilt werden, Thermoelement-Leistungssensoren und Thermistor-basierte Leistungssensoren. Wärmesensoren hängen vom Absorptionsprozess der HF- und Mikrowellensignalenergie ab und erfassen den resultierenden Wärmeanstieg. Daher reagieren sie auf die wahre Durchschnittsleistung des Signals, sei es gepulst, CW, AM/FM oder eine beliebige komplexe Modulation. (Agilent 2008). Thermoelement-Leistungssensoren machen den Großteil der derzeit verkauften thermischen Leistungssensoren aus. Sie sind im Allgemeinen einigermaßen linear und haben eine relativ schnelle Reaktionszeit und einen relativ schnellen Dynamikbereich . Die Mikrowellenleistung wird in einer Last absorbiert, deren Temperaturanstieg vom Thermoelement gemessen wird. Thermoelementsensoren erfordern vor der Messung häufig eine Referenz- Gleichstrom- oder Mikrowellenstromquelle zur Kalibrierung ; Dies kann in den Leistungsmesser eingebaut werden. Thermistor- basierte Leistungssensoren wie der Keysight 8478B werden im Allgemeinen nur in Situationen verwendet, in denen ihre ausgezeichnete Linearität wichtig ist, da sie beide viel langsamer sind und einen kleineren Dynamikbereich als entweder thermoelement- oder diodenbasierte Sensoren haben. Leistungsmessköpfe auf Thermistorbasis sind aufgrund ihrer Gleichstromersatzfähigkeit nach wie vor der Sensor der Wahl für Leistungsübertragungsstandards. Andere thermische Sensortechnologien umfassen Mikrowellen - Kalorimeter und Bolometer und quasi-optische gepulste Mikrowellen - Sensoren.
Diode
Viele Mikrowellen-Leistungsköpfe verwenden Dioden , um die einfallende Mikrowellenleistung gleichzurichten, und haben eine extrem schnelle Reaktion. Die Diode würde im Allgemeinen in ihrem quadratischen Bereich verwendet werden und daher eine Ausgangsspannung proportional zur einfallenden HF-Leistung liefern. Um ihren Dynamikbereich über den quadratischen Bereich hinaus zu erweitern, werden Linearitätskorrekturschaltungen oder mehrere Diodenstapel verwendet. Dank der Weiterentwicklung des umfassenden Datenkompensationsalgorithmus und der Diodenstapel-Topologie können Diodensensoren wie der Keysight E9300A ordnungsgemäß auf komplexe modulierte Signale über einen großen Dynamikbereich reagieren. Wie Thermoelementsensoren benötigen sie oft eine Referenzquelle.
Feldstärke
Andere Technologien wurden zur Verwendung als Leistungssensoren untersucht oder implementiert, werden jedoch heute nicht weit verbreitet verwendet; Dazu gehören Drehmoment -vane, Elektron -beam, MEMS , Hall - Effekt und atomaren Springbrunnen basierte Sensoren.
Arten von Mikrowellen-Leistungsmessern
Die zwei Haupttypen von Mikrowellen-Leistungsmessern sind:
- Durchschnittlicher Leistungsmesser – misst die wahre durchschnittliche Leistung des Signals und zeigt die Leistung ähnlich wie ein digitales Voltmeter an
- Spitzen- und Durchschnittsleistungsmesser - hat das Gefühl eines Oszilloskops. Es zeigt die Profil- oder Hüllkurvenleistung des Signals über der Zeit an und kann getriggerte Messungen durchführen. Neben Spitzen-, Durchschnitts- und Spitzen-Durchschnittsleistungsmessungen können High-End-Modelle automatisierte Impulsmessungen eines gepulsten HF-Signals durchführen, wie z. Droop, Flankenverzögerungsmessungen. Es kann auch Markierungsmessungen durchführen.
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Stromzähler berichten allgemein die Leistung in dBm ( Dezibel bezogen auf 1 Milliwatt ), dBW (Dezibel relativ zu 1 Watt) oder Watt. Hersteller von Mikrowellen - Leistungsmesser sind: Aeroflex , Keysight Technologies , Anritsu , Vogel Technologies , Boonton Electronics , Giga-Tronics, Rohde und Schwarz , Tektronix und Tegam Inc. .
Verweise
- "Leitfaden zur Leistungsmessung" . Bonton . Bonton . Abgerufen am 1. November 2018 .
- "Erster Mikrowellen-Leistungsmesser" . HPSpeicher . HPSpeicher . Abgerufen am 1. November 2018 .
- "4 Schritte für bessere Leistungsmessungen" (PDF) . Keysight . Keysight . Abgerufen am 1. November 2018 .
- "Grundlagen der HF- und Mikrowellenleistungsmessungen (Teil 2)" (PDF) . Keysight . Keysight . Abgerufen am 1. November 2018 .