Рекомендуем

Компьютерные методы измерений параметров телекоммуникационных средств: стандарты и подходыКубанков А.Н., Симонов П.И. Компьютерные методы измерений параметров телекоммуникационных средств: стандарты и подходы
Метрология и электрорадиоизмерения в телекоммуникационных системахТихонов Б. Н., Ходжаев И. А. Метрология и электрорадиоизмерения в телекоммуникационных системах
Методы и средства измерения параметров оптических телекоммуникационных системСубботин Е.А. Методы и средства измерения параметров оптических телекоммуникационных систем

Книга

Измерение мощности СВЧ в диапазоне сантиметровых и миллиметровых волн

2018 г.
328 стр.
Тираж 500 экз.
Формат 60х90/16 (145x215 мм)
Исполнение: в твердом переплете
ISBN 978-5-9912-0672-3
ББК 32.842
УДК 621.317:621.37/.39
Аннотация

Рассмотрены методы и приборы для измерения мощности в волноводных трактах сантиметрового и миллиметрового диапазонов волн. Основное внимание уделено калориметрическому, термоэлектрическому и болометрическому методам измерения СВЧ мощности и соответствующим принципам и особенностям построения конструкций приёмных преобразователей, используемых для реализации этих методов. Затронуты вопросы автоматического регулирования в калориметрических ваттметрах. Рассмотрены источники погрешностей измерения СВЧ мощности при различных методах измерения. Уделено внимание вопросам метрологического обеспечения и создания образцовых средств измерения мощности и эталонов в рассматриваемых диапазонах волн.

Для специалистов в области измерительной техники СВЧ, будет полезна студентам вузов, обучающимся по радиотехническим, радиофизическим и инфокоммуникационным специальностям, аспирантам и преподавателям.

Оглавление

Оглавление

Предисловие

I. Теплопроводность и термоэлектрические явления

1. Основные положения теплопроводности. Математическое моделирование тепловых процессов
1.1. Явление теплопроводности
1.1.1. Температурное поле
1.1.2. Температурный градиент
1.1.3. Тепловой поток. Закон Фурье
1.1.4. Коэффициент теплопроводности
1.2. Математическое моделирование теплового процесса
1.2.1. Общая идея моделирования
1.2.2. Вывод уравнения теплопроводности
1.2.3. Условия однозначности для процессов теплопроводности
1.3. Решение краевых задач для уравнения теплопроводности
1.3.1. Метод Фурье разделения переменных
1.3.2. Краевая задача остывания нагретых тел
1.3.3. Остывание тел правильной формы

2. Термоэлектрические явления
2.1. Эффект Зеебека
2.2. Эффект Пельтье
2.3. Эффект Томсона
2.3.1. Термоэлектродвижущая сила
2.3.2. Связь междук оэффициентом эффекта Томсона σ и законом изменения термоЭДС в зависимости от температуры
2.4. Измерение температур и тепловых потоков при помощи термопар
2.4.1. О термопарах
2.4.2. Измерение температур
2.4.3. Измерение тепловых потоков
2.5. Элементы Пельтье

II. Калориметрические преобразователи и измерители СВЧ мощности

3. Калориметрические измерители мощности
3.1. Калориметрические методы
3.1.1. Калориметры с переменной температурой
3.1.2. Калориметры с постоянной температурой
3.2. Компенсационный калориметр с охлаждающим термоэлементом. Устройство и принцип действия
3.3. Основные составляющие погрешности при измерении СВЧ мощности калориметром
3.4. Неэквивалентность замещения мощности СВЧ в калориметре
3.5. О расчете и оптимизации тепловой схемы калориметрического преобразователя

4. Автоматическое регулирование в калориметрических ваттметрах. PID-алгоритм
4.1. Основные звенья систем автоматического регулирования, их характеристики передачи и соединения
4.1.1. Идеальные звенья и их характеристики
4.1.2. Соединения звеньев
4.1.3. Реальные звенья
4.2. Применение ПИД алгоритмов в системах автоматического регулирования
4.3. Анализ работы калориметрического измерителя СВЧ мощности с охлаждающим термоэлементом и системой ПИД регулирования
4.3.1. Структурная схема и порядок работы калориметра
4.3.2. Определение коэффициента передачи калориметрической системы, охваченной обратной связью
4.4. О погрешности измерения СВЧ мощности калориметра с обратной связью
4.5. О динамическом режиме работы калориметра с обратной связью

5. Калориметрические измерители мощности миллиметровых волн
5.1. Измеритель мощности диапазона 78,33...118,1 ГГц
5.1.1. Функциональная схема микроваттметра
5.1.2. Конструкция калориметра
5.1.3. Принцип действия калориметра
5.1.4. Измерительный блок
5.1.5. Технические характеристики
5.2. Калориметрический микроваттметр диапазона 110...170 ГГц

III. Болометрические и термоэлектрические методы измерения СВЧ мощности

6. Приёмные преобразователи ваттметров малого уровня СВЧ мощности
6.1. Определение основных характеристик ПП и датчиков
6.2. Требования к основным характеристикам ПП и датчиков
6.3. Датчики приемных преобразователей
6.4. Конструкции приемных преобразователей
6.4.1. Болометрический ПП с нитяным датчиком
6.4.2. Болометрический ПП с пленочными датчиками
6.4.3. Термисторные ПП
6.4.4. Термоэлектрические ПП
6.5. Об измерительной схеме для термоэлектрических ПП
6.6. Погрешности приемных преобразователей
7. Согласование приёмных преобразователей
7.1. Вставка с датчиком и ее согласование в прямоугольном волноводе
7.2. Согласование ПП посредством трансформатора на заниженном волноводе
7.3. Согласование ПП с помощью диэлектрического трансформатора

8. Конструкции термоэлектрических приёмных преобразователей
8.1. Термоэлектрический ПП с датчиком типа согласованной нагрузки
8.2. Нитяные термоэлектрические датчики
8.3. Распределение температурного поля в нитяной термопаре
8.4. Влияние на параметры термопар технологии их изготовления
8.5. Термоэлектрические приемные преобразователи резонансного типа
8.6. Приемные преобразователи СВЧ ваттметров малого уровня мощности для миллиметрового диапазона волн
8.7. Поглощающие пластины для ПП
8.8. Преобразователи, встраиваемые в генераторы стандартных сигналов

9. Болометрические и термисторные приёмные преобразователи
9.1. Смесительные болометрические приемные преобразователи
9.2. Измерение и индикация модулированной СВЧ мощности
9.3. Волноводные термисторные преобразователи
9.4. Подвижные короткозамыкающие поршни приемных преобразователей
9.4.1. Короткозамыкающие поршни дроссельного типа
9.4.2. Короткозамыкающий поршень комбинированного типа
9.4.3. Короткозамыкающий поршень с разжимающим клином
9.4.4. V-образный короткозамыкающий поршень
9.5. Приемные преобразователи на ферритовых болометрах
9.5.1. Ферритовые болометры
9.5.2. Ферритовые преобразователи для измерения СВЧ мощности
9.5.3. Приемный преобразователь на феррит-термисторном датчике
9.5.4. Ферритовые преобразователи на кроссумножении

10. Термоэлектрические и болометрические ваттметры
10.1. Измерительные блоки термоэлектрических ваттметров
10.2. Термоэлектрические ваттметры поглощаемой мощности миллиметрового диапазона волн
10.3. Измерительные блоки болометрических (термисторных) ваттметров
10.4. Ваттметр поглощаемой мощности термисторный М3-22А
10.5. О погрешностях болометрических и термисторных измерителей СВЧ мощности

11. Миллиметровые измерители мощности с диодными СВЧ преобразователями
11.1. Измеритель мощности М2-МВМ-118
11.2. Диодный преобразователь мощности на металлодиэлектрическом волноводе (МДВ)

IV. Метрологическое обеспечение измерителей СВЧ мощности

12. Рабочие средства и эталоны мощности
12.1. Передача размеров физических величин и поверочные схемы
12.2. Государственные эталоны и поверочные схемы
12.3. Эталонный комплект. Компаратор проходящей мощности
12.4. Анализ погрешности компаратора проходящей мощности
12.5. Метрологическое обеспечение измерения мощности в миллиметровом диапазоне волн
12.5.1. Поверочная схема средств измерения мощности миллиметрового диапазона ЗАО «Elmika»
12.5.2. Исходные калориметрические ваттметры и компараторы
12.6. Создание эталона единицы мощности в диапазоне частот 37,5...178,6 ГГц на базе белорусских радиоизмерительных приборов
12.6.1. Структурная схема эталона
12.6.2. Описание элементов комплекса
12.6.3. Коррекция погрешностей измерений, вызванных рассогласованием

13. Измерительные приборы и комплексы для поверки и калибровки ваттметров миллиметрового диапазона
13.1. Образцовые ваттметры проходного типа
13.1.1. Анализ работы калибратора мощности
13.1.2. Волноводные делители СВЧ мощности
13.2. Термисторные ваттметры миллиметрового диапазона волн М1-25, М1-25/1, М1-25/2
13.3. Приборы Н7-1 для поверки ваттметров малой мощности в диапазоне частот 78,3...178,4 ГГц
13.3.1. Анализ работы прибора для поверки ваттметров
13.3.2. Термисторный преобразователь СВЧ мощности прибора Н7-1
13.3.3. Об аттестации образцовых ваттметров
13.4. Измерительный комплекс поверки и калибровки измерителей мощности в диапазоне частот 78,33...118,1 ГГц
13.4.1. Структурная схема измерительного комплекса
13.4.2. Калибровка ваттметра
13.4.3. Результаты калибровки ваттметра

Приложения
1. Основные тепловые физические величины
2. Единицы измерения температуры
3. Определение параметров батареи термопар для калориметрического измерителя мощности
4. Пояснение терминов, применяемых в книге
5. Условные обозначения физических величин и их размерность в системе МКСА (СИ)
6. Список сокращений