Измерения СВЧ-мощности представляет собой важный аспект на всех этапах разработки любого РЧ или СВЧ оборудования – от обычных мобильных телефонов до сложных радиолокационных систем. При сегодняшних сложных типах модуляции и уплотнении передаваемой информации точные и эффективные измерения мощности стали жизненно необходимыми. Инженеры должны быстро ориентироваться в вопросах выбора датчиков, чтобы обеспечить уверенность в достоверности и точности результатов измерений. При выборе датчика мощности стоит обратить внимание на такие факторы как: диапазон частот, динамический диапазон, погрешность и скорость измерений.
Импульсные датчики мощности:
Датчик мощности NRP18P идеален для радарных применений. В процессе разработки, настройки или технического обслуживания систем СВЧ зачастую наряду с выходной мощностью важно измерять импульсные характеристики. Похожие измерения обязательны при производстве радарных систем или радарных компонентов. Благодаря максимальной видеополосе в 30 МГц и времени нарастания/спада в <13 нс, датчик мощности NRP18P позволяет измерять импульсы до 50 нс.
Автоматизированный анализ импульсных параметров:
Автоматизированный анализ импульсных параметров устраняет необходимость в сложных измерениях с использованием маркеров. Изменение формы импульса немедленно учитывается в результатах.
Следующие параметры определяются автоматическими при импульсном анализе:
- Временные параметры: время нарастания/падения, время старта/стопа, длительность импульса, цикл, период импульса, время выключения импульса
- Параметры уровня: pulse top, pulse base, peak, average, минимум, превышение (положительное и отрицательное падение)
Диодные датчики мощности:
Как известно, диоды используются как детекторы. Технология низкобарьерных диодов Шоттки сделала возможным детектировать и измерять мощность на уровне -70 дБм (100 пВт). Концепция диодных датчиков Rohde&Schwarz подразумевает параллельную обработку сигналов, объединяя многодиодную многопроходную (многоканальную) измерительную архитектуру. Последовательно подключенные массивы диодов улучшают ВЧ-характеристики датчика и расширяют динамический диапазон. Многоканальная архитектура, в общем, представляет собой комбинацию 2-х или 3-х диодных детекторов.
Преимущества:
– Диапазон измеряемой мощности: от -60 до +20 дБм
– Высочайшая точность измерений
– Использование Г-коррекции и коррекции S-параметров для ми-нимизации рассогласования источника сигнала и датчика
– Межповерочный интервал 2 года
– Широкие возможности подключения для отображения результатов измерений:
а) с блоком индикации R&S NRX
б) с другими измерительными приборами Rohde&Schwarz
в) с компьютером по интерфейсу USB
г) с устройствам на базе Android
Опции: кабели NRP-ZKU с разъемом USB-A:
(1419.0658.02) Кабель 0.75 м
(1419.0658.03) Кабель 1.5 м
(1419.0658.04) Кабель 3.0 м
(1419.0658.05) Кабель 5.0 м
Опции: кабели NRP-ZKC с разъемом USB-C:
(1425.2442.03) Кабель 1.5 м
(1425.2442.04) Кабель 3.0 м
Опции: кабели NRP-ZK6 с разъемом 6-pole:
(1419.0664.02) Кабель 1.5 м
(1419.0664.03) Кабель 3.0 м
(1419.0664.04) Кабель 5.0 м
Опции: кабели NRP-ZK8 с разъемом 8-pole:
(1424.9408.02) Кабель 1.5 м
(1424.9408.03) Кабель 3.0 м
(1424.9408.04) Кабель 5.0 м
Опции:
NRP-Z5 USB-концентратор, позволяющий использовать до 4 датчиков на одном ПК
Опции: базовый блок NRX:
NRX Блок индикации
NRX-K2 Активация второго измерительного канала
NRX-K4 Активация третьего и четвертого измерительного канала
NRX-B1 Источник для проверки датчиков мощности (не совместим с NRX-B9)
NRX-B4 3-й и 4-й входы для датчиков R&S NRPxxx на задней панели прибора
NRX-B8 Интерфейс GPIB/IEEE488
Режим высокого разрешения:
В некоторых случаях требуется детально рассмотреть определенные участки сигнала, например передний фронт импульса. Для улучшения графического отображения в режиме трассировки, которое имеет разрешение 12,5 нс, требуется режим повышенной четкости. Это реализовано для повторяющихся сигналов в Режиме высокого разрешения, где увеличенное разрешение достигает значения в 100 пс.
Г-коррекция:
Основным источником ошибок при измерении мощности является рассогласование источника сигнала и датчика. Из-за отражения, которое нельзя исключить, измеряется не номинальная мощность источника (PВых), передаваемая в датчик, а мощность (Pизм), которая отличается от номинальной на некоторую величину. Чтобы минимизировать влияние несогласованного источника, коэффициент стоячей волны (КСВ) на стороне датчика был снижен насколько возможно. А также, зная комплексный коэффициент отражения на выходе ИУ, его можно загрузить в датчик по шине USB. Датчик исправляет ошибку рассогласования за счет Г-коррекции, учитывая при этом, свое собственное низкоомное рассогласование. Такой подход позволяет выполнять измерения со значительно более высокой точностью.
Коррекция S-параметров:
Проблема рассогласования возникает в тестовых конфигурациях, в которых датчик не удается подключить непосредственно к измеряемому источнику. Особенно часто такая ситуация возникает в процессе производства, когда для согласования уровня требуется подключить кабель или аттенюатор. В этом случае, в память датчика, по шине USB, можно загрузить полный набор S-параметров подключенного девайса. Данная коррекция используется для математического сдвига опорной плоскости к исследуемому устройству за счет учета S-параметров всех компонентов, установленных раньше по ходу сигнала. Необходимый формат данных (s2p) генерируется любым векторным анализатором цепей.
Взаимодействие с другими измерительными приборами Rohde&Schwarz:
Датчики мощности также могут взаимодействовать с широкой номенклатурой измерительного оборудования: анализаторы спектра, генераторы сигналов, анализаторы цепей. Датчики мощности серии NRPxxS/T/A(N)/P подключаются к панели прибора (к специальному 6-пиновому разъему) через интерфейсный кабель NRP-ZK6 или к стандартному USB-разъему (через интерфейсный кабель NRP-ZKU). Также специальный кабель NRP-ZK8 позволяет подключаться к базовому блоку NRX.
При необходимости многоканальных измерений можно воспользоваться USB-концентратором NRP-Z5. Он позволяет использовать до 4 датчиков на одном ПК (для датчиков серии NRPxxS/T/A(N)/P дополнительно требуются 6-пиновые кабели NRP-ZK6). USB-концентратор также сочетает в себе функции источника питания, шины синхронизации и входа/выхода синхронизации.
Дополнительные возможности:
Каждый внешний измеритель мощности представляет собой дополнительный приемный порт. И он может служить различным целям (не только для точных измерений мощности), например:
– с анализаторами спектра: для запуска измерений при заданном уровне мощности;
– с анализаторами цепей: для калибровки мощности, при измерении точной мощности сигнала в произвольной точке испытательной установки (плоскость отсчета). Или для получения результатов для сигналов при неточных или неизвестных частотах (измерение смесителя с неизвестным гетеродинным сигналом);
– с генераторами сигналов: при анализе мощности (опция -K28 для генераторов R&S SMA/SMF) – измеряются время нарастания и время спада импульса, длительность импульса и его динамический диапазон. Кроме того, может выполняться анализ характеристик ИУ в зависимости от мощности/времени/частоты.
– Диапазон рабочих частот: от 50 МГц до 18 ГГц
– Диапазон измеряемой мощности: от 100 пВт до 100 мВт
– Время нарастания: < 13 нс
– Абсолютная погрешность: 0,053-0,065 дБ
– Относительная погрешность: 0,053-0,065 дБ
– Входной разъем: тип N (вилка)
– Габаритные размеры: 48 × 30 × 138 мм
– Вес: 0,2 кг
