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驻波表——功率计 | |||||
作者:imefan 文章来源:王海峰整理 点击数: 更新时间:2009-7-29 ![]() |
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衡量反射大小的量称为反射系数,常用γ或ρ表示,为了讨论简单,我们假设负载阻抗为纯电阻。反射系数定义为:反射电压波比入射电压波。参考图1,ρ还可定义为下式: ρ=(RL-RO)/(RL+RO) 其中,RO为传输特性阻抗,RL为负载阻抗。 当RO=RL,则ρ=0,称为匹配状态。 如果RL为开路或短路,则ρ分别等于+1或-1,称为全反射。 ![]() 用反射系数可以完善地描述传输系统的匹配状态,但测量其驻波比(SWR)更为简单和直观。 我们知道,在匹配状态下,高频电磁能量全部流入负载,不存在反射。这时传输线上的各个位置上的电压振幅不变,不存在驻波,称为行波状态。因而在失配时,由于有反射波与入射波在传输线上互相叠加,使线上各点的振幅呈现有规律的起伏,称驻波状态,如图2所示。 ![]() 驻波比定义为:SWR=U最大/U最小 ,SWR与的关系为: SWR=(1+︱ρ︱)/(1-︱ρ︱) 当无反射时,SWR=1, 当全反射时,SWR=∞。 当RO=50Ω时,则RL=100Ω或RL=50Ω都会使SWR=2,此时,ρ=1/3,相当于有1/3的入射电压被反射回来。 测量驻波比的方法有测量线法、反射计法、网络分析仪法及高频阻抗电桥法等,但这些仪器往往不适于在线连续测量天(天线)馈(馈线)系统。专用于测量天馈系统的仪器是驻波表及功率计。下面就介绍这种仪器的原理、制作、校准及其使用方法。 驻波表是基于交流电桥的原理,与常规电桥不同之处是:驻波表是按被测传输系统的特性阻抗值(例如50Ω)而设计的;它可以读出入射功率和反射功率,可以串接在发射机与天馈线之间而不必取下来。其基本原理如图3所示。 ![]() 交流互感器T为电桥的一个臂,C1和C2组成的分压器为电桥的另一个臂。跨与C2上的电压与传输线上的电压相同。如果所加负载等于电桥的设计电阻值,则C2及R上的电压相等,相位相同,于是高频电压表指示为零(即SWR=1)。这时,电桥满足了平衡条件。 由于分布参数影响设计的准确程度,常选C1或C2为可调电容。 当所接负载偏离电桥的设计阻抗时,电桥平衡条件会因Z的改变而被破坏,电表就产生读数。这个读数和反射电压的绝对值有对应关系。 为了读取入射电压只需将互感器的次级反接。如果电压表是按功率刻度,则此表即可测量入射和反射功率了。净功率为两种功率之差。测量SWR时首先置于入射功率测量状态,调整表头的灵敏度使指针指向满度,然后置于测反向功率状态,则可在表上直读SWR值。 SWR=(入+反)/(入-反) 实际的SWR表有许多方式,常见的有三种:一种是利用磁环绕制成互感器的方式,即集总参数方式;第二种是用印刷电路板的微带线方式;还有一种是同轴线方式,后两种称为分布参数方式。 磁环互感器式驻波表的实际制作: 制作要点: |
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文章录入:imefan 责任编辑:ImEfan | |||||
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