Вопрос № 2. Назначение, ТТХ, принцип работы по функциональной схеме измерителя проходящей непрерывной мощности.

 

Измеритель проходящей непрерывной мощности (ИПНМ) (рис. 2.) предназначен для измерения проходящей непрерывной мощности и коэффициента бегущей волны по напряжению (КБВН) в коаксиальном тракте азимутально-непрерывного передатчика.

Рис. 2. Блок-схема прибора ИПНМ.

Рис. 3. Высокочастотный блок ВИ-002.

 

1. Направленный ответвитель.

2. Высокочастотный элемент.

3. Электромагнит.

4. Субблок переключений.

Основные ТТХ ИПНМ:

1. Предел измеряемой мощности - 200 Вт.

2. Диапазон рабочих частот - 800…1000 МГц.

3. Волновое сопротивление коаксиального тракта - 75 Ом.

4. КБВН входа прибора – не менее 0,8.

5. Погрешности при измерении мощности ± 20 % от измеряемой величины.

6. Пределы измерения КБВН – 0…0,7.

7. Основная погрешность измерения КБВН ± 20 %.

8. Потребляемая мощность Рпотр.= 60 Вт от сети 220 В ±10 % 400 Гц и от источника – 27 В.

9. Условия эксплуатации: tокр. среды = - 500 С…+500 С, влажность 98 % при t = + 400С.

10. Вес прибора – 12 кг (8,5 кг – БТ – 005, 3,5 кг – ВИ – 002).

 

Высокочастотный сигнал поступает на вход блока ВИ-002 с антенного коммутатора, где посредством направленного ответвителя (НО) из фидерного тракта ответвляется часть мощности падающей или отраженной волны. Выделенное на нагрузке НО высокочастотное напряжение поступает на RC-делитель, затем детектируется ВЧ- диодом, на нагрузке которого образуется постоянное напряжение. Это напряжение по ВЧ- кабелю подается на вход измерительного блока, который представляет из себя вольтметр постоянного напряжения.

Для ответвления части мощности, проходящей к АНВ, в ВИ-002 использован направленный ответвитель коаксиального типа с поворотной петлей связи и емкостным зондом. Затухание НО около 40 dВ, а направленность ³ 20 dВ.

Размеры основных элементов НО выбраны из условия получения минимально допустимого наводимого напряжения, которое необходимо для обеспечения работы амплитудного детектора на линейном участке характеристики. Направленность ответвителя (в dВ) определяется по формуле:

D = 20 lg ,

где ЕC - величина напряжения, наведенного за счет емкостной связи, которое не зависит от угла поворота зонда; ЕL- величина напряжения, наведенного за счет магнитной связи, которое зависит от угла поворота петли связи и изменяется по закону косинуса угла поворота.

Коэффициент переходного затухания в НО коаксиального типа зависит от частоты, поэтому для компенсации этой зависимости между НО и АД (амплитудным детектором) включен RC – делитель. Затухание RC-делителя определяется по формуле:

N = 20 lg 2П¦ RC,

где - N затухание делителя (dB); ¦ - частота сигнала (Гц); С – емкость конденсатора, входящего в делитель (Ф); R – сопротивление резистора, входящего в делитель (Ом).

R5= W для ВИ-001

На нагрузке (R4=W) направленного ответвителя образуется ВЧ- напряжение, пропорциональное корню квадратному из величины мощности. Это ВЧ- напряжение детектируется ВЧ- диодом на VD1 и на его нагрузке (R1, С7) выделяется напряжение постоянного тока.

Полученное на нагрузке ВЧ- диода постоянное напряжение поступает на измерительный блок (БТ-005), который представляет собой вольтметр постоянного напряжения. Для усиления мощности напряжения постоянного тока до значения, необходимого для приведения в действие электроизмерительного механизма магнитоэлектрического прибора и согласования малого внутреннего сопротивления измерительного прибора с высоким сопротивлением детектора, применены усилители. При усилении слабых сигналов во избежание дрейфа выходного напряжения используется усилительное устройство с преобразованием напряжения постоянного тока в напряжение переменного тока. Напряжение постоянного тока с помощью преобразователя преобразуется в напряжение переменного тока частоты 400 Гц, усиливается усилителем переменного тока на VL1, детектируется пиковым вектором на VL2 и через усилитель постоянного тока на VL3 поступает на измерительный прибор.

Измерительный прибор имеет две шкалы. Одна градуирована в единицах мощности, а другая – в относительных единицах КБВН. При измерении мощности петля связи НО устанавливается в положение, при котором НО реагирует только на мощность падающей волны. По прибору при этом отсчитывается мощность падающей волны Рпад. Для определения проходящей активной мощности необходимо знать величину отраженной мощности Ротр., тогда

 

Ра = Рпад. - Р отр. . (1)

 

Величину отраженной мощности Ротр. определяют при повороте петли связи на 1800, при этом НО реагирует на отраженную волну.

Величина проходящей активной мощности может быть также определена через Рпад. и КБВН

Ра = Р пад.× . (2)

 

Вывод:

Таким образом во втором учебном вопросе мы рассмотрели принцип работы измерителя проходящей непрерывной мощности (ИПНМ).