Medidor de potência de microondas - Microwave power meter

Um medidor de potência de micro-ondas é um instrumento que mede a energia elétrica em frequências de micro - ondas normalmente na faixa de 100 MHz a 40 GHz.

Normalmente, um medidor de potência de micro-ondas consiste em uma cabeça de medição que contém o elemento sensor de potência real, conectado por meio de um cabo ao medidor adequado, que exibe a leitura de potência. A cabeça pode ser referida como um sensor de potência ou montagem . Diferentes sensores de potência podem ser usados ​​para diferentes frequências ou níveis de potência. Historicamente, o meio de operação na maioria das combinações de sensores e medidores de potência era que o sensor convertesse a potência de micro-ondas em uma tensão analógica que seria lida pelo medidor e convertida em uma leitura de potência. Várias cabeças de sensor de energia modernas contêm componentes eletrônicos para criar uma saída digital e podem ser conectadas via USB a um PC que atua como medidor de energia.

Os medidores de potência de micro-ondas têm uma largura de banda ampla - eles não são seletivos em frequência. Para medir a potência de um componente de frequência específico na presença de outros sinais em frequências diferentes, é necessário um analisador de espectro ou receptor de medição .

Medidor de potência Agilent série P

Tecnologias de sensor

Há uma variedade de tecnologias diferentes que têm sido usadas como elemento sensor de potência. Cada um tem vantagens e desvantagens.

Térmico

Os sensores térmicos geralmente podem ser divididos em duas categorias principais, sensores de potência termopar e sensores de potência baseados em termistor. Os sensores térmicos dependem do processo de absorção da energia do sinal de RF e de microondas e detectam o aumento de calor resultante. Portanto, eles respondem à verdadeira potência média do sinal, seja ele pulsado, CW, AM / FM ou qualquer modulação complexa. (Agilent 2008). Os sensores de potência termopar constituem a maioria dos sensores de potência térmica vendidos atualmente. Eles geralmente são razoavelmente lineares e têm um tempo de resposta e faixa dinâmica razoavelmente rápidos . A potência do micro-ondas é absorvida em uma carga cujo aumento de temperatura é medido pelo termopar. Sensores de termopar geralmente requerem uma fonte de alimentação CC ou micro-ondas de referência para calibração antes da medição; isso pode ser embutido no medidor de energia. Sensores de potência baseados em termistor , como o Keysight 8478B, geralmente são usados ​​apenas em situações em que sua linearidade excelente é importante, pois ambos são muito mais lentos e têm uma faixa dinâmica menor do que os sensores termopar ou baseados em diodo. Os sensores de potência baseados em termistor ainda são o sensor de escolha para os padrões de transferência de potência devido à sua capacidade de substituição de energia CC. Outras tecnologias de sensores térmicos incluem microondas calorímetro e bolómetros , e quasi-óptica sensores de microondas pulsada.

Diodo

Muitos cabeçotes de energia de micro-ondas usam diodos para retificar a energia de micro-ondas incidente e têm uma resposta extremamente rápida. O diodo seria geralmente usado em sua região quadrada e, portanto, forneceria uma tensão de saída proporcional à potência de RF incidente. A fim de estender sua faixa dinâmica além da região da lei quadrada, circuitos de correção de linearidade ou múltiplas pilhas de diodos são usados. Com o avanço no algoritmo de compensação de dados abrangente e topologia de pilhas de diodos, sensores de diodo como o Keysight E9300A são capazes de responder adequadamente a sinais modulados complexos em uma ampla faixa dinâmica. Como os sensores de termopar, eles geralmente requerem uma fonte de referência.

Força de campo

Outras tecnologias foram investigadas ou implementadas para uso como sensores de potência, mas não são amplamente utilizadas hoje; estes incluem torque- ventoinha, feixe de elétron , MEMS , efeito Hall e sensores baseados em fonte atômica .

Tipo de medidores de potência de micro-ondas

Os dois principais tipos de medidores de potência de microondas são:

  • Medidor de potência média - mede a potência média real do sinal e exibe a potência como um voltímetro digital
  • Medidor de potência de pico e média - tem a sensação de um osciloscópio. Ele exibe o perfil ou a potência do envelope do sinal em função do tempo e pode fazer medições acionadas. Além de medições de potência de pico, média e pico a média, os modelos de ponta podem fazer medições de pulso automatizadas de um sinal de RF pulsado, como potência média de pulso, tempo de subida e queda, largura de pulso, ciclo de trabalho, taxa de repetição de pulso, ultrapassagem, droop, medições de atraso de borda. Ele também pode fazer medições de marcador.

Exibição

Os medidores de energia geralmente relatam a energia em dBm ( decibéis em relação a 1 mili watt ), dBW (decibéis em relação a 1 watt) ou watts. Os fabricantes de medidores de potência de microondas incluem: Aeroflex , Keysight , Anritsu , Bird Technologies , Boonton Electronics , Giga-tronics, Rohde and Schwarz , Tektronix e TEGAM Inc ..

Referências

  • "Princípios do Guia de Medição de Energia" . Boonton . Boonton . Recuperado em 1 de novembro de 2018 .
  • "Primeiro medidor de potência de micro-ondas" . HPMemory . HPMemory . Recuperado em 1 de novembro de 2018 .
  • "4 etapas para fazer melhores medições de energia" (PDF) . Keysight . Keysight . Recuperado em 1 de novembro de 2018 .
  • "Fundamentos de RF e Medições de Potência de Microondas (Parte 2)" (PDF) . Keysight . Keysight . Recuperado em 1º de novembro de 2018 .

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