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 Р_потр.= 60 Вт от сети 220 В ±10 % 400 Гц и от источника – 27 В.

9. Условия эксплуатации: t_{окр. 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 Е_C - величина напряжения, наведенного за счет емкостной связи, которое не зависит от угла поворота зонда; Е_L- 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 Р_пад. Для определения проходящей активной мощности необходимо знать величину отраженной мощности Р_отр., тогда

Р_а = Р_пад. - Р _отр. . (1)

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

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

Р_а = Р _пад.× . (2)

Вывод:

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