Установка и способ измерения экранного затухания



Установка и способ измерения экранного затухания
Установка и способ измерения экранного затухания

 


Владельцы патента RU 2545340:

Закрытое акционерное общество "Научно-производственная фирма "Микран" (RU)

Группа изобретений относится к метрологии. Установка измерения экранного затухания содержит измерительную экранированную камеру, генератор и приемник. При этом камера образована двумя рупорами, расположенными на горизонтальной плоскости, между которыми установлена соединительная рамка из металлической полосы. В рамке выполнены боковые прорези, через которые проходят два СВЧ кабеля, подключаемые к тестируемому устройству, нагрузкам и приемнику. При этом размеры сторон соединительной рамки совпадают с размерами раскрыва рупоров, хвостовые части которых зафиксированы штативами. При этом в качестве приемника используется анализатор спектра, а генератор выполнен в виде синтезатора частот. Способ измерения экранного затухания предполагает измерение опорного уровня мощности и уровня просочившейся через соединители мощности внутри измерительной камеры. При задании на генераторе и приемнике рабочего диапазона частот учитывают, что значение уровня мощности собственного шума приемника составляет не более минус 100 дБм. Затем подают сигнал с генератора, фиксируют максимальное значение опорного сигнала, переподключают приемник и одну нагрузку, подключив приемник к исследуемому устройству, а нагрузку - к выходу измерительной камеры, подают сигнал с генератора, фиксируют уровень мощности, просочившейся через сочлененные соединители, и определяют значение экранного затухания. Технический результат - уменьшение габаритов, повышение точности измерения. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области измерения электрических переменных величин, а именно к измерению мощности, и может быть использовано для определения экранного затухания коаксиальных соединителей (адаптеров).

Уровень техники

Известна тестовая установка (IEEE STD 287-2007 «Standard for Precision Coaxial Connectors DC to 110 GHz», подраздел 3.5.2), выполненная в виде замкнутого экранированного пространства прямоугольной формы (камеры), с расположенными в ней входной (передающей) и опорной линейными антеннами и механическим смесителем мод с электроприводом.

Недостатками тестовой установки являются сложность конструкции, ее большие габариты, определяющие рабочий диапазон камеры со стороны низких частот, и высокая стоимость.

Известен способ измерения (IEEE STD 287-2007 ((Standard for Precision Coaxial Connectors DC to 110 GHz», подраздел 3.5.2), который основан на методе смешения мод (Mode-stirred method).

Недостатком способа измерения является его сложность, так как необходимо усреднять значения мощностей за один период вращения лопастей смесителя мод, а также ограниченный рабочий диапазон со стороны верхних частот, обусловленный применением узкополосных линейных антенн.

Раскрытие изобретения

Основной задачей, решаемой заявляемой группой изобретений, является создание установки и способа измерения экранного затухания, позволяющих упростить конструкцию измерительной камеры, снизить ее стоимость, и упростить способ измерения.

Технический результат, достигаемый с помощью предложенных решений, заключается в уменьшении габаритов измерительной камеры, повышении точности измерения и в расширении рабочего диапазона в сторону верхних частот.

Для исключения возбуждения в измерительной камере, рассматриваемой как объемный резонатор, волн высших типов и необходимости их смешения предлагается вместо прямоугольной формы использовать резонатор с плавно изменяющимся поперечным сечением, образованный двумя одинаковыми широкополосными пирамидальными рупорами, соединенными раскрывами. Рупор является нерегулярной линией. Фиксированные размеры поперечного сечения, приводящие к резонансам и возбуждению волн высших типов, у него отсутствуют, поэтому в рупоре сохраняется одномодовый режим на волне основного типа подводящего волновода.

Технический результат достигается тем, что в установке для измерения экранного затухания, включающей генератор, измерительную экранированную камеру и приемник, согласно предложенному решению, измерительная экранированная камера образована двумя широкополосными пирамидальными рупорами, расположенными на горизонтальной плоскости, между раскрывами рупоров помещена соединительная рамка из металлической полосы, в рамке выполнены боковые прорези, через которые проходят два СВЧ кабеля, подключаемые к тестируемому устройству, нагрузкам согласованным и приемнику, при этом размеры сторон рамки совпадают с размерами раскрыва рупоров, хвостовые части которых зафиксированы штативами.

Также технический результат достигается тем, что в способе измерения экранного затухания, включающем измерения опорного уровня мощности и уровня просочившейся через сочлененные соединители мощности внутри измерительной камеры, согласно предложенному решению, подключают измерительную камеру с расположенным в ней исследуемым устройством и подсоединенными к нему нагрузками согласованными, к генератору и приемнику, устанавливают на генераторе и приемнике рабочий диапазон частот, при этом значение уровня мощности собственного шума приемника не более минус 100 дБм, затем подают сигнал с генератора и фиксируют максимальное значение опорного сигнала, далее переподключают приемник и одну нагрузку согласованную, подключив приемник к исследуемому устройству, а нагрузку согласованную - к выходу измерительной камеры, подают сигнал с генератора, фиксируют уровень мощности, просочившейся через сочлененные соединители, и определяют значение экранного затухания по формуле:

А=Р1И,

где:

Р1 - опорный уровень мощности, поступившей через измерительную камеру на вход приемника, дБм;

РИ - уровень мощности, просочившейся через имеющиеся зазоры в корпусе исследуемого устройства, дБм.

Предпочтительно в качестве приемника используют анализатор спектра.

Предпочтительно в качестве генератора используют синтезатор частот.

Повышение точности измерения обуславливается отсутствием смесителя мод, поскольку отпадает необходимость усреднения за период одного вращения его лопастей опорного уровня и уровня просочившейся мощности, а также проведением измерений на горизонтальной поляризации, что улучшает защиту от внешних помех, чаще имеющих вертикальную поляризацию, в случае их попадания в измерительную камеру. Широкополосность установки определяется диапазоном частот рупорных частей камеры.

Краткое описание чертежей

Предложенное решение поясняется рисунками.

На фиг.1 представлена схема измерения опорного уровня мощности, на фиг.2 схема измерения мощности, определяющей экранное затухание.

Установка представляет собой измерительную камеру 1, образованную двумя широкополосными пирамидальными рупорами 2 и 3, и соединительной рамкой 4. Вход одного рупора 2 соединен с генератором 5, а вход другого рупора 3 соединен с входом приемника 6 или нагрузкой согласованной 7. В соединительной рамке 4 выполнены боковые прорези, через которые пропущены кабели СВЧ, один из которых соединен с нагрузкой согласованной 8, а другой - с нагрузкой согласованной 7 или приемником 6, вторыми концами кабели подключены к исследуемому устройству 9.

Осуществление изобретения

Позиционирование исследуемого устройства 9 и подводящих к нему кабелей СВЧ в измерительной камере 1, а также фиксация раскрывов рупоров 2 и 3 обеспечивается соединительной рамкой 4, выполненной из металлической полосы прямоугольного сечения, размеры сторон которой совпадают с размерами раскрыва рупоров 2 и 3. Рупоры 2 и 3 и кабели СВЧ с исследуемым устройством располагаются на горизонтальной плоскости, хвостовые части рупоров фиксируются штативами. Кроме позиционирования устройств соединительная рамка 4 служит экраном от внешних помех, которые могут проникнуть в измерительную камеру 1 через возможные зазоры в месте соединения раскрывов рупоров. Полная экранировка измерительной камеры 1 от внешних помех не является необходимой, поскольку после позиционирования ее качество остается неизменным как при измерении опорного уровня мощности, так и при измерении мощности, просочившейся через зазоры в корпусе исследуемого устройства 9. В центре боковых сторон соединительной рамки 4 выполнены прорези шириной, равной максимальному диаметру используемых кабелей. Фиксацию кабеля СВЧ меньшего диаметра можно выполнить, дополнительно применив соответствующих размеров разрезные шайбы.

Предлагаемый способ измерения экранного затухания заключается в следующем.

Исследуемое устройство 9 размещают в соединительной рамке 4 и подсоединяют к нему согласованные нагрузки 7 и 8. Фиксируют в соединительной рамке 4 раскрывы рупоров 2 и 3, а их хвостовые части устанавливают на штативы. Выставляют на приемнике 6 рабочий диапазон частот. Уровень мощности собственного шума анализатора спектра 6 с подключенной к его входу измерительной камерой не должен превышать минус 100 дБм. На генераторе 5 выставляют рабочий диапазон частот и уровень выходной мощности, равный 10 дБм. Для настройки измерительной камеры 1 проводят юстировку рупоров 2 и 3, с помощью штативов перемещая их хвостовые части в вертикальной и горизонтальной плоскостях, добиваясь максимального уровня сигнала на анализаторе спектра 6. Фиксируют максимальное значение опорного уровня мощности Р1 в дБм.

От исследуемого устройства 9 отсоединяют нагрузку согласованную 7, и при помощи кабеля СВЧ подключают его к анализатору спектра 6, а нагрузку согласованную подключают к входу рупора 3. Переключения выполняют, не меняя юстировки камеры и позиционирования исследуемого устройства в соединительной рамке 4. Фиксируют значение уровня мощности РИ в дБм, поступившей через зазоры в корпусе исследуемого устройства 9 на вход анализатора спектра 6.

Экранное затухание в дБ определяют по формуле:

А=Р1И.

Таким образом, при реализации заявляемой группы изобретений достигается возможность измерения экранного затухания в диапазоне рабочих частот измерительной камеры.

1. Установка измерения экранного затухания, включающая измерительную экранированную камеру, генератор и приемник, отличающаяся тем, что измерительная экранированная камера образована двумя одинаковыми широкополосными пирамидальными рупорами, расположенными на горизонтальной плоскости, между рупорами расположена соединительная рамка из металлической полосы, в соединительной рамке выполнены боковые прорези, через которые проходят два СВЧ кабеля, подключаемые к тестируемому устройству, нагрузкам согласованным и приемнику, при этом размеры сторон соединительной рамки совпадают с размерами раскрыва рупоров, хвостовые части которых зафиксированы штативами.

2. Способ измерения экранного затухания, включающий измерения опорного уровня мощности и уровня просочившейся через сочлененные соединители мощности внутри измерительной камеры, отличающийся тем, что подключают измерительную камеру с расположенным в ней исследуемым устройством, подсоединенными к нему нагрузками согласованными, к генератору и приемнику, устанавливают на генераторе и приемнике рабочий диапазон частот, при этом значение уровня мощности собственного шума приемника не выше минус 100 дБм, затем подают сигнал с генератора, фиксируют максимальное значение опорного сигнала, далее переподключают приемник и одну нагрузку согласованную, подключив приемник к исследуемому устройству, а нагрузку согласованную - к выходу измерительной камеры, подают сигнал с генератора, фиксируют уровень мощности, просочившейся через сочлененные соединители, и определяют значение экранного затухания по формуле:
А=Р1И,
где:
Р1 - опорный уровень мощности, поступившей через измерительную камеру на вход приемника, дБм;
РИ - уровень мощности, просочившейся через имеющиеся зазоры в корпусе исследуемого устройства, дБм.

3. Установка для измерения экранного затухания по п.1, отличающаяся тем, что в качестве приемника используют анализатор спектра.

4. Установка для измерения экранного затухания по п.1, отличающаяся тем, что в качестве генератора используют синтезатор частот.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники и электроэнергетики и может быть использовано для измерения потерь на корону в трехфазной линии электропередачи (ЛЭП) высокого и сверхвысокого напряжения.

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к технике измерения составляющих мощности в трехфазных трехпроводных сетях переменного тока. .

Изобретение относится к области приборостроения и может найти применение в системах коммунального хозяйства. .

Изобретение относится к области приборостроения и может быть применено для контроля полезной мощности электропривода. .

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения мгновенных значений индуктивности намагничивания однофазного трансформатора в рабочем режиме или в режиме холостого хода.

Изобретение относится к области приборостроения и может найти применение для определения мгновенных значений индуктивности намагничивания однофазного трансформатора в рабочем режиме или в режиме холостого хода.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в процессах определения количественного вклада каждого энергообъекта, подключенного к узлу энергосистемы, в изменение качества электроэнергии.

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для определения магнитных потерь в магнитопроводе однофазного трансформатора в рабочем режиме.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для учета электрической энергии постоянного тока на подвижном составе электрифицированного железнодорожного транспорта и может быть использовано на тяговых подстанциях постоянного тока.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к технике дистанционного измерения и контроля потребляемой электрической энергии. .

Изобретение относится к метрологии, в частности к приборостроению. Устройство контроля работы трехфазного инвертора содержит источник постоянного напряжения, подключенный к входу инвертора, с выходами которого связаны две пары датчиков линейных напряжений и линейных токов и нагрузка, два аналоговых перемножителя, входы которых соединены с датчиками соответствующих линейных напряжений и токов, а выходы через фильтры нижних частот связаны с входами одного из двух сумматоров. К выходу сумматора подключен индикатор активной мощности и первый вход аналогового делителя, с выходом которого соединен индикатор коэффициента мощности. При этом устройство снабжено второй парой аналоговых перемножителей с фильтрами нижних частот, двумя фазовращателями на 90°, блоком вычисления модуля векторной суммы, нуль-органом и индикаторами полной мощности и характера нагрузки инвертора. Причем первые входы второй пары аналоговых перемножителей соединены с датчиками линейных напряжений, вторые входы через фазовращатели на 90° - с датчиками линейных токов, а выходы через фильтры нижних частот - с входами второго сумматора, выход которого через нуль-орган подключен к индикатору характера нагрузки и непосредственно к одному из входов блока вычисления модуля векторной суммы, с другим входом которого связан выход первого сумматора, а с выходом - второй вход аналогового делителя и индикатор полной мощности. Технический результат - повышение надежности. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для контроля работы однофазного инвертора, работающего на разнообразные виды нагрузок с широким диапазоном изменения коэффициента мощности. Устройство содержит источник постоянного тока, инвертор, датчики напряжения и тока, нагрузку, два аналоговых перемножителя с фильтрами нижних частот. Дополнительно устройство снабжено фазовращателем на 90 градусов, цепью из последовательно соединенных фильтра верхних частот, выпрямителя и фильтра нижних частот, двумя аналоговыми делителями, блоками индикации значений cos φ и sin φ, пороговым блоком, блоком определения полярности sin φ, блоком вычисления модуля векторной суммы, двухпороговым компаратором и блоками индикации характера нагрузки, перегрузки по реактивной мощности и неисправности устройства контроля. Введение дополнительных элементов позволило обеспечить всесторонний и наглядный контроль работы инвертора, повысить достоверность информации о подключенной к инвертору нагрузке, своевременно предупредить обслуживающий персонал о перегрузке инвертора. Устройство снабжено цепями самоконтроля, повышающими его надежность. Оно характеризуется малыми аппаратными затратами, незначительными габаритами и весом. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике и электроэнергетике, а именно к способам оценки качества электроэнергии. Способ может быть использован в системах электроснабжения промышленных предприятий с неизменной нагрузкой для определения источника нелинейных искажений как со стороны питающей сети, так и со стороны нелинейной нагрузки самого предприятия. Способ выявления источника высших гармоник заключается в определении местоположения источника искажения в электрической сети переменного тока, которая содержит искажающие нагрузки, источник сетевого напряжения синусоидальной формы, питающую линию с конечной величиной внутреннего активного и реактивного сопротивления и подключенными в параллель потребителями электроэнергии, часть которых относится к категории искажающих нагрузок с несинусоидальной формой тока на сетевом входе. При этом для анализа источника высших гармоник в контрольной точке сети параллельно нагрузке подключают фильтр, настроенный в последовательный резонанс на частоту исследуемой гармоники. Далее снимают зависимость тока исследуемой гармоники системы IS от активного сопротивления фильтра RФ, по анализу зависимости тока системы на высшей гармонике от активного сопротивления фильтра определяют местонахождение источника нелинейных искажений. Технический результат заключается в упрощении выявления источника высших гармоник, возможности применения без перерыва в электроснабжении, а также в использовании на действующих объектах с установленными фильтрокомпенсирующими устройствами. 2 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения мощности радиосигнала в тракте, демодуляции сигнала, измерений амплитуды напряжения переменного тока, в частности к области измерений мощности сигнала путем измерений напряжения. Одновременно осуществляется измерение мощности сигнала PΣ, являющейся суммарной мощностью его квадратурных составляющих, а также демодуляции сигнала. В процессе демодуляции происходит измерение амплитуд огибающих демодулированных сигналов квадратурных составляющих UI(p-p) и UQ(p-p), затем при последующей дополнительной обработке результатов демодуляции производится компенсация паразитного набега фазы сигнала путем расчета обратной матрицы поворота. На заключительном этапе, в процессе решения системы уравнений производится расчет мощностей квадратурных составляющих PI и PQ. Технический результат заключается в возможности определения мощности квадратурных составляющих радиосигнала отдельно друг от друга. 1 табл.

Изобретение относится к электроизмерениям и может быть использовано при контроле качества электроэнергии в энергосистемах. Способ включает выделение анормальных составляющих токов нагрузок i1a, i2a, определение собственных долевых участий в изменении качества результирующего тока для ветвей с источниками токов нагрузки, также определение взаимного долевого участия в изменении качества электрической энергии в узле от взаимодействия пар ветвей с источниками токов нагрузок, затем определение результирующего изменения качества электрической энергии в узле в соответствии с формулой. При этом собственные долевые участия в изменении качества результирующего тока узла от ветвей с источниками токов нагрузки определяют путем усреднения за период квадратов анормальных составляющих этих токов. Определение взаимного долевого участия в изменении качества результирующего тока в узле от взаимодействия пар ветвей с источниками токов нагрузки делают путем усреднения за тот же период произведения анормальных составляющих токов нагрузок. Определение результирующего изменения качества результирующего тока в узле делают в соответствии со следующей формулой , где i1a, i2a - анормальные составляющие в токах ветвей нагрузок, CУ (i1a), CУ(i2a) - соответственно собственные долевые участия ветвей с источниками токов нагрузок, ВУ(i1a,i2a) - взаимное долевое участие двух ветвей нагрузок. Технический результат заключается в возможности более точно определить дополнительные потери активной мощности в сети, а значит и повысить точность определения КПД энергосистемы. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх