Dispositivos de medida
Entre los dispositivos de medición de microondas, una configuración de banco de microondas, que consta de dispositivos de microondas, tiene un lugar destacado. Toda esta configuración, con pocas alternancias, es capaz de medir muchos valores como longitud de onda guía, longitud de onda de espacio libre, longitud de onda de corte, impedancia, frecuencia, VSWR, características de Klystron, características del diodo Gunn, medidas de potencia, etc.
La salida producida por las microondas, en la determinación de la potencia, generalmente tiene poco valor. Varían con la posición en una línea de transmisión. Debe haber un equipo para medir la potencia de microondas, que en general será una configuración de banco de microondas.
Configuración de medición general del banco de microondas
Esta configuración es una combinación de diferentes partes que se pueden observar en detalle. La siguiente figura explica claramente la configuración.
Generador de señales
Como su nombre lo indica, genera una señal de microondas, del orden de unos pocos milivatios. Utiliza una técnica de modulación de velocidad para transferir un haz de onda continua a una potencia de milivatios.
Un oscilador de diodo Gunn o un tubo Reflex Klystron podrían ser un ejemplo de este generador de señales de microondas.
Atenuador de precisión
Este es el atenuador que selecciona la frecuencia deseada y limita la salida alrededor de 0 a 50 dB. Esto es variable y se puede ajustar según el requisito.
Atenuador variable
Este atenuador establece la cantidad de atenuación. Puede entenderse como un ajuste fino de valores, donde las lecturas se comparan con los valores del Atenuador de precisión.
Aislador
Esto elimina la señal que no se requiere para llegar al soporte del detector. El aislador permite que la señal pase a través de la guía de ondas solo en una dirección.
Medidor de frecuencia
Este es el dispositivo que mide la frecuencia de la señal. Con este medidor de frecuencia, la señal se puede ajustar a su frecuencia de resonancia. También proporciona la posibilidad de acoplar la señal a la guía de ondas.
Detector de cristal
En la figura anterior se indican una sonda de detector de cristal y un soporte de detector de cristal, donde el detector se conecta a través de una sonda al soporte. Se utiliza para demodular las señales.
Indicador de onda estacionaria
El voltímetro de onda estacionaria proporciona la lectura de la relación de onda estacionaria en dB. La guía de ondas está ranurada por un espacio para ajustar los ciclos de reloj de la señal. Las señales transmitidas por la guía de ondas se envían a través del cable BNC a VSWR o CRO para medir sus características.
Un banco de microondas configurado en una aplicación en tiempo real tendría el siguiente aspecto:
Ahora, echemos un vistazo a la parte importante de este banco de microondas, la línea ranurada.
Línea ranurada
En una línea de transmisión de microondas o guía de ondas, el campo electromagnético se considera como la suma de la onda incidente del generador y la onda reflejada al generador. Los reflejos indican un desajuste o una discontinuidad. La magnitud y fase de la onda reflejada depende de la amplitud y fase de la impedancia reflectante.
Las ondas estacionarias obtenidas se miden para conocer las imperfecciones de la línea de transmisión, lo cual es necesario para conocer el desajuste de impedancia para una transmisión efectiva. Esta línea ranurada ayuda a medir la relación de ondas estacionarias de un dispositivo de microondas.
Construcción
La línea ranurada consiste en una sección ranurada de una línea de transmisión, donde se debe realizar la medición. Tiene un carro de sonda móvil, para permitir que la sonda se conecte donde sea necesario, y la facilidad para conectar y detectar el instrumento.
En una guía de ondas, se hace una ranura en el centro del lado ancho, axialmente. Una sonda móvil conectada a un detector de cristal se inserta en la ranura de la guía de ondas.
Operación
La salida del detector de cristal es proporcional al cuadrado del voltaje de entrada aplicado. La sonda móvil permite una medición conveniente y precisa en su posición. Pero, a medida que se mueve la sonda, su salida es proporcional al patrón de onda estacionaria, que se forma dentro de la guía de ondas. Aquí se emplea un atenuador variable para obtener resultados precisos.
La salida VSWR se puede obtener mediante
$$ VSWR = \ sqrt {\ frac {V_ {max}} {V_ {min}}} $$
Donde, $ V $ es el voltaje de salida.
La siguiente figura muestra las diferentes partes de una línea ranurada etiquetada.
Las partes etiquetadas en la figura anterior indican lo siguiente.
- Lanzador: invita a la señal.
- Sección más pequeña de la guía de ondas.
- Aislador: evita reflejos en la fuente.
- Atenuador variable giratorio: para ajustes precisos.
- Sección ranurada: para medir la señal.
- Ajuste de profundidad de la sonda.
- Ajustes de afinación: para obtener precisión.
- Detector de cristal: detecta la señal.
- Carga combinada: absorbe la energía que sale.
- Cortocircuito: disposición para ser reemplazado por una carga.
- Botón giratorio: para ajustar durante la medición.
- Vernier: para obtener resultados precisos.
Para obtener una señal modulada de baja frecuencia en un osciloscopio, se emplea una línea ranurada con un detector sintonizable. Se puede utilizar un carro de línea ranurada con un detector sintonizable para medir lo siguiente.
- VSWR (relación de onda estacionaria de voltaje)
- Patrón de onda estacionaria
- Impedance
- Coeficiente de reflexión
- Pérdida de retorno
- Frecuencia del generador utilizado
Detector sintonizable
El detector sintonizable es un soporte de detector que se utiliza para detectar las señales de microondas moduladas de onda cuadrada de baja frecuencia. La siguiente figura da una idea de un montaje de detector sintonizable.
La siguiente imagen representa la aplicación práctica de este dispositivo. Se termina al final y tiene una abertura en el otro extremo al igual que el anterior.
Para proporcionar una coincidencia entre el sistema de transmisión de microondas y el soporte del detector, a menudo se usa un talón sintonizable. Hay tres tipos diferentes de talones ajustables.
- Detector de guía de ondas sintonizable
- Detector coaxial sintonizable
- Detector de sonda sintonizable
Además, hay talones fijos como:
- Sonda sintonizada de banda ancha fija
- Montaje de detector de guía de ondas fijo adaptado
El montaje del detector es la etapa final en un banco de microondas que se termina al final.