ГОСТ Р 50730.5-95
государственный стандарт российской федерации
ПРИБОРЫ ФЕРРИТОВЫЕ СВЧ
МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ
КОЭФФИЦИЕНТА СТОЯЧЕЙ ВОЛНЫ ПО НАПРЯЖЕНИЮ И МАКСИМАЛЬНОГО КОЭФФИЦИЕНТА СТОЯЧЕЙ ВОЛНЫ ПО НАПРЯЖЕНИЮ НА ВЫСОКОМ УРОВНЕ МОЩНОСТИ
Издание официальное
БЗ 8-94/348
ГОССТАНДАРТ РОССИИ Москва
ГОСТ Р 50730.5-94
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Научно-исследовательским институтом «Домен»
ВНЕСЕН Техническим комитетом (ТК 303) «Изделия электронной техники, материалы, оборудование»
2 ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 24.01.95 № 12
3 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
© Издательство стандартов. 1995
Настоящий стандарт не может выть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Госстандарта России
Н
ГОСТ Р 50730.5-М
СОДЕРЖАНИЕ
I Область применения...........!
2 Нормативные ссылки ...........
3 Общие положения............
4 Метод I..............
■5 Метод И..............
6 Метод Н!..............
Приложение А. Расчет погрешности измерения КСВН и КСВН макс.
о соспюмм
Ill
ГОСТ Р 50730.5-95
государственный стандарт российской федерации
ПРИБОРЫ ФЕРРИТОВЫЕ СВЧ
Методы измерения коэффициента стоячей волны по напряжению н максимального коэффициента стоячей волны по напряжению на высоком уровне мощности
Microwave ferrite devices. Methods of measurement of voltage standing wave ratio (VSWR) and maximum VSWR at high power level
Дата введении 1996—01—01
I ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
Настоящий стандарт устанавливает три метода измерения коэффициента стоячей волны по напряжению (далее — КСВН) вентилей, циркуляторов, переключателей, фазовращателей и максимального коэффициента стоячей волны по напряжению (далее—КСВН макс) вентилей к циркуляторов в диапазоне частот 0,01-178 ГГц:
I — метод рефлектометра с использованием двух направленных ответвителей;
II —метод рефлектометра с использованием одного направленного ответвителя я нагрузки с регулируемой фазой коэффициента отражения;
III—нулевой метод с использованием одного направленного ответвителя и нагрузки с регулируемыми модулем и фазой коэффициента отражения.
Общие требования к условиям л режимам измерения, аппаратуре, подготовке и проведению измерений, показателям точности измерений и требованиям безопасности — по ГОСТ Р 50730.1.
Издание официальное ★
ГОСТ Р 50730.5-95
2 НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ
В настоящем стандарте использована ссылка на ГОСТ Р 50730.1—95. Приборы ферритовые СВЧ Общие требования при измерении параметров на высоком уровне мощности
3 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
3.1 Аппаратура
3.1.1 Согласованные нагрузки В УМ должны иметь КСВН не более 1,3 при измерении КСВН вентилей, циркуляторов, переключателей и не более 1,15 яра измерении фазовращателей.
3.1.2 Подключающие устройства, подключаемые к входу ПФ СВЧ. должны иметь КСВН не более:
1.05 —для волноводных устройств в диапазоне частот до 16.44 ГГи включ.;
1.10 —для волноводных устройств в диапазоне частот св. 17,44 до 37,50 ГГц включ. и для коаксиальных и коаксиально-волноводных устройств в диапазоне частот до 12,05 ГГц включ.;
1.15 —для волноводных устройств в диапазоне частот св. 37.50 до 78,33 ГГн включ.;
1,20 —.тля коаксиальных и коаксиально-волноводных устройств в диапазоне частот ев. 12,05 до 25,86 ГГи включ. Для коаксиальных и коаксиально-волноводных устройств в диапазоне частот св. 25.86 ГГц значение КСВН устанавливают в ТУ на ПФ СВЧ конкретных типов.
3.2 Показатели точности измерений
3.2.1 Погрешности измерения КСВН рассчитаны -при значениях развязок вентилей, циркуляторов и переключателей, разных 20 дБ, и без учета развязки — для остальных ПФ СВЧ.
3 2.2 Погрешности измерения КСВН макс, рассчитаны при значениях развязок вентилей и циркуляторов переключателей, равных 15 дБ для КСВН несогласованной нагрузки В УМ не менее 2.0.
4 МЕТОД I
4.1 Принцип измерений
КСВН н КСВН макс определяют путем сравнения мощности, отраженной от измеряемого ПФ СВЧ, с падающей мощностью.
4.2 Аппаратура
4.2.1 КСВН и КСВН макс измеряют на установке, структурная схема которой приведена на рисунке 1.
2
ГОСТ Р 50730.5—95
4.2.2 Направленный ответвитель 1 должен иметь направленность не менее 25 дБ, направленный ответвитель 2—не менее 30 дБ.
4.2.3 Суммарная нестабильность уровня мощности генератора я потерь переключателя должна находиться в пределах ±0.5 дБ.
4.2.4 Переключатель должен иметь развязку между каналами не менее 40 дБ.
4.2.5 Измеритель мощности должен иметь погрешность ±15%.
4.2.6 Вместо переключателя и измерителя мощности могут быть использованы два измерителя мощности, подключаемые к выходам вторичных каналов направленных ответвителей.
Рисунок I
4.3 Подготовка к проведению измерений
4.3.1 Направленные ответвители 1 и 2 ориентируют на падающую волну. К выходу направленного ответвителя 2 подключают согласованную нагрузку ВУМ.
4.3.2. Подают в тракт заданный уровень мощности.
4.3.3 Отсчитывают показания ваттметра СВЧ 0| и ^, подключая его с помощью переключателя к направленным ответвителям 1 и 2 соответственно.
4.3.4 Вычисляют калибровочную поправку по формуле к--^-. О
4.4 Проведение измерений КСВН
4.4.1 Направленный ответвитель 2 ориентируют на отраженную волну. Включают в тракт НФ СВЧ.
4.4.2 К выходу ПФ СВЧ подключают согласованную нагрузку ВУМ
4.4.3 Подают в тракт заданный уровень мощности.
3
ГОСТ Р 50730.5-95
4.4.4 Отсчитывают показания ваттметра СВЧ 0з и 04. подключай его с помощью .переключателя к направленным ответвителям ] и 2 соответственно.
4.5 Проведение измерений КСВН макс
4.5.1 Выполняют операции в соответствии с 4.4.1.
4.5.2 К выходу ПФ СВЧ подключают несогласованную нагрузку ВУМ.
4.5.3 Подают в тракт заданный уровень мощности.
4.5.4 Ваттметр СВЧ подключают с помощью переключателя к направленному ответвителю 2.
4.5.5 Изменяя фазу коэффициента отражения несогласованной нагрузки ВУМ, добиваются максимального показания ваттметра СВЧ - 04.
4.5.6 Ваттметр СВЧ подключают с помощью переключателя к направленному ответвителю 1. Отсчитывают показания ваттметра СВЧ — р3.
4.6 Обработка результатов измерений
4 6.1 Значение КСВН (КСВН макс) ПФ СВЧ при измерении без подключающего устройства вычисляют по формуле
4.6.2 Значение КСВН (КСВН макс) ПФ СВЧ при измерении с подключающим устройством вычисляют по формуле
К УМ- » ?»КЮ 5
I'vtU (ЛстОи.ф ма»х) — ------—===- , (3)
П _
УК-И ?л-ю 4
где «п.у — потери подключающего устройства, дБ.
Необходимость учета потерь подключающего устройства устанавливают в ТУ на ПФ СВЧ конкретного типа.
4.7 Показатели точности измерений
4.7.1 Погрешность измерения КСВН вентилей, циркуляторов, переключателей и КСВН макс вентилей, циркуляторов без использования подключающего устройства с установленной вероятностью 0,95 находится в пределах ±11 %.
4.7.2 Погрешность измерения КСВН фазовращателей без использования подключающего устройства с установленной вероятностью 0,95 находится в пределах ±22 %.
4.7.3 Погрешность измерения КСВН вентилей, циркуляторов, переключателей 'И КСВН макс вентилей, циркуляторов с исполь-
4
ГОСТ Р 50730.5-95
зованием подключающего устройства с установленной вероятностью 0,95 находится в пределах
а^н/ -±Р1+200(К„с -1)1Л|К. И)
о-ф л у
где К<туп> — КСВН подключающего устройства.
4.7.4 Погрешность измерения КСВН фазовращателей с использованием подключающего устройства с установленной вероятностью 0.95 находится в пределах
«/Cwv -±[22+l60(KtTV -1)‘-6|%- (5)
П.ф II у
5 МЕТОД II
5.1 Принцип измерений
КСВН и КСВН макс измеряют методом рефлектометра на одном направленном ответвителе с последовательным выделением сначала сигнала отраженной от ПФ СВЧ волны, затем падающей волна за счет отражения ют регулируемой нагрузки во вторичном канале направленного ответвителя, и сравнением амплитуд с помощью калиброванного аттенюатора.
5.2 Аппаратура
5.2.1 КСВН и КСВН маке измеряют на установке, структурная схема которой .приаедсна на рисунке 2.
Рисунок 2
5.2.2 Направленный ответвитель должен иметь направленность нс менее 30 дБ.
5.2.3 Генератор СВЧ должен иметь нестабильность уровня мощности не более ±0,5 дБ.
5.2.4 Регулируемая нагрузка должна иметь плавную регулировку по КСВН в пределах 1,05—3,0 и по фазе коэффициента отражения в пределах 0—360°. Регулируемая нагрузка должна быть откалибрована по КСВН в пределах 2.0—3,0 с погрешностью
5
ГОСТ Р 50730.5-95
±4 КстКнр%. где КстИнр — КСВН регулируемой нагрузки.
Погрешность калибровки регулируемой нагрузки аю фазе коэффициента отражения должна находиться в пределах ±10°.
5.2.5. Калиброванный аттенюатор должен иметь плавную регулировку ослабления в пределах нс менее 30 дБ, КСВН аттенюатора должен быть не более 1,2. Погрешность калибровки аттенюатора должна находиться в пределах ±0.6 дБ.
5.2.6 Вентиль должен иметь КСВН входа не более 1,3 и обратные потери не менее 20 дБ.
5.2.7 Детекторная секция должна иметь чувствительность не менее 100 мВ/мВт.
5.2.8 Осциллограф должен иметь коэффициент отклонения по вертикали не более 1 мВ/дел.
5.3 Подготовка к проведению измерений
5.3.1 Направленный ответвитель ориентируют на отраженную волну.
5.3.2 На регулируемой нагрузке устанавливают значение КСВН, при котором направленность ответвителя удовлетворяет требова-. ииям 5.2.2.
5.4 Проведение измерений КСВН
5.4.1 К выходу ПФ СВЧ подключают согласованную нагрузку ВУМ.
5.4 2 Подают в тракт заданный уровень мощности.
5.4.3 Регулируют ослабление на калиброванном аттенюаторе и усиление, на осциллографе до 'получения амплитуды сигнала не менее половины размера экрана осциллографа, фиксируют эту амплитуду /1 и ослабление на аттенюаторе — ₽(. Значение 0| должно быть не менее 5 дБ.
5.4.4 Устанавливают на регулируемой нагрузке значение КСВН, равное (Kcit/ +0,
где Кету х — ожидаемое значение КСВН ПФ СВЧ. п.4
5.4.5 Изменением фазы коэффициента отряжения регулируемой нагрузки получают максимальную амплитуду сигнала на экране осциллографа и вводят на аттенюаторе ослабление р2 до получения амплитуды-сигнала, равной .4 по 5.4 3.
5.4.6 Изменяют фазу коэффициента отражения регулируемой нагрузки на 180е, смещая поглощающий клин регулируемой нагрузки на расстояние ^, где Ад — длина волны в волноводе регулируемой нагрузки.
5.4.7 Устанавливают на аттенюаторе ослабление ₽3 так, чтобы амплитуда сигнала на осциллографе была равной Л по 5.4.3.
6
ГОСТ Р 50730.5-95
5.5 Проведение измерении КСВН макс
5.5.1 К выходу ПФ СВЧ подключают несогласованную нагрузку ВУМ.
5.5.2 Подают в тракт заданный уровень мощности.
5.5.3 Изменяя фазу коэффициента отражения несогласованной нагрузки ВУМ; получают максимальную амплитуду сигнала на экране осциллографа.
5.5.4 Выполняют операции по 5.4.3—5.4.7.
5.6 Обработка результатов измерений
Значение КСВН (КСВН макс) ПФ СВЧ вычисляют по формуле
KcrU (KctUn ^ илн(}^ 7~Г--^
(6)
где
2Г„,Р-Ю g
10^ -НО™
(7)
Рь ₽2. Рз—показания калиброванного аттенюатора в соответствии с 5.4.3, 5.4.5, 5.4.7, дБ;
ап.у — потери -подключающего устройства, дБ;
Гн.р—модуль коэффициента отражения регулируемой нагрузки.
где Kctv — КСВН регулируемой нагрузки в соответствии с 5.4.4.
5.7 Показатели точности измерений
5.7.1 Погрешность измерения КСВН вентилем, циркуляторов, переключателей и КСВН макс вен гилей, циркуляторов без использования подключающего устройства с установленной вероятностью 0,95 находится в пределах ±11 %.
5.7.2 Погрешность измерения КСВН фазовращателей без использования подключающего устройства с установленной вероятностью 0,95 находится в пределах ±22 %.
5.7.3 Погрешность измерения КСВН вентилей, циркуляторов, переключателей и КСВН макс вентилей, циркуляторов с использованием -подключающего устройства с установленной вероятностью 0.95 находится в пределах
7
ГОСТ Р 50730.5-95
S^rO, ф= ilU+WC^ у-1)>-5 | %.
(9)
где Кступу— КСВН подключающего устройства.
5.7.4 Погрешность измерения КСВН фазовращателей с использованием подключающего устройства с установленной вероятностью 0.95 находится в пределах
Ыпи -±[22+IWcw -1),’®|%. П.ф п.у
(Ю)
6 МЕТОД II!
6.1 Принцип измерении
КСВН и КСВН макс измеряют нулевым методом путем компенсации сигнала, отраженного от ПФ СВЧ. сигналом, отраженным от нагрузки с регулируемым модулем и фазой коэффициента отражения, установленной во вторичном канале направленного ответвителя.
6.2 Аппаратура
6.2.1 КСВН и КСВН макс измеряют на установке, структурная схема которой приведена на рисунке 2. Калиброванный аттенюатор -из схемы исключают.
6.2.2 Регулируемая нагрузка должна иметь плавную регулировку по КСВН, калиброванную в пределах 1,05—2,0 и регулировку по фазе коэффициента отражений в пределах 0—360°. Погрешность калибровки регулируемой нагрузки по КСВН должна находиться в пределах ±4 Кети %, где К^и •— КСВН регулируемой н.р м.р
нагрузки.
6.2.3 Направленный ответвитель должен иметь направленность не менее 32 дБ.
6.2.4 Требования к вентилю, детекторной секция и осциллографу —по 5.2.6—5.2.8
6.3 Подготовка к проведению измерений
Направленный ответвитель ориентируют на отраженную волну.
6.4 Проведение измерений КСВН
6.4.1 К выходу ПФ СВЧ подключают согласованную нагрузку ВУМ.
6.4.2 Подают в тракт заданный уровень мощности.
6.4.3 Изменяя КСВН и фазу коэффициента отражения регулируемой нагрузки, получают на экране осциллографа минимальную амплитуду сигнала при одновременном увеличении чувствительности осциллографа.
8
ГОСТ Р 50730.5-95
6.4.4 Фиксируют показания по шкале КСВН регулируемой нагрузки
6.5 Проведение измерений КСВН макс
6.5.1 К выходу ПФ СВЧ подключают несогласованную нагрузку В УМ.
6.5.2 Подают в тракт заданный уровень мощности.
6.5.3 На регулируемой нагрузке устанавливают минимальное значение КСВН. Изменяя фазу коэффициента отражения несогласованной нагрузки ВУМ, получают максимальную амплитуду сигнала на экране осциллографа.
6.5.4 Выполняют операции согласно 6.4.3.
6.5.5 Фиксируют показания по шкале КСВН регулируемой нагрузки.
6.6 Обработка результатов измерений
6.6.1 Значение КСВН ПФ СВЧ определяют по шкале регулируемой нагрузки в соответствии с 6.4.4.
6.6.2 Значение КСВН макс ПФ СВЧ определяют по шкале регулируемой нагрузки в соответствии с 6.5.5.
6.7 Показатели точности измерений
6.7.1 Погрешность измерения КСВН вентилей, циркуляторов, переключателей и КСВН макс вентилей, циркуляторов без использования подключающего устройства с установленной вероятностью 0.95 находится в пределах ±10%.
6 7.2 Погрешность измерения КСВН фазовращателей без использования подключающего устройства с установленной вероятностью 0,95 находится в пределах ±22%.
6.7.3 Погрешность измерения КСВН вентилей, циркуляторов, переключателей и КСВН макс вентилей, циркуляторов с использованием подключающего устройства с установленной вероятностью 0.95 находится в пределах
8K.TU "ilio+iro^ew -D'^H*, (11)
л.ф п.у
где Ке»сп — КСВН подключающего устройства.
6.7.4 Погрешность измерения КСВН фазовращателей с использованием подключающего устройства с установленной вероятностью 0.95 находится в пределах
8*<я/)ф=±|22+180(К^ (12)
9
ГОСТ Р 50730.5-95
ПРИЛОЖЕНИЕ А (справочное)
РАСЧЕТ ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ КСВН И КСВН МАКС.
А1 Погрешность измерении КСВН ПФ СВЧ п процентах по методу J вычисляют по формуле
вКстип .“^ ^^ °«« ^ +^гН?+^7 ’
(AI)
где о».и — среднее квадратическое отклонение погрешности измерения ваттметра СВЧ. %;
а,—среднее квадратическое отклонение погреши ости намерения за счет нестабильности уровня мощности генератора к потерь переключателя, %;
Сто —среднее квадратическое отклонение погрешности измерения за счет развязки между каналами переключателя, %;
Ор —среднее квадратическое отклонение погрешности измерении за счет рассогласования, %;
Ог.у — среднее квадратическое отклонение погрешности измерения за счет подключающего устройства. %.
“ У'3 (l-r^,) '
(А2)
где Гп.ф — коэффициент отражения ПФ СВЧ;
би.» — погрешность измерителя мощности. %
Г.. ____
Ф ^и-м
где Kt,v — КСВН ПФ СВЧ нФ
Or =
_^^г
Тй^Гй^р
(АЗ)
где а, — нестабильность уровня мощности генератора н потерь переключателя. дБ
21»
1020 /Г(1-г’ ф)
(А4)
где аР— развязка между каналами переключателя, дБ
203 1/ *
^ FFu^T v 10 ,0HG^)4-2(r^i^
(А5)
Ю
ГОСТ Р 60730.5- 95
где ^ — направленность направленного ответвителя 2. дБ;
Г, — коэффициент отражения нагрузки ВУМ;
Qi и Qs — коэффициенты передачи ПФ СВЧ в прямом и обратном направлениях соответственно
9.-10" ^
Q,=10 20
где а,,, а^т — прямые н обратные потерн ПФ СВЧ. дБ;
Гно— коэффициент отражения направленного ответвителя
2<ЮГпо
<w Vni-o • (Аб)
где Г«.у —коэффициент отражения подключающего устройства
А2 Погрешность измерения КСВН макс ПФ СВЧ в процентах во методу 1 вычисляют по формуле
^^фм^ “^’^ /"^Ть^сТи^^^ (А?)
где о»« — среднее квадратическое отклонение погрешности измерения за счет отклонения КСВН несогласованной нагрузки ВУМ от номинального значения и за счет погрешности калибровки несогласованной магруз-
°’“ i^u^T ^'”’" +,2Г"« гно’’- |А”
1(— JZiSlLLll^L2!_LL-^ |/ ^.^liy ^ t ^5“i.y (А9)
где Гм.» — коэффициент отражения несогласованной нагрузки ВУМ;
ДКотл — отклонение КСВН несогласованной нагрузки ВУМ от номинального значения, %;
6Х.,* — погрешность калибровки несогласованной катрутося ВУМ. %.
АЗ Погрешность измерения КСВН ИФ СВЧ в процентах по методу II вычисляют по формуле
e^v -xi.« |/ <5<^ф<^ . (АЮ)
Г ф
где 0мл — среднее квадратическое отклонение погрешности измерения ла счет (Погрешности калибровки регулируемой нагрузки по КСВН. %;
о., — среднее квадратическое отклонение погрешности измерения за счет погрешности калибровки аттенюатора. %,
Ок₽ K^w-rU) ’
(ЛИ)
И
ГОСТ Р 50730.5-95
где Г„ р — коэффициент отражения регулируемой нагрузки;
6К„ —погрешность калибровки регулируемой нагрузки по КСВН. % 200Гпф&?
пае ДР— погрешность калибровку аттенюатора. дБ.
200 _1 7
ю 10+(™А)ЖгЬг1«>)*Нго,ф^
+(ГП.ф51п f)S (А13)
где Г»» — коэффициент отражения аттенюатора;
<р—погрешность'калибровки регулируемой нагрузки по фазе коэффициента отражения, град.
Л4 Погрешность измерения КСВН маис ПФ СВЧ в процентах ао методу II вычисляют по формуле
О^стУ “±l.W ]/ "<?"+<’Г7^®^г^1Я^’5^^ • (А14)
п.фмакг г > г г
200 7
^/ГТГ^у ' Ю ^(^iw^r^r., ^.)’*
+(«W«" vP- <A,S)
A5 Погрешность измерения КСВН ПФ СВЧ в процентах по методу III вычисляют по формуле
*K<rt- -=«.« /Ч7Ч+<- <Л16>
«к,- 7^- • <*”>
ар= Жт[7^ 10 10 НГ,.СЛ>Чг^(21но+^». (А18)
где Г»—коэффициент отражения вентиля.
Аб Погрешность, измерения КСВН макс ПФ СВЧ в процентах по методу III вычисляют по формуле
Wct” -tfel.96 (AI9)
°₽и ГГГГ7ГТI 10 10 +,V2 JHo+rb- (A20)
12
ГОСТ Р 50730.5-95
УДК 621.317.34 001.4:006.354 ОКС 29.100.10 Э29 ОКП 63 4600
Ключевые слова: приборы ферритовые СВЧ, методы измерения; коэффициент стоячей волны; максимальный коэффициент стоячей волны; напряжение; высокий уровень мощности
Редактор В. П. Огурцов Технический редактор О. 11. Никитина Корректор Н. Л. Шнайдер
Сдано * наб. 02.03.95. Поля, о лея 12 005* Уел. и. л 5.35. Уел. кр-отг. 5.47.
Уч.-н«. л. 4.80. Тир. 318 ж». С 2385.
Ордаза «Знак Почет»» Иядотеластяо стандартов. 107076, Моевв. Колодине* пер 14.
Калужская типография стандартов. ул Московская. 2Вб. Зпк. 393
ПЛР 7*04013»
