Misure di potenza

1)     Descrizione del banco di misura

Il banco per la misura di potenza dispone dei seguenti strumenti :

a)      Power Meter Gigatronics dotato di un oscillatore di riferimento a 50MHz e due canali (… A e B) che possono

      essere connessi ad altrettanti sensori mediante dei cavi multipolari

b)      Due sensori a diodi operanti nella banda 10MHz ¸ 40GHz , vengono utilizzati contemporaneamente soltanto

      per la misura sull´accoppiatore direzionale. Per entrambi, subito dopo la connessione al power meter mediante

      il connettore multipolare e relativo cavo, occorre effettuare la calibrazione previa connessione all´oscillatore

     di riferimento.

c)      Generatore di segnale RF sweppato operante nella banda 10MHz ¸ 26.5GHz con uscita sul retro per consentire

      un eventuale montaggio in un rack.

d)      Attenuatore da 10dB operante nella banda 0 ¸ 18GHz

e)      Directional Coupler operante nella banda 1GHz ¸ 2GHz

f)        Giunzioni varie

2)     Misura prestazioni del generatore RF

Questa misura assume che il power meter sia uno strumento di qualità superiore rispetto al generatore RF il cui

funzionamento viene pertanto caratterizzato con le seguenti due misure :

 

a)      Misura della potenza effettivamente erogata al variare della potenza nominale

Viene impostata sul generatore RF una frequenza di 10GHz CW della quale si varia la potenza nominale

operando sulla tastiera del generatore e, tramite il power meter, si rileva la potenza effettivamente emessa

in accordo al seguente schema :

I risultati ottenuti sono :

Essi evidenziano uno scostamento massimo di circa 2dB della potenza nominalmente emessa rispetto

a quella effettiva.

 

 

 

 

 

 

b)      Misura della potenza effettivamente erogata al variare della frequenza

Per questo tipo di misura si mantiene fissa a 0dBm la potenza nominale emessa e si varia la frequenza sia sul

generatore RF che sul power meter (…per consentire la aggiornamento del fattore di calibrazione) ,

lo schema della misura è pertanto il seguente :

 

 

 

 

 

 

 

 

I risultati ottenuti sono :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Da tali risultati si evince che il generatore ha una risposta decisamente deludente al di sotto dei 2GHz dove lo

scostamento tra valore nominale e valore effettivo raggiunge i -6dB , il che fa pensare ad uno stadio amplificatore

che guadagna meno del previsto in quanto una deviazione in frequenza che comporta un utilizzo di un fattore di

calibrazione errato darebbe luogo ad un errore minore.

3)     Misura prestazioni della attenuatore

Questa misura è volta a verificare la risposta in frequenza della attenuatore, per effettuarla si utilizza il seguente 

schema di collegamento :

 

I risultati ottenuti sono :

dove Pin,Att è la potenza realmente emessa dal generatore RF i cui valori sono estrapolati dalla tabella precedente. 

L´attenuazione viene ricavata come differenza tra la potenza in ingresso e quella in uscita dall´attenuatore il quale 

tuttavia ha una banda che si arresta a 18GHz e non a 26GHz.

In realtà occorre tener conto anche  della attenuazione dovuta alle transizioni con le quali si collega l´attenuatore

 sia al sensore che al generatore RF, per misurarla si toglie l´attenuatore e si collegano le transizioni tra di loro 

secondo lo schema seguente :

I risultati ottenuti sono :

dove Pin,giunz è la potenza realmente emessa dal generatore RF mentre Pout,giunz è la potenza misurata dal power meter. 

È evidente come il primo dato sia incongruente in quanto risulta che le transizioni complessivamente amplificano alla 

frequenza di 1GHz. Nel grafico viene presentata l´effettiva risposta in frequenza della attenuatore, si nota come la 

caratteristica sia accettabile anche  oltre i 18GHz corrispondenti alla specifica del costruttore.

4)       Misura prestazioni accoppiatore direzionale 

L´accoppiatore direzionale è un dispositivo a 4 porte di cui una nel nostro caso è chiusa permanentemente su 50W,

alla porta d´ingresso viene inviato il segnale proveniente dal generatore RF mentre la porta diretta viene connessa al

canale A del power meter tramite un sensore ed infine la porta accoppiata viene connessa al canale B tramite un

secondo sensore. Dato che la banda della accoppiatore direzionale è compresa tra 1GHz e 2GHz il generatore viene

mantenuto alla frequenza intermedia di 1,5GHz con una potenza nominale di 0dBm cui interpolando tra i valori

precedentemente ricavati corrisponde una potenza effettivamente erogata pari a circa –5dBm.

Lo schema di misura è quindi il seguente dove per semplicità non sono state riportate le transizioni :

In tali condizioni di misura si rileva alla porta diretta una potenza di –4,9dBm ed alla porta accoppiata una 

potenza di –24,79dBm .

Per valutare l´isolamento occorre girare l´accoppiatore direzionale come mostrato in figura :

 
 
in questo caso si rileva sul canale B una potenza di –5,03dBm mentre sul canale A –38,2dBm .