Измерение развязки между сигнальным и гетеродинным входами смесителя

Схема установки базируется на том же измерителе, что и в п.1. Она изображена на рис.2.2.

Задание: проведя калибровку в режиме измерения ослаблений согласно описанию на измеритель КСВ и ослабления при стандартном уровне падающей мощности, соответствующему уровню 3 mV на шкале "падающей", измерить частотную характеристику развязки между сигнальным и гетеродинным входами смесителя в диапазоне 18÷26 ГГц. Результаты представить в виде графика.

3. Измерение частотной зависимости потерь преобразования смесителя

Схема установки изображена на рис.2.3. Установка содержит генератор колебаний СВЧ с частотой гетеродина G2, генератор СВЧ с частотой сигнала G1, направленный ответвитель НО2 для измерения мощности P_г на частоте гетеродина, направленный ответвитель НО1 для измерения мощности P_с на частоте сигнала, измеритель мощности на частоте гетеродина (ИМ2), измеритель мощности на частоте сигнала (ИМ1), измеритель мощности P_ПЧ на промежуточной частоте (ИМ3).

Задание.

3.1 Включить генераторы G1, G2, для чего включить питание, нажать кнопку "пуск", после чего сразу же кнопку "ручн.".

3.1. Установить частоту гетеродина равной f_min=19 ГГц (кнопками "1" и "2"), а частоту сигнала равной 18,5 ГГц. Мощность гетеродина установить равной 20±10% мВт, учитывая характеристику НО2; мощность сигнала установить равной 500 мкВт, учитывая характеристику НО1. Из-за конечной величины направленности НО1 и развязки входов смесителя мощность сигнала устанавливать, уменьшив мощность гетеродина на 20 дБ кнопкой "-20 дБ" на панели генератора G2. В связи с малым уровнем измеряемой мощности и дрейфом измерителя перед каждым измерением мощности калибровать измеритель, сбрасывая на 20 дБ, как указывалось ранее, мощность генератора G2 и устанавливая 0,0 μW ручками " " измерителя мощности.

3.2. Измерить мощность ПЧ и определить потери преобразования по формуле

.

Перед измерением мощности ПЧ откалибровать измеритель мощности ПЧ, как указывалось в п.3.1, сбросив мощность генераторов G1, G2.

3.3. Измерить развязку гетеродинного и промчастотного входов, вычисляя ее по формуле

,

где Р_Г – мощность генератора, равная 20 мВ;

Р_ПЧ – мощность колебаний гетеродина на выходе ПЧ, измеренная при поданной мощности гетеродина в отсутствие сигнала.

3.4. Повторить измерения по п.п. 3.1-3.3, повышая частоту гетеродина и сигнала каждый раз на 1000 МГц до f_{г max}=26 ГГц. Результаты представить в виде графика L=L(f).

3.5. Установить частоту гетеродина равной 22 ГГц, а частоту сигнала равной 21,5 ГГц, P_с=500 мкВт. Измерить зависимость потерь преобразования от мощности гетеродина, изменяя ее в пределах от 2 мВт до 30 (6-7 значений). Результаты представить в виде графика зависимости L=L(P_г).

4. Измерение зависимости потерь преобразования от нагрузки на частоте зеркального канала

Схема установки для исследования зависимости потерь преобразования смесителя от нагрузки на частоте зеркального канала изображена на рис.2.4. Схема отличается от изображенной на рис.2.3. наличием фильтра зеркального канала ФЗК и фазовращателя, выполненного на основе циркулятора С и короткозамыкающей нагрузки КЗ.

Из рисунка видно, что волна на частоте зеркального канала, распространяющаяся от сигнального входа смесителя в сторону генератора сигнала G1, проходя через циркулятор С и отражаясь от подвижного поршня КЗ, далее отражается от входа ФЗК и поступает через циркулятор на сигнальный вход смесителя, участвуя таким образом в дальнейшем преобразовании частоты. Модуль коэффициента отражения этих волн от нагрузки в виде цепи из С, КЗ и ФЗК, равен единице, а фаза может изменяться в пределах 360° в зависимости от положения поршня. Таким образом, перемещая КЗ-поршень в пределах половины длины волны, мы обеспечиваем любую реактивную нагрузку смесителя на зеркальной частоте смесителя. Отметим, что отраженные от сигнального входа смесителя волны на частоте сигнала, свободно проходя через ФЗК, поглощаются в вентиле на выходе генератора G1 и назад к смесителю не возвращаются, так что любые изменения в потерях преобразования следует относить именно и только за счет изменения режима смесителя на частоте зеркального канала, что и является целью исследований в этой части задания.

Задание.

4.1. Измерить АЧХ ФЗК аналогично п.2. лабораторной работы, убедившись, что установленная частота сигнала (21 ГГц) попадает в полосу пропускания фильтра, а частота зеркального канала (24 ГГц) им не пропускается (при измерениях обратить внимание на направление включения циркулятора).

4.2. Установить частоту гетеродина равной 22,5 ГГц, P_г=15 мВт.

4.3. Установить частоту сигнала равной 21 ГГц, P_с=500 мкВт.

4.4. Собрав установку согласно схеме рис.2.4, измерить зависимость потерь преобразования от положения КЗ-поршня, перемещая его на расстояние λ_зерк/2 от первоначального произвольного положения. Результаты представить в виде графика зависимости L=L(z), где z – координата перемещения поршня.