RU2807962C1 - Calibration method for absorbed power wattmeters based on diode converters - Google Patents
Calibration method for absorbed power wattmeters based on diode converters Download PDFInfo
- Publication number
- RU2807962C1 RU2807962C1 RU2023120849A RU2023120849A RU2807962C1 RU 2807962 C1 RU2807962 C1 RU 2807962C1 RU 2023120849 A RU2023120849 A RU 2023120849A RU 2023120849 A RU2023120849 A RU 2023120849A RU 2807962 C1 RU2807962 C1 RU 2807962C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wattmeter
- calibrated
- calibration
- measured
- power
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 35
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 9
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 8
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 8
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 claims description 7
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 3
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 3
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
Abstract
Description
Область техникиField of technology
Изобретение относится к области измерительной техники сверхвысоких частот (СВЧ) и радиотехнических систем, и может быть использовано для калибровки ваттметров поглощаемой мощности, содержащих в качестве первичных преобразователей диодный детектор. Изобретение касается также компенсации изменений показаний диодных детекторов и ваттметров при изменении температуры окружающей среды.The invention relates to the field of measuring technology for ultrahigh frequencies (microwave) and radio systems, and can be used for calibrating absorbed power wattmeters containing a diode detector as primary converters. The invention also concerns compensation for changes in the readings of diode detectors and wattmeters when the ambient temperature changes.
Уровень техникиState of the art
Калибровка ваттметра представляет собой процесс формирования таблиц соответствия путем сопоставления измеряемых значений величины, получаемой от чувствительного элемента калибруемого ваттметра, с показаниями эталонного ваттметра.Wattmeter calibration is the process of generating correspondence tables by comparing the measured values obtained from the sensitive element of the wattmeter being calibrated with the readings of the reference wattmeter.
Известен способ калибровки (ГОСТ 8.569-2000 ВАТТМЕТРЫ СВЧ МАЛОЙ МОЩНОСТИ ДИАПАЗОНА ЧАСТОТ 0,02-178,6 ГГц: Методика поверки и калибровки), для которого калибровочная таблица формируется путем поточечного сопоставления отклонений калибруемого ваттметра от эталонного ваттметра для всех мощностей и частот из рабочего диапазона калибруемого ваттметра с определенным шагом.There is a known calibration method (GOST 8.569-2000 LOW POWER MICROWAVE WATTMETERS IN THE FREQUENCY RANGE 0.02-178.6 GHz: Verification and Calibration Methodology), for which the calibration table is formed by point-by-point comparison of deviations of the calibrated wattmeter from the reference wattmeter for all powers and frequencies from the working range of the calibrated wattmeter with a certain step.
Недостатком известного способа является отсутствие учета влияния изменения температуры на показания ваттметра и большое число точек в калибровочной таблице.The disadvantage of this known method is that it does not take into account the influence of temperature changes on the wattmeter readings and the large number of points in the calibration table.
Также известен способ калибровки, описанный в силовом измерительном приборе с внутренней калибровкой диодных детекторов (патент US9568518 опубл. 14.02.2017). В данном способе в составе ваттметра реализован отдельный калибровочный блок, который производит калибровку диодного преобразователя.A calibration method is also known, described in a power measuring device with internal calibration of diode detectors (patent US9568518 published 02/14/2017). In this method, the wattmeter contains a separate calibration unit, which calibrates the diode converter.
Достоинствами данного способа является учет влияния температуры и филккер-шумов. Недостаток известного способа является то, что он описывает исключительно процесс пользовательской калибровки, не затрагивая первичную калибровку при производстве ваттметра.The advantage of this method is that it takes into account the influence of temperature and filkker noise. The disadvantage of this known method is that it describes exclusively the process of user calibration, without affecting the primary calibration during the production of the wattmeter.
Наиболее близким аналогом является способ калибровки (патент US 7026807 опубл. 11.4.2006), в котором к эталонному и калибруемому ваттметру через усилитель подключается источник СВЧ-сигнала, и значения мощности, измеряемые эталонным ваттметром, сопоставляются с показаниями чувствительного элемента калибруемого ваттметра во всем рабочем диапазоне частот и мощностей калибруемого ваттметра с учетом температуры окружающей среды.The closest analogue is the calibration method (US patent 7026807 publ. April 11, 2006), in which a microwave signal source is connected to the reference and calibrated wattmeter through an amplifier, and the power values measured by the reference wattmeter are compared with the readings of the sensitive element of the calibrated wattmeter throughout the entire working frequency and power range of the calibrated wattmeter, taking into account the ambient temperature.
Недостатком данного способа является отсутствие программных решений для уменьшения влияния ошибки измерения динамической характеристики диодного детектора калибруемого ваттметра минимизации числа точек калибровочной таблицы.The disadvantage of this method is the lack of software solutions to reduce the influence of the measurement error of the dynamic characteristics of the diode detector of the wattmeter being calibrated and to minimize the number of points in the calibration table.
Сущность изобретенияThe essence of the invention
Изобретение направлено на создание способа калибровки ваттметров поглощаемой мощности на основе диодных преобразователей, учитывающего влияние температуры, а также минимизирующего влияние ошибки измерения динамической характеристики калибруемого ваттметра при заданном числе точек калибровочной таблицы.The invention is aimed at creating a method for calibrating absorbed power wattmeters based on diode converters, taking into account the influence of temperature, as well as minimizing the influence of the measurement error of the dynamic characteristics of the calibrated wattmeter for a given number of points in the calibration table.
Основной технической задачей заявляемого изобретения является уменьшение погрешности измерения мощности калибруемых ваттметров поглощаемой мощности.The main technical objective of the claimed invention is to reduce the error in measuring the power of calibrated wattmeters of absorbed power.
Технический результат от использования изобретения заключается уменьшении погрешности измерений и количества точек в калибровочной таблице за счет применения программной температурной коррекции программы для уменьшения влияния ошибки измерения динамической характеристики диодного детектора калибруемого ваттметра, а также программы минимизации числа точек частотной характеристики калибровочной таблицы ваттметра.The technical result from the use of the invention is to reduce the measurement error and the number of points in the calibration table through the use of software temperature correction of the program to reduce the influence of the measurement error of the dynamic characteristics of the diode detector of the wattmeter being calibrated, as well as a program for minimizing the number of points of the frequency response of the wattmeter calibration table.
Для решения этой задачи и достижения указанного технического результата в настоящем изобретении предложен способ калибровки ваттметра поглощаемой мощности на основе диодных преобразователей, заключающийся в формировании калибровочных таблиц путем сопоставления показаний эталонного ваттметра и диодного детектора калибруемого ваттметра. Калибровку осуществляют в два этапа, подключая эталонный и калибруемый ваттметры к генератору сигналов СВЧ с диапазоном перестройки по частоте и мощности большим или равным частотному и динамическому диапазону калибруемого ваттметра через делитель мощности, предварительно записывая во внутреннюю память калибруемого ваттметра измеренную и аппроксимированную зависимость детектируемого напряжения диодных детекторов от температуры для температурной коррекции, измеренную датчиком температуры. На первом этапе осуществляют калибровку во всем динамическом диапазоне измеряемых калибруемым ваттметром мощностей в следующей последовательности:To solve this problem and achieve the specified technical result, the present invention proposes a method for calibrating an absorbed power wattmeter based on diode converters, which consists in generating calibration tables by comparing the readings of a reference wattmeter and a diode detector of the calibrated wattmeter. Calibration is carried out in two stages, connecting the reference and calibrated wattmeters to a microwave signal generator with a frequency and power tuning range greater than or equal to the frequency and dynamic range of the calibrated wattmeter through a power divider, having previously written into the internal memory of the calibrated wattmeter the measured and approximated dependence of the detected voltage of the diode detectors from temperature for temperature correction, measured by the temperature sensor. At the first stage, calibration is carried out over the entire dynamic range of the powers measured by the wattmeter being calibrated in the following sequence:
- измеряют зависимость напряжения с выхода диодного детектора калибруемого ваттметра от показаний эталонного ваттметра при перестройке генератора СВЧ во всем динамическом диапазоне калибруемого ваттметра на одной частоте, на которой влияние погрешности рассогласования наименьшее,- measure the dependence of the voltage from the output of the diode detector of the calibrated wattmeter on the readings of the reference wattmeter when adjusting the microwave generator over the entire dynamic range of the calibrated wattmeter at one frequency, at which the influence of the mismatch error is the smallest,
- обрабатывают значения измеренной динамической характеристики программой для уменьшения влияния ошибки измерения динамической характеристики диодного детектора калибруемого ваттметра путем усреднения заданного числа зависимостей и аппроксимации этих зависимостей, формируя на основе полученных данных калибровочные таблицы,- process the values of the measured dynamic characteristics with a program to reduce the influence of the measurement error of the dynamic characteristics of the diode detector of the wattmeter being calibrated by averaging a given number of dependencies and approximating these dependencies, forming calibration tables based on the obtained data,
- записывают калибровочные таблицы во внутреннюю память калибруемого ваттметра и проверяют отклонение калибруемого ваттметра от показаний эталонного ваттметра при перестройке генератора СВЧ в динамическом диапазоне калибруемого ваттметра.- write calibration tables into the internal memory of the calibrated wattmeter and check the deviation of the calibrated wattmeter from the readings of the reference wattmeter when adjusting the microwave generator in the dynamic range of the calibrated wattmeter.
На втором этапе осуществляют калибровку во всем частотном диапазоне калибруемого ваттметра в следующей последовательности: At the second stage, calibration is carried out over the entire frequency range of the wattmeter being calibrated in the following sequence:
- измеряют зависимость напряжения с выхода диодного детектора калибруемого ваттметра от показаний эталонного ваттметра при синхронной перестройке частоты эталонного ваттметра вместе с генератором СВЧ при одной установленной мощности генератора,- measure the dependence of the voltage from the output of the diode detector of the calibrated wattmeter on the readings of the reference wattmeter when synchronously adjusting the frequency of the reference wattmeter together with the microwave generator at one set generator power,
- рассчитывают отклонение показаний калибруемого ваттметра от эталонного ваттметра обрабатывают результаты измерений программой для минимизации числа точек измеренной частотной характеристики калибруемого ваттметра,- calculate the deviation of the readings of the calibrated wattmeter from the reference wattmeter, process the measurement results with a program to minimize the number of points in the measured frequency response of the calibrated wattmeter,
- записывают калибровочные таблицы во внутреннюю память калибруемого ваттметра и проверяют отклонение калибруемого ваттметра от показаний эталонного ваттметра при перестройке генератора СВЧ во всем частотном диапазоне калибруемого ваттметра, повторяют проверку для заданного числа уровней мощности СВЧ генератора.- write calibration tables into the internal memory of the calibrated wattmeter and check the deviation of the calibrated wattmeter from the readings of the reference wattmeter when adjusting the microwave generator in the entire frequency range of the calibrated wattmeter, repeat the check for a given number of power levels of the microwave generator.
И далее на основании калибровочных таблиц и напряжения на выходе диодного преобразователя рассчитывается измеряемая калибруемым ваттметром мощность в заданном диапазоне мощностей и частот.And then, based on the calibration tables and the voltage at the output of the diode converter, the power measured by a calibrated wattmeter in a given range of powers and frequencies is calculated.
В рамках возможной реализации заявляемого способа на первом и втором этапах осуществляют зануление путем разрядки конденсаторов диодного детектора и измеряют собственные шумы детектора и компонентов калибруемого ваттметра для их учета при обработке измеренных данных.As part of the possible implementation of the proposed method, at the first and second stages, zeroing is carried out by discharging the capacitors of the diode detector and the intrinsic noise of the detector and the components of the calibrated wattmeter is measured to take them into account when processing the measured data.
В ходе реализации заявляемого способа при измерении зависимости напряжения с выхода диодного детектора калибруемого ваттметра от показаний эталонного ваттметра проводят коммутацию сигнала на выходе диодного детектора калибруемого ваттметра.During the implementation of the proposed method, when measuring the dependence of the voltage from the output of the diode detector of the calibrated wattmeter on the readings of the reference wattmeter, the signal is switched at the output of the diode detector of the calibrated wattmeter.
Также при возможной реализации заявляемого способа на первом и втором этапах для расширения динамического диапазона перестройки генератора СВЧ между генератором СВЧ и делителем мощности может быть подключен внешний управляемый аттенюатор и/или усилитель мощности.Also, with the possible implementation of the proposed method, at the first and second stages, to expand the dynamic range of tuning of the microwave generator, an external controlled attenuator and/or power amplifier can be connected between the microwave generator and the power divider.
В ходе реализации заявляемого способа в качестве эталонного ваттметра может быть использован эталонный ваттметр проходящего типа.During the implementation of the proposed method, a reference wattmeter of the transmitted type can be used as a reference wattmeter.
Заявляемый способ могут реализовывать путем подключения калибруемого и эталонного ваттметров через развязывающий аттенюатор или ферритовый вентиль.The inventive method can be implemented by connecting the calibrated and reference wattmeters through an isolating attenuator or ferrite valve.
Краткое описание чертежейBrief description of drawings
Заявленное изобретение поясняется рисунками, где представлены:The claimed invention is illustrated by drawings, which show:
на фиг. 1 - последовательность действий (этапов) калибровки ваттметра поглощаемой мощности,in fig. 1 - sequence of actions (stages) for calibrating the absorbed power wattmeter,
на фиг. 2 - функциональная схема установки для калибровки ваттметра при использовании эталонного ваттметра поглощаемой мощности,in fig. 2 - functional diagram of the installation for calibrating a wattmeter when using a reference wattmeter of absorbed power,
на фиг. 3 - функциональная схема установки для калибровки ваттметра при использовании эталонного ваттметра проходящей мощности,in fig. 3 - functional diagram of the installation for calibrating a wattmeter when using a reference wattmeter of transmitted power,
на фиг. 4 - блок схема калибруемого ваттметра поглощаемой мощности,in fig. 4 - block diagram of a calibrated wattmeter of absorbed power,
на фиг.5 - графические зависимости экспериментально измеренных данных напряжения на выходе диодного детектора от температуры,Fig. 5 shows graphical dependences of the experimentally measured voltage data at the output of the diode detector on temperature,
на фиг.6 - графические зависимости нормированных данных зависимости детектируемого напряжения диодного детектора от температуры нормированные относительно напряжения диодного детектора при нормальной рабочей температуре ваттметра.,Fig. 6 - graphical dependences of the normalized data of the dependence of the detected voltage of the diode detector on temperature, normalized relative to the voltage of the diode detector at the normal operating temperature of the wattmeter.
на фиг.7 - графические зависимости, описывающие отклонение детектируемого напряжения диодного детектора при изменении температуры, аппроксимированные полиномом второй степени для записи в память ваттметра,Fig. 7 - graphical dependences describing the deviation of the detected voltage of the diode detector with a change in temperature, approximated by a second-degree polynomial for recording in the wattmeter memory,
на фиг. 8-9 - графики измеренной динамической характеристики до и после произведения усреднения, соответственно,in fig. 8-9 - graphs of the measured dynamic characteristics before and after averaging, respectively,
на фиг. 10 - график измеренной динамической характеристики после произведения усреднения и аппроксимации,in fig. 10 - graph of the measured dynamic characteristic after averaging and approximation,
на фиг. 11 представлен процесс минимизации числа точек частотной характеристики на этапе 2.in fig. Figure 11 shows the process of minimizing the number of frequency response points in step 2.
На рисунках обозначено:The pictures indicate:
1 - калибруемый ваттметр;1 - calibrated wattmeter;
2 - эталонный ваттметр поглощаемой мощности;2 - reference wattmeter of absorbed power;
3 - вентиль либо развязывающий аттенюатор;3 - valve or decoupling attenuator;
4 - делитель мощности;4 - power divider;
5 - усилитель мощности и / или аттенюатор переключаемый;5 - power amplifier and/or attenuator switchable;
6 - генератор СВЧ;6 - microwave generator;
7 - эталонный ваттметр проходящей мощности;7 - reference wattmeter of transmitted power;
8 - диодный детектор;8 - diode detector;
9 - блок коммутаторов;9 - switch block;
10 - блок зануления;10 - zeroing block;
11 - усилитель;11 - amplifier;
12 - аналогово- цифровой преобразователь;12 - analog-to-digital converter;
13 - блок цифровой обработки сигналов;13 - digital signal processing unit;
14 - датчик температуры.14 - temperature sensor.
Осуществление изобретенияCarrying out the invention
Изобретение представляет собой способ калибровки для ваттметров поглощаемой мощности на основе диодных преобразователей. Результатом применения способа является получение калибровочных таблиц, с помощью которых можно однозначно преобразовать напряжение диодного преобразователя в измеряемую мощность в требуемом диапазоне мощностей и частот.The invention is a calibration method for absorbed power wattmeters based on diode converters. The result of applying the method is to obtain calibration tables, with the help of which you can unambiguously convert the voltage of the diode converter into measured power in the required range of powers and frequencies.
В основе разделения калибровки ваттметра на два этапа лежит допущение о том, что динамическая характеристика диодного преобразователя пропорционально изменяется в зависимости от частоты, при этом, не меняя своей формы, что позволяет измерять показания ваттметра в каждой точке из рабочего диапазона, то есть достаточно измерить динамическую характеристику на одной частоте и частотный коэффициент, который будет корректировать значения динамической характеристики во всем рабочем диапазоне частот.The division of wattmeter calibration into two stages is based on the assumption that the dynamic characteristic of the diode converter changes proportionally depending on the frequency, without changing its shape, which allows you to measure the wattmeter readings at each point from the operating range, that is, it is enough to measure the dynamic characteristic at one frequency and a frequency coefficient that will correct the values of the dynamic characteristic over the entire operating frequency range.
После детектирования высокочастотного сигнала диодным детектором 8, постоянное напряжения с детекторов поступает на блок коммутаторов 9, в котором коммутируется с определенной частотой для уменьшения влияния фликкер-шумов, далее в блоке зануления 10 производят зануление, путем разрядки конденсаторов диодного детектора и измерение уровня собственных шумов прибора для их учета при измерении мощности, затем полученное напряжение усиливается в блоке усилителя 11 и преобразуется в цифровую форму аналогово-цифровым преобразователем 12 для последующей обработки в блоке цифровой обработки сигналов 13. Помимо этого, в непосредственной близости диодного детектора 8 калибруемого ваттметра размещен датчик температуры 14, показания которого можно однозначно преобразовать в текущую температуру и использовать для компенсации ошибки, вызванной изменением температуры.After detecting a high-frequency signal by the diode detector 8, the constant voltage from the detectors is supplied to the switching unit 9, in which it is switched at a certain frequency to reduce the influence of flicker noise, then in the zeroing unit 10, zeroing is carried out by discharging the capacitors of the diode detector and measuring the intrinsic noise level of the device to take them into account when measuring power, then the resulting voltage is amplified in the amplifier block 11 and converted into digital form by an analog-to-digital converter 12 for subsequent processing in the digital signal processing block 13. In addition, a temperature sensor 14 is placed in the immediate vicinity of the diode detector 8 of the calibrated wattmeter , the readings of which can be unambiguously converted into the current temperature and used to compensate for the error caused by temperature changes.
Для температурной коррекции ваттметра считывают данные об изменении температуры и компенсация температурных уходов. Данные об изменении температуры рассчитываются на основе изменения показаний датчика температуры 14, установленного непосредственно вблизи диодного детектора 8. Компенсация температурных уходов производится за счет деления измеренного значения напряжения на корректирующий коэффициент, который является значением функции термокоррекции К кор (T) при учете температуры датчика температуры, и происходит исходя из записанных в ваттметр зависимостей напряжения диодного детектора от температуры.For temperature correction of the wattmeter, data on temperature changes and compensation for temperature deviations are read. Data on temperature changes are calculated based on changes in the readings of temperature sensor 14, installed directly near the diode detector 8. Compensation for temperature deviations is made by dividing the measured voltage value by a correction factor, which is the value of the thermal correction function Kcor ( T ) taking into account the temperature of the temperature sensor, and occurs based on the temperature dependences of the diode detector voltage recorded in the wattmeter.
, ,
где:Where:
U 0 - показание прибора, U 0 - instrument reading,
К кор (T) - функция термокоррекции, Kcor ( T) - thermal correction function,
T - температура датчика температуры. T is the temperature of the temperature sensor.
Функция термокоррекции рассчитывается при помощи аппроксимации полиномом второй степени полученных экспериментально данных о зависимости изменения детектируемого напряжения от температуры при фиксированных мощностях.The thermal correction function is calculated using a second degree polynomial approximation of the experimentally obtained data on the dependence of the change in the detected voltage on temperature at fixed powers.
, ,
гдеWhere
a, b, c - коэффициенты аппроксимирующей функции. a, b, c - coefficients of the approximating function.
Процесс получения функции температурной коррекции представлен на фиг. 5-7.The process of obtaining the temperature correction function is shown in Fig. 5-7.
При калибровке ваттметра используют эталонный ваттметр поглощаемой мощности 2 (фиг. 2) или эталонный ваттметр проходящей мощности 7 (фиг. 3).When calibrating the wattmeter, a reference wattmeter of absorbed power 2 (Fig. 2) or a reference wattmeter of transmitted power 7 (Fig. 3) is used.
Калибровка ваттметра 1 на первом этапе калибровки проходит для всех мощностей и одной частоты из рабочего диапазона ваттметра, в качестве этой частоты выступает частота, на которой погрешности рассогласования наименьшие. При помощи генератора сигналов СВЧ 6, аттенюатора управляемого и/или усилителя мощности 5 формируется сигнал, который поступает на делитель мощности 4 и, далее через развязывающее устройство 3 на входы эталонного 2 и калибруемого 1 ваттметров (фиг. 2). При обработке результатов измерения, измеренная мощность для эталонного ваттметра и напряжение для диодного детектора корректируется с учетом S-параметров делителя мощности и развязывающих устройств.Calibration of wattmeter 1 at the first stage of calibration takes place for all powers and one frequency from the operating range of the wattmeter; this frequency is the frequency at which the mismatch errors are the smallest. Using a microwave signal generator 6, a controlled attenuator and/or a power amplifier 5, a signal is generated that goes to the power divider 4 and then through the decoupling device 3 to the inputs of the reference 2 and calibrated 1 wattmeters (Fig. 2). When processing the measurement results, the measured power for the reference wattmeter and the voltage for the diode detector are adjusted taking into account the S-parameters of the power divider and decoupling devices.
Полученные численные значения измеренной динамической характеристики обрабатывают программой для уменьшения влияния ошибки измерения динамической характеристики диодного детектора калибруемого ваттметра путем усреднения заданного числа зависимостей и аппроксимации этих зависимостей, формируя на основе полученных данных калибровочные таблицы. Записывают калибровочные таблицы во внутреннюю память калибруемого ваттметра и проверяют отклонение калибруемого ваттметра от показаний эталонного ваттметра при перестройке генератора СВЧ во всем динамическом диапазоне калибруемого ваттметра. Обработка измеренной динамической характеристики на первом этапе поясняется графиками на фиг. 8-10. При этом число точек по мощности при измерении динамической характеристики должно составлять не менее четырех на каждое изменение входной мощности сигнала в 10 раз. По мере уменьшения измеряемой мощности и увеличения влияния шумов на измерение детектируемого напряжения, число точек по мощности может быть увеличено для более точного описания динамической характеристики диодного детектора. При измерении динамической характеристики диодного детектора используется заданное число измерений с последующим усреднением для уменьшения влияния шумов. На фиг. 8 и фиг. 9 представлены графики измеренной динамической характеристики до произведения усреднения и после, соответственно. Далее измеренные данные в пределах нижней границы рабочего диапазона мощностей диодного преобразователя дополнительно аппроксимируются (фиг. 10) для уменьшения влияния шумов.The obtained numerical values of the measured dynamic characteristic are processed by a program to reduce the influence of the measurement error of the dynamic characteristic of the diode detector of the wattmeter being calibrated by averaging a given number of dependencies and approximating these dependencies, forming calibration tables based on the obtained data. The calibration tables are written into the internal memory of the wattmeter being calibrated and the deviation of the wattmeter being calibrated from the readings of the reference wattmeter is checked when adjusting the microwave generator over the entire dynamic range of the wattmeter being calibrated. The processing of the measured dynamic characteristic at the first stage is illustrated by the graphs in Fig. 8-10. In this case, the number of power points when measuring the dynamic characteristics must be at least four for each change in the input signal power by 10 times. As the measured power decreases and the influence of noise on the detected voltage measurement increases, the number of power points can be increased to more accurately describe the dynamic response of the diode detector. When measuring the dynamic response of a diode detector, a specified number of measurements are used, followed by averaging to reduce the influence of noise. In fig. 8 and fig. Figure 9 shows graphs of the measured dynamic characteristics before and after averaging, respectively. Next, the measured data within the lower limit of the operating power range of the diode converter are further approximated (Fig. 10) to reduce the influence of noise.
На втором этапе калибровка ваттметра 1 проходит для одной мощности из квадратичного диапазона либо нескольких мощностей из квадратичного диапазона в случае наличия нескольких каскадов детектирования и всех частот из рабочего диапазона ваттметра.At the second stage, the calibration of wattmeter 1 takes place for one power from the quadratic range or several powers from the quadratic range in the case of several detection stages and all frequencies from the operating range of the wattmeter.
Обработка измеренной частотной характеристики на втором этапе поясняется графиками на фиг. 11. В процессе калибровки рассчитываются отклонение показаний калибруемого ваттметра показаний от эталонного ваттметра. Далее алгоритм минимизации количества точек вычисляет точку, наиболее удаленную от прямой, соединяющей первую и последнюю точку измеренной частотой зависимости, и включает эту точку в итоговую калибровочную таблицу. В следующей итерации алгоритм находит наиболее удаленную точку от кривой, полученной в предыдущей итерации, и также включает эту точку в итоговую калибровочную таблицу, и так далее пока не будет получено требуемое число точек. Таким образом, возможно получить калибровочную таблицу с заданным количеством точек при этом минимизируя отклонение полученной калибровочной таблицы от измеренной частотной характеристики.The processing of the measured frequency response at the second stage is illustrated by the graphs in Fig. 11. During the calibration process, the deviation of the readings of the calibrated wattmeter from the reference wattmeter is calculated. Next, the algorithm for minimizing the number of points calculates the point furthest from the straight line connecting the first and last point with the measured frequency dependence, and includes this point in the final calibration table. In the next iteration, the algorithm finds the most distant point from the curve obtained in the previous iteration, and also includes this point in the final calibration table, and so on until the required number of points is obtained. Thus, it is possible to obtain a calibration table with a given number of points while minimizing the deviation of the resulting calibration table from the measured frequency response.
Результатом применения способа является получение калибровочных таблиц, с помощью которых можно однозначно преобразовать напряжение диодного преобразователя в измеряемую мощность в требуемом диапазоне мощностей и частот.The result of applying the method is to obtain calibration tables, with the help of which you can unambiguously convert the voltage of the diode converter into measured power in the required range of powers and frequencies.
Claims (14)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2807962C1 true RU2807962C1 (en) | 2023-11-21 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU985750A1 (en) * | 1980-10-14 | 1982-12-30 | Предприятие П/Я М-5566 | Absorbing wattmeter calibration method |
| SU1334092A1 (en) * | 1985-10-21 | 1987-08-30 | Предприятие П/Я М-5783 | Method of calibrating the microwave terminoting power meter |
| GB2385673B (en) * | 2002-02-20 | 2005-05-18 | Racal Instruments Ltd | Radio frequency power measurement |
| US7026807B2 (en) * | 2003-01-31 | 2006-04-11 | Agilent Technologies, Inc. | Power measurement system |
| RU74217U1 (en) * | 2008-03-17 | 2008-06-20 | Открытое акционерное общество "Концерн "Гранит-Электрон" | COMPLEX FOR VERIFICATION OF A SHIP RADAR SYSTEM |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU985750A1 (en) * | 1980-10-14 | 1982-12-30 | Предприятие П/Я М-5566 | Absorbing wattmeter calibration method |
| SU1334092A1 (en) * | 1985-10-21 | 1987-08-30 | Предприятие П/Я М-5783 | Method of calibrating the microwave terminoting power meter |
| GB2385673B (en) * | 2002-02-20 | 2005-05-18 | Racal Instruments Ltd | Radio frequency power measurement |
| US7026807B2 (en) * | 2003-01-31 | 2006-04-11 | Agilent Technologies, Inc. | Power measurement system |
| RU74217U1 (en) * | 2008-03-17 | 2008-06-20 | Открытое акционерное общество "Концерн "Гранит-Электрон" | COMPLEX FOR VERIFICATION OF A SHIP RADAR SYSTEM |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Автореферат диссертации: "Калибровка ваттметров поглащаемой мощности в диапазоне частот 0,01-37,5 ГГц", Минск, 2015. * |
| Статья: "Ваттметры серии PLS производства АО "НПФ "Микран", Ж. СВЧ-электроника номер, 2021 г. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4300253B2 (en) | Vector network analyzer calibration method | |
| US10763781B2 (en) | System and method of crystal oscillator temperature compensation for operation in extended temperature range | |
| US20140306719A1 (en) | Calibration of test instrument over extended operating range | |
| JP3980710B2 (en) | Transmission measurement error correction method | |
| KR102365419B1 (en) | Method for calibration of gas sencsor, computer-readable computer program | |
| RU2807962C1 (en) | Calibration method for absorbed power wattmeters based on diode converters | |
| US5831485A (en) | Method and apparatus for producing a temperature stable frequency using two oscillators | |
| KR100189223B1 (en) | Method for measuring pressure using a tuning fork crystal oscillation | |
| KR102013838B1 (en) | apparatus for measuring voltage standing wave ratio and the control method thereby | |
| JP4704384B2 (en) | Spectrum analyzer | |
| KR100746390B1 (en) | Radio frequency power measurement | |
| CN114553330A (en) | Compensation processing method, device, processor and storage medium for improving influence of environmental temperature on radio frequency output aiming at signal source | |
| US11303288B2 (en) | Oscillator self-calibration | |
| US6804807B2 (en) | Method of characterizing an electronic device having unbalanced ground currents | |
| Galliana et al. | Measurement comparison between a commercial high resistance bridge and validated systems at ultra-high resistance values | |
| Wiatr | Characterization of radiometer using eight-term linear model | |
| CN109298235B (en) | Micro-discharge power dynamic tracking method | |
| CN116147807B (en) | Resonant pressure sensor modal compensation method, system, terminal and medium | |
| RU2039363C1 (en) | Method of and device for inherent noise measurement | |
| Chernysh | Synthesis of the Calibration Algorithm of the Microwave Signal Power Meter | |
| GB2409049A (en) | Measuring complex reflection coefficient of an RF source | |
| Величко et al. | Calibration features for power meters of high and microwave frequencies | |
| Ferguson et al. | The measurement of capacitance in terms of resistance and frequency | |
| CN111934636B (en) | Attenuator calibration device and method | |
| SU1656477A1 (en) | Method for amplitude modulation meter calibration |