Уважаемые форумчане, подскажите пожалуйста неопытному инженеру.

Насколько актуально измерять КСВ передаюшего тракта в режиме онлайн посредством передатчика и направленных ответвителей?

А теперь немного подробнее о задаче. Передающий тракт представляет из себя: прд - пиндиодный переключатель - циркулятор - вращпереход - ФАР.
- Все части соединены джамперами и фидерами (используем Andrew и Huber+Suhner).
- Циркулятор изолированным портом подключен к объёмному фильтру, обладающему практически полным отражением на частоте ПРД.
- КСВ вращперехода 1,5 (измерено на анализаторе цепей).
- КСВ переключателя 1,3-1,5 (измерено на анализаторе цепей).
- Передатчик гигагерцовый на 2КВт импульсной мощности (скважность 50). Направленный ответвитель на данный момент интегрирован в передатчик на выход. Связь -23дБ, Направленность 20-25дБ (ЗНАЮ ЧТО МАЛО!!!!). Используется в качестве двунаправленного для измерения падающей и отраженной волны.

А теперь о результатах... Измеряемое КСВ 2-3 (измеряет инструмент, интегрированный в наш софт).

Решил поставить эксперимент. Сделал набор рассогласованных нагрузок на среднюю мощность 100Вт. Нагрузки настраивал с помощью скальпеля и анализатора цепей (ниже выложу фотографию). КСВ нагрузок получились 1,2, 1,5, 2, 2,5, 3, 3,9. А вот при подключении к передатчику, например нагрузка с КСВ=2,5 В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ДЛИНЫ КАБЕЛЯ ПРД-НАГРУЗКА значения измеренного КСВ варьировались от 1,7 до 5. Полез читать - уткнулся в пучности и разряжённости стоячей волны.... и впал в кому. Разъясните пожалуйста.

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

1) Насколько актуально сие мероприятие?
2) Что потенциально можно измерить при таком тракте?
3) Для измерения пад/отр волны рекомендуется использовать 2 НО с направленностью мин. 30дБ?
4) Имеют ли право на жизнь такие рассогласованные нагрузки?
5) Откуда зависимость КСВ от длины кабеля (т.е. интуитивно понимаю что это нормально, только что с этим делать?)?

КСВ не зависит от длины кабеля, вернее оно только может улучшаться за счет потерь в кабеле, в идеальном - КСВ не зависит...

Прям скажем ждал несколько более развернутого ответа.....

Какой вопрос - такой и ответ.
Какая частота - непонятно, подключаете непонятно какой марки и длины кабель с неизвестной величиной потерь.
И при этом ждете подробного ответа.

Прочитайте внимательно .
особенно про зависимость ошибки измерения RL от тэта.

При условии, что кабель согласован. В данном же случае речь идет о рассогласованных нагрузках, соответственно, кабель, длина которого не кратна полулямбде, будет трансформировать сопротивление со всеми вытекающими...


Имеют. При условии либо отсутствия кабеля при измерении либо если оный кабель имеет длину ("электрическую" !) кратную полулямбде. При этом, если потери в кабеле достаточно велики, измеренный SWR будет занижен. Можно взять, например, бухту кабеля и на высоких частотах она сама превратится в прекрасный эквивалент, даже без нагрузок вообще...

При 50-омных и выходе и кабеле длина кабеля не имеет большого значения для измерения КСВ по выходу генератора. Независимо от согласованности/несогласованности нагрузки на конце. При изменении длины будет меняться только фаза коэф.отражения, модуль же (а значит, и КСВ) останется постоянным. Естественно, при разумных потерях в самом кабеле. Для проверки достаточно измерить эти самые нагрузки с разными кабелями по VNA по входу кабеля. Разница будет только за счет изменения потерь в самих кабелях.
В данном случае ошибка измерения вызвана скорее всего неидеальностью именно ответвителя, применяемого для измерения. Вот для него фаза Г имеет значение. И чем ниже направленность, тем эта ошибка больше. При низкой направленности (20дБ - это действительно, маловато) именно разность фаз прямого и отраженного сигналов вызывает колебания измеренного КСВ с периодом, кратным полволны в кабеле.

А что такое "разумные потери"?
У некоторых наших антенн, например, потери в кабеле 5-7 дБ - очень хорошее значение.
При этом у антенны КСВ 5, на входе кабеля КСВ 2.

Я написал кажется, что передатчик гигагерцовый.....1ГИГ... Фидер Andrew 20-30м имеет потери децибела 1,5 - 2. Потери тракта от прд до вх. вращперехода -3дБ (промерялось с пом. прд+датчик мощность R&S)

Нагрузки я обмерил ещё раз на VNA, использовал Habiacable Flexiform 405 NMFJ с radiall'овскими сма разъёмами (хай флексибал 0,7дБ/м). Длины кабелей делал до 1 м. Откалибровался на набеле 32см - результать совпадают с маркировкой нагрузок, на кабеле 16см КСВ на 0,1 лучше везде, на 47 см на нагрузке 1,2 измерено 1,1, на нагрузке 3,9 измерено 3,4. Получается с анализатором результат ожидаемый, а вот с передатчиком не очень....


Вопрос в том, чтобы измерять КСВ и по нему оценивать о состоянии тракта с учётом заведомо известных потерь до антенны (всё ли прикручено нозмально, не окислились ли разъёмы и какая мощность доходит до антенны)

Это довольно типичная ситуация для случая плохой разделки кабеля (или некачественного, напр. "Made in China", разъема) со стороны прибора. В этом случае, при разных длинах кабеля меняется соотношение фаз отраженных от начала и конца кабеля волн.

Спасибо, приятная статья. Как я и думал направленность в 30 дБ и выше спасёт мир...
На прошлой неделе сделал вот такую штуку (направленник). Есть надежда что он решит проблемы?
Нажмите для просмотра прикрепленного файла Нажмите для просмотра прикрепленного файла Нажмите для просмотра прикрепленного файлаНажмите для просмотра прикрепленного файла Нажмите для просмотра прикрепленного файла Нажмите для просмотра прикрепленного файла





За разделку кабеля ручаюсь, а разъёмы китайские не используем, только Radiall.

Причин, по которым КСВ зависит от длины кабеля, не так много. Это плохая разделка входного разъема (со стороны прибора), некачественный кабель (с точки зрения волнового сопротивления), слишком тонкий кабель (большое затухание).
Если вас эта проблема напрягает, то ищите где-то здесь.

Зависит от того, с какой точностью вы собираетесь измерять это самый КСВ. 30дБ направленности для одночастотного ответвителя - ну... средненько, ближе к плохо. Опять же, если вам достаточно погрешности, достигаемой при таком значении, то почему нет ?
Ваша задача - обыденная и повседневная метрологическая задача оценки погрешности измерения.
По ссылке приведена более чем простая и достаточно корректная методика ее расчета. Все, что вам нужно, это рассчитать вилку погрешности для конкретно ваших значений. В принципе, можно учесть и длину кабеля, если и по конструкции и по прокладке его можно считать фазостабильным.
Потери в линии между ответвителем и антенной приводят к систематической ошибке измерений и при их известной величине (даже не очень разумной) легко м.б. учетены в самом измерителе.

Для того чтобы КСВ не зависело от длинны кабеля выходное волновое сопротивление направленного ответвителя и кабеля должны быть одинаковы. Есть сомнения, что у вашего направленного ответвителя волновое сопротивление строго 50 Ом.

Сейчас обмерить волновое сопротивление направленника в передатчике нет возможности, а вот у направленника, который выложил выше, сопротивление на измерительных портах (3 и 4) 48,5 Ом, а на вх и вых (1 и 2) - 51 Ом.

Откуда этот массовый средний род слова "коэффициент" ?

Да как-то оно так ближе сердцу.....

Значение...

У меня другой вопрос: что за "горячий" КСВ (Hot SWR)? Есть "горячий" S22 да и тот для нелинейщины.

Возможно неправильно использую терминологию))) Hot S22 у 2 КВт прд мы пытались мерить R&S ZVA, только пока ничего не получилось))) простите за офтоп...

Я имел ввиду что КСВ должно измеряться постоянно во время работы прд без использования доп измерительных средств...

Как он измеряет? Проверьте математику. Хорошо ли согласованы при этом измерительные преобразователи и что за преобразователи? Детекторы? Если при этом у Вас еще и общий направленный ответвитель (НО) на падающую и отраженную волны, то к согласованию измерительных преобразователей предъявляются очень жесткие требования, т. к. при этом каждый из них по отношению к другому является согласованной нагрузкой "виртуального" НО на волну соответствующего направления и при рассогласовании они сводят на нет всю направленность НО.

Меня цифры на графиках смущают очень сильно. Они нереально хорошие, при таких коаксиально-микрополосковых переходах на 1ГГц цифры нереальные.
1. Приведите пожалуйста типы применяемых разьемов на плате?
2. Приведите пожалуйста алгоритм калибровки?
3. У вас кабели покупные или сами паяли? Какие?
4. Сфоткайте калибровочный набор. и почему Вы ему довеяете?
5. Судя по фотке по распайке разьема 4. Он у Вас неправильно распаян, под местом пайки должно быть утоньшение МПЛ.

мы в своих макетах такие краевые соединители сильно дорабатывали. Отрезали по максимуму центральный контакт. Много лепили согласующих чипов. А у Вас ничего!? и цифры идеальные. Очень подозрительно.

ВОТ! Опередили вы меня. Начал копать в эту сторону.
Подключил к выходам НО 2 датчика мощности и начал измерять КСВ при разных длинах кабелей на разных рассогласованных нагрузках и о чудо - НО с направленностью 20dB достаточно точно измеряет ксв вплоть до 1,2. При нагрузке с КСВ 3,9 разброс КСВ на длины кабелей не превышает 0,3. Дальше выяснилось что детектор огибающей был сделан на 75 Ом

В таком раскладе ни о каком двунаправленном ответвителе и говорить нельзя, но на измерительных выходах направленника смд аттенюаторы 10дБ, которые впринципе дают согласование -20dB RL (если я правильно понимаю, поправьте если нет). Детектор поправить однозначно надо, и софт посмотреть (хотя на предыдущей ревизии ПРД такой софт вроде работал) только это надо разных людей тормошить)))

А график КСВ рассогласованных нагрузок можно посмотреть?

Ну, вообще направленность свыше 20 дБ достаточно сложно получить на связанных линиях. Большие значения направленности (~40 дБ) достаточно просто получить в волноводных конструкциях.


Видимо Вы имеете в виду развязку основного канала от нагрузки измерительного канала!?


Я так полагаю они крайне узкополосны (если, как указывалось, передатчик на 1 частоту рассчитан). Иначе не было бы такого странного способа получения заданного уровня КСВН, как внесение значительной емкостной неоднороности в полосковую линию перед согласованными нагрузками.

1. Разъёмы китайской фирмы TempleStar. В изделиях используем только radiall и huber+suhner, а вот для макетов была куплен гора дешевых китайских (вроде китайских). Их не жалко пилить, ломать, точить.
2. Беру 2 кабеля, 2 перехода NM-SF. Устанавливаю центральную частоту, полоса VNA 30Mhz, 501 точка свипирования, усреднение (не сглаживание). Далее полная двухпортовая калибровка (TOSM) с использованием R&S Calibration Kit (номер не помню). Готово. Пустые порты направленника тарминирую прецезионными нагрузками http://217.34.103.131/pdfs/ANNE-50+.pdf . Как-то так.
3. Кабели паяем сами. Для лабораторных нужд используем Habiacable Flexiform 405 NMFJ. Он фазостабильный, с фторопластовой изоляцией (паять без проблем), high flexible, но потери 70дБ/100м. Кабельные разъёмы только Radiall или Huber+Suhner. Припой безкислотный, безканифольный, несмываемый.
4. http://productfinder.spinner-group.com/web...S/533879-DS.pdf У нас такой же, только фирмы R&S. Доверяю, потому что он фирменный и ему не больше 2 лет.
http://www.rohde-schwarz.com/en/product/zv...63493-9014.html VNA
5. Честно скажу подпилить центральный контакт поленился/забыл, а вот утоньшение никогда не делали.



На работе буду завтра, измерю и выложу.



Я лично обмерял направленник с направленностью 45дБ....НА МЛП. Не покупной.



Нажмите для просмотра прикрепленного файла



Да, нагрузки действительно узкополосны, ибо частота одна.

Ну, не знаю. Правильно ли Вы измеряли? Давайте определимся, что Вы подразумеваете под направленностью? Не забываете ли вычесть из модуля коэффициента передачи развязанного канала НО переходное ослабление? В таком случае и получится, что, например, при переходном ослаблении 20 дБ направленность будет составлять 45-20=25 дБ.



Ну да, я правильно понял, где установлены аттенюаторы. Для основного канала да, развязка с нагрузкой составляет минимум 20 дБ.

Безусловно я вычитал))))) Coupling -20dB, Isolation -60 -65, Directivity 40 45 dB
Измерял правильно, ибо я и брал его как высоконаправленный, для изучения. Человек, который его считал, измерил такие же параметры на советском оборудовании.

И всё же, насколько фатально в таком варианте логарифмический детектор с входными 75 Ом?

Ну, может я, конечно, отстал от жизни и не знаю нюасов в проектировании высоконаправленных НО на СПЛ. При возможности поинтересуюсь для саморазвития. Но когда приходилось сталкиваться с этим вопросом, почему-то у меня была именно подобная информация. Возможно, связано с высокой стоимостью высоконаправленных НО.


Так Вы же вроде бы сами результат видели. Кстати, хорошо бы узнать что с импедансом этих детекторов при рабочих сигналах творится. Может там еще и не 75 Ом окажется.

Так ничего удивительного в этом нет (для данного случая): скорей всего он рассматривает свой направленный отеветвитель как единый, а на самом деле их там два. Поэтому данную развязку в 40-45 дБ - можно грубо делить на 2. Вот и выходит реальные 20-22.5 дБ. Ну а если 45 одна половника - снимаю перед разработчиком шляпу.

))) А какое значение имеет наличие второго направленника при измерении S31 (см. маркировку на картинке выше). Медь второго НО можно вообще оторвать. Тем более что проходные потери обмерены (0,3дБ).

Ну, это если бы вход второго НО был подключен вместо нагрузки 1-го, наверное (дико!!!), а так ТС прав:

Ну, повод явно недостаточен .
Ответвитель на связанных МПЛ с боковой связью без особых проблем способен обеспечить направленность около 40дБ в полосе 100% - с использованием компенсирующих емкостей для выравнивания чет/нечет мод.
А уж для одночастотного пара емкостей позволяет выдать значения на уровне погрешности калибровки панорамы. Реально достижимо около 55-60дБ в полосе 10%.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Солгласен, что-то я тормознул.


Видно ручки у меня не оттуда, аль опыта малова-то, но максиум, что удавалось с емкостями не более 34 дБ.

Нажмите для просмотра прикрепленного файла Нажмите для просмотра прикрепленного файла Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Нажмите для просмотра прикрепленного файла Нажмите для просмотра прикрепленного файла Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Из этих рисунков ничего удивительного не следует. То, что импеданс емкостный характер имеет видно и по топологии. Я думаю, Вас просили посмотреть КСВН в окрестностях 1 ГГц (скажем +/- 0,1 ГГц, т. к. при таких неоднородностях в более широкой полосе вряд ли зависимость останется наглядной, но надо экспериментировать, тем более неонородности у Вас крайне отличаются одна от другой).

)) ну тогда надо было точнее описывать, что хотели увидеть

Обычно график подразумевает какую-либо зависимость - нет зависимости, нет и графика. В Вашем же случае была известна частота, на которой выполнялось измерение (т. е. никакой зависимости априори) и значения КСВН для различных нагрузок на этой частоте. Т. е. в принципе всё было достаточно однозначно. Единственное, Вы уточнили данные, приведя векторные величины коэффицентов отражения, хотя, как я уже отмечал, качественно было понятно и ранее какой характер они представляют.

ну с Вашими оргументами не поспоришь, признаюсь, ступил))))

Диапазон частот должен быть большим, таким, чтобы диаграмма Смитта описала круг, и в этот диапазон входила ваша частота. В идеале - диапазон частот вашего прибора. Круг д.б. с центром в 1. Допустим, что это примерно так. Кабели разной длины изменяют фазу КО нагрузки в месте подключения к ПРД. Суперпозиция КСВ 2 и 2,5 приведет к тому, что результирующее КСВ будет от 1.25 до 5.

Откуда КСВ 2:1 и 2,5:1? Вы имеете ввиду при измерении тракта, если например у вращперехода КСВ 2:1, а у антенны 2,5:1, то результирующее измеренное КСВ будет болтаться от 1,25 до 5? И как тогда с этим бороться?

Вообще-то я взял ваши цифры:


Результирующее КСВ не то, что "будет болтаться", а, измерив два эти значения, можно с уверенностью сказать, что при соединении этих двух устройств результирующее КСВ может иметь любое, но только одно, значение из диапазона от 1,25 до 5. Это, так сказать, грубая оценка. Конкретное значение будет определяться фазами коэффициентов отражения. Вы, как раз, измерили то, что и должны были измерить, и нашли способ как с этим бороться - использовать кабель определенной длины.
Или уменьшать КСВ ПРД и нагрузки. Если бы они у Вас были бы, например, 1,1 и 1,2, то:

максимальное значение КСВ будет не более 1,32, и Вы можете подключать кабель, не задумываясь о его длине.
Или поставить вентиль...