Частотомеры СВЧ компании PhaseMatrix

Частотомеры СВЧ компании PhaseMatrix

к.т.н. Пивак А.В. АО «ПриСТ» В статье рассмотрены основные особенности, технические характеристики и возможности новых серий частотомеров СВЧ-диапазона компании PhaseMatrix (США) для решения задач амплитудно-частотных измерений сигналов до 170 ГГц /produces/pdf/st124,185sma.pdf target=_blank class=l>

Компания PhaseMatrix специализируется на производстве измерительной техники сверхвысокочастотного диапазона. Основными в разработке и производстве для компании являются два направления: частотомеры и модульные измерительные приборы по шине VXI. При этом по изготовлению частотомеров PhaseMatrix является одним из мировых лидеров, а некоторые разработки компании являются поистине уникальными для серийных приборов.

Линейка частотомеров представлена двумя сериями, построенными по общей базовой структурной схеме и отличающимися лишь дополнительными функциями.

Начальная серия представлена моделями 25В и 28В. Приборы являются малогабаритными, изготовлены в защитных корпусах и предназначены, в том числе и для использования в полевых условиях.

Диапазон частот разбит на 3 поддиапазона и составляет от 10 Гц до 20 ГГц/26 ГГц (для моделей 25В и 28В соответственно) с разрешающей способностью 1 Гц. Полезной функцией является одновременное с частотой измерение мощности по третьему каналу в диапазоне частот от 1 ГГц до 20/26 ГГц с разрешающей способностью 0,1 дБ. Погрешность измерения мощности составляет от ±0,5 дБ в диапазоне уровней от -20 дБмВт…+20 дБмВт. Технические  характеристики серии приведены в таблице №1.

Главной особенностью является использование технологии преселекции входного сигнала с помощью ЖИГ-фильтра в диапазоне 1…26 ГГц, которая позволила реализовать в частотомере важные функциональные особенности. Во-первых, ЖИГ-фильтр обеспечивает защиту измерительного канала от перегорания при поступлении на вход до 200 Вт пиковой мощности. Следует подчеркнуть, что в отличие от использования дополнительных аттенюаторов во входном тракте данное решение не ограничивает чувствительность прибора. Во-вторых, ЖИГ-фильтр с полосой пропускания 25 МГц позволяет измерять частоту и мощность только выбранного сигнала и избежать ложных измерений, связанных с захватом гармоник основного сигнала или паразитных сигналов.  Такая селективность частотомера дает ему возможность работать в условиях многотоновых сложных сигналов, например для систем передачи данных с несколькими частотно-разделенными каналами. Частота настройки фильтра может изменяться как в автоматическом режиме под управлением микропроцессора прибора, автоматически сканирующего диапазон и определяющего максимальный сигнал, так и в ручном режиме пользователем для измерений на требуемой частоте, даже если на входе прибора присутствует другой сигнал высокого уровня. Данные возможности позволяют использовать частотомеры в качестве комплексных приборов, заменяющих и измерители мощности, и анализаторы спектра при экспресс-измерениях параметров различного СВЧ-оборудования. Частотомеры полностью управляются по интерфейсу КОП/GPIB и могут использоваться в составе измерительных систем.

Следующая серия представлена лабораторными частотомерами 545В/548В.

Технические спецификации и характеристики идентичны моделям младшей серии, кроме возможности установки опции расширения частотного диапазона. Эта опция может устанавливаться на частотомер 548В и позволяет подключать к ней выносные измерительные преобразователи в диапазоне частот от 26 ГГц до 110 ГГц, что значительно превосходит частотный диапазон приборов других изготовителей (обычно не более 60 ГГц). Кроме того, обеспечивается дополнительная гибкость в выборе частотного диапазона, поскольку аппаратная опция расширения диапазона поддерживает любой из преобразователей.

Развитием серии являются специализированные частотомеры 575В/578В, предназначенные для работы в системах автоматической фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) совместно с источником СВЧ сигнала. При отклонении частоты источника от установленного значения частотомер вырабатывает управляющее напряжение. Такое решение требуется для стабилизации частоты несинтезированных мощных источников сигнала в диапазоне частот свыше 70 ГГц. Например, приборы этой серии используются во многих национальных эталонах постоянного напряжения на эффекте Джозефсона для стабилизации частоты генераторов СВЧ, облучающих джозефсоновские ячейки.

Флагманом серии являются модели 585С/588С. Кроме измерения частоты непрерывных колебаний, данные частотомеры измеряют также несущую частоту (частоту заполнения) импульсно-модулированных колебаний с минимальной длительностью повторяющихся импульсов от 50 нс, а частотный диапазон расширен до 170 ГГц.

Частотомеры PhaseMatrix планируются к внесению в Государственный реестр средств измерений Российской Федерации и являются новыми более функциональными заменами частотомеров СВЧ типа Ч3-66, которые в настоящее время не выпускаются.

Автор:  Пивак А.В. к.т.н.
Дата публикации:  07.02.2007