Резюме
Потери при вставке полосы пропускания являются важными индикаторами пассивных радиочастотных устройств (например, фильтров, цепей передачи, кабелей). В то время как обычный метод тестирования ввода - вывода с помощью одного энергометра не дает точных результатов. В этой статье объясняются причины ошибок и описывается чрезвычайно практичный в технике метод испытаний с двойным динамометром, который позволяет получить результаты, которые почти совпадают с результатами, полученными с помощью сетевого анализатора в лаборатории.
Кроме того, в этой статье подчеркивается важная роль тестовых кабелей и соединений для точности тестирования, и эти проблемы часто упускаются из виду в технике.
2 Введение
Потери полосы пропускания являются основным показателем пассивных радиочастотных устройств. Типичные значения потерь при вставке относительно невелики, поэтому трудно достичь точности лабораторных испытаний с помощью обычных методов измерения. В лабораториях и на заводах обычно используются сетевые анализаторы для измерения потерь при вставке. С помощью обычных радиопередатчиков в качестве источника сигнала и радиочастотных силовых измерителей, таких как BIRD43 или аналогичные приборы, трудно измерить величину потерь при вставке в режиме большой мощности. На самом деле, потери при вставке не могут быть измерены напрямую в режиме большой мощности, и значение потерь при вставке должно быть рассчитано с помощью отношения выходной входной радиочастотной мощности измеренного устройства (далее именуемого DUT) по следующей формуле:
IL(dB) = 10 lg (Po / Pi)
Среди них Pi и Po представляют собой входную и выходную радиочастотную мощность DUT соответственно.
3 Одностоечный метод измерения мощности
Обычно для измерения входной и выходной мощности устройства с помощью энергометра не может быть достаточной точности для проверки заводских показателей вставленных потерь, и есть много причин ошибок.

На рисунке I показан общий метод измерения мощности. Показатель потерь при вставке DUT на рабочей частоте составляет - 1,5 дБ. Мощнометр использует тип BIRD43 с зондом 50 Вт, а передатчик использует мобильный приемопередатчик 30 Вт, который соединяет оборудование с коаксиальным кабелем любой длины.

На рисунке 1А передатчик подключен к DUT с помощью измерителя мощности и испытательного кабеля 1,2. При включении передатчика измеритель мощности указывает положительную мощность 32,3 Вт, регистрируемую как Pi = 32,3 Вт. На рисунке 1B передатчик подключается к DUT по кабелю 1, в то время как выход DUT в это время подключается к нагрузке по кабелю 3, силовым измерителям и кабелю 2. В этот момент измеритель мощности указывает положительную мощность 20 Вт. Записывается как P o = 20.0W.
После вышеуказанных измерений потери при вставке могут быть рассчитаны следующим образом:
IL（dB）=10 lg (20/32.3)= - 2.1dB
Очевидно, что этот результат не соответствует заводским показателям, является ли индикатор неправильным? Прежде чем делать какие - либо выводы, давайте рассмотрим возможные причины ошибок, присущие односиловым измерениям.

3.1 Причины ошибок измерений
3.1.1 Изменение сопротивления нагрузки передатчика
На рисунках 1A и 1B кабели различной длины используются для подключения DUT и передатчика. Если входное сопротивление DUT не является чистым сопротивлением и не равно 50 евро, изменение длины кабеля между DUT и передатчиком также может вызвать изменение амплитуды и фазы сопротивления нагрузки, представленного в передатчике. Таким образом, когда сдвиг силовых измерителей и кабелей с входного и выходного концов DUT вызывает изменение сопротивления, выходная мощность передатчика также изменяется.
3.1.2 Позиция энергометра
Стоящая волна существует на линиях передачи, которые соединяются с дисбалансом или реактивными нагрузками. Из - за присутствия стоячей волны нагрузки в разных точках измерения мощности с помощью силовых измерителей также дают разные результаты.
3.1.3 Кабели и внутренние потери при вставке
При расчете потерь при вставке необходимо учитывать потери внутренних соединительных кабелей, которые влияют на измерение мощности. В этих измерениях погрешность заводских индикаторов и полевых испытаний составляет 0,6 дБ. Если испытательный передатчик нестабилен, погрешность будет еще больше.
3.1.4 Нестабильность передатчика
Если сопротивление нагрузки не является чистым сопротивлением 50 евро, это может вызвать нестабильность усилителя мощности некоторых передатчиков. В частности, резонансные устройства (например, полостные фильтры) генерируют большое сопротивление на частоте отклика. Это может вызвать параметрические колебания, которые генерируют большую выходную мощность за пределами полосы пропускания DUT. Если передатчик генерирует колебания, выходная мощность передатчика, измеренная динамометром, будет включать в себя рассеянную мощность. Если большая часть рассеянной мощности распадается DUT, результат будет иметь « ложные потери вставки». В зависимости от соотношения мощности рассеянной несущей и реакции DUT может возникнуть даже большая ошибка измерения потерь при вставке.
На рисунке 1C передатчик соединяется с DUT (фильтром) через кабель более короткой и нерегулярной длины, что приводит к колебаниям, при этом индикатор мощности на выходе DUT (фильтр) и показания положительной мощности составляют всего 15,5 Вт, поскольку около 4,5 Вт энергии рассеяния не проходят через DUT (фильтр). На этом этапе можно получить вставленные потери:
IL =10Lg（15.5/32.5）=－3.2dB
Этот результат, конечно, неправильный.
Измерение выходной мощности (нестабильный передатчик) Рисунок 1 Метод испытания на потерю при вставке одного динамометра (не рекомендуется)

4 Рекомендуемые методы тестирования
Такой подход позволит избежать большинства из этих проблем. Сначала используйте этапы испытаний на рисунке 2А, чтобы получить показания измерителя мощности, используемые для коррекции потерь вставки испытательного оборудования и относительной коррекции ошибок измерителя мощности. Шаги на рисунке 2B используются для измерения входной и выходной мощности.
Кабель 1 разрезается на определенную длину, что гарантирует, что общая длина линии передачи между выходом передатчика и выходом измерителя мощности в целое число раз превышает длину полуволны испытательной частоты. Это гарантирует, что сопротивление нагрузки, наблюдаемое передатчиком, равно сопротивлению DUT, подключенному к силовым счетчикам 1. В руководстве по эксплуатации силовых измерителей обычно указывается * длина испытательного кабеля, необходимого для различных частотных диапазонов.
На рисунке 2B силовые измерители 1 и 2 соединяются с входом и выходом DUT очень коротким кабелем или адаптером N (M) - N (M), а также могут быть использованы адаптеры N (M) - N (F) с углом изгиба 90 градусов для облегчения соединения между силовыми измерителями и DUT. На рисунке 2A соединение между силовыми измерителями было таким же, как и на рисунке 2B, за исключением того, что в середине был добавлен переходник N (F) - N (F) вместо DUT.
На рисунках 1 и 2 сопротивление нагрузки 50 Евро должно быть соединено с выходом силовых измерителей 2 с помощью короткого коаксиального кабеля или адаптера N (M) - N (M). Если потеря эхо - сигнала от нагрузки составляет - 30дБ (отношение стоячей волны менее 1,06) или лучше, длина линии передачи между динамометром и сопротивлением нагрузки не требует особых требований.

Этапы тестирования следующие:
1. Как показано на рисунке 2А, энергометр 1 и энергометр 2 соединяются непосредственно, включаются передатчики и записываются показания положительной мощности P1 и P2.
Отключите передатчик и включите DUT между силовыми счетчиками 1 и 2, как показано на рисунке 2B.
Включите передатчик и запишите показания положительной мощности P3 и P4.
4. Вставить расчет потерь следующим образом:
ИЛ (дБ) = 10lg (P1 × P4 / P2 × P3)
В приведенном выше примере были получены следующие измерения полостного фильтра:
P1=28.7W P3=28.0W
P2=24.0W P4=16.8W
Полученные потери при вставке:
По / Пи = (28,7 х 16,8 / 24,0 х 28,0) = 0,7175
IL = 10lg（0.7517）= -1.44dB
Этот результат отличается от заводского показателя измеренного фильтра менее чем на 0,1 дБ.
Другие меры предосторожности:
1. Кабели и соединения, которые следует использовать. По возможности соединения должны быть прижаты и сварены. Некачественные соединения могут повлиять на результаты измерений.
Не используйте UHF (SL16) разъемы или адаптеры.
За исключением диапазона VHF, импедансные свойства UHF - соединений очень плохи, поэтому для силовых измерителей должны использоваться N - образные соединения.
Для проверки спектральной чистоты передатчика гармоничные волны рассеянного излучения относительно несущей частоты должны быть меньше 60 - 70DB.