ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

СОЮЗА ССР

ИЗДЕЛИЯ ЭЛЕКТРОННЫЕ СВЧ

МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ

ГОСТ 20271.1-91

Издание официальное

74 р. 50 к. БЗ 7—91/757



КОМИТЕТ СТАНДАРТИЗАЦИИ И МЕТРОЛОГИИ СССР
Москв

а


УДК 621.385.6.001л:006.354 Группа Э29

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗАССР

ИЗДЕЛИЯ ЭЛЕКТРОННЫЕ СВЧ

М

ГОСТ
20271.1—91

етоды измерения электрических параметров

Microwave electronic devices.

Methods of measuring electrical parameters •ОКП 63 4400; 63 4500; 63 4901

Дата введения 01.07.92

Настоящий стандарт распространяется на электровакуумные приборы СВЧ, модули и блоки СВЧ, защитные устройства СВЧ, криоэлектронные изделия СВЧ и изделия СВЧ с термоэлектрон­ным охлаждением (далее — изделия СВЧ), работающие в диапазо­не частот от 0,03 до 178,6 ГГц, и устанавливает методы измерения электрических параметров, общих для этих изделий.

Термины, применяемые в стандарте, — по ГОСТ 16263, ГОСТ 23769, ГОСТ 23221 и приложению 1 настоящего стандарта.

  1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

    1. Условия и режимы измерений

      1. Измерение электрических параметров изделий СВЧ сле­дует проводить в нормальных климатических условиях по ГОСТ 20.57.406, если иное не установлено в технических условиях (ТУ) на изделия СВЧ конкретных типов.

      2. Режимы проведения измерений должны соответствовать требованиям, установленным в ТУ на изделия СВЧ конкретных ти­пов, в программах испытаний или в технических заданиях на раз­работку изделий.

      3. Измерение параметров изделий СВЧ в нескольких элект­рических режимах рекомендуется проводить последовательно, по

Издание официальное

© Издательство стандартов, 1992

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, ти­ражирован и распространен без разрешения Госстандарта СССР мере ужесточения режима, причем в наиболее жестком режиме из­мерения проводят в последнюю очередь.

Последовательность операций должна быть такой, чтобы была исключена возможность повреждения изделий СВЧ.

  1. Аппаратура

    1. Средства измерений должны соответствовать требованиям ГОСТ 22261.

    2. Измерение электрических параметров изделий СВЧ сле­дует проводить на установках, состоящих из средств измерений, прошедших государственные испытания в соответствии с ГОСТ 8.383, и (или) средств измерений, прошедших приемочные испыта­ния или метрологическую аттестацию в соответствии с норматив­но-технической документацией.

    3. Присоединительные размеры волноводных фланцев, коак­сиальных разъемов, сечения волноводных и коаксиальных каналов должіны соответствовать требованиям ГОСТ 13317.

    4. Нестабильность частоты генераторов СВЧ, используемых при измерениях параметров изделий СВЧ с входной мощностью меньше или равной 10 мВт, за время измерений не должна выходить за пределы ±0,05%. Нестабильность мощности генераторов СВЧ за время измерений должна находиться в пределах ±0,15 дБ.

    5. Нестабильность частоты генераторов СВЧ, используемых при измерениях параметров изделий с входной мощностью более 10 мВт, за время измерения не должна выходить за пределы ±0,1 %.

    6. Частотомеры должны обеспечивать измерение частоты из­делий СВЧ с погрешностью, не выходящей за пределы ±0,05 %.

Допускается измерять частоту изделий СВЧ, рабочий диапазон которых равен октаве и более, с погрешностью, не выходящей за пределы ±0,5 %.

  1. Ваттметры СВЧ для измерения среднего значения мощ­ности должны иметь класс точности не хуже 15 в диапазоне час­тот от 0,03 до 37,5 ГГц включительно и не хуже 20— в диапазоне частот свыше 37,5 до 178,6 ГГц включительно.

Ваттметры СВЧ для измерения импульсной мощности должны иметь класс точности не хуже 25.

  1. Измерительные линии должны иметь класс точности не хуже 3.

  2. Коэффициент стоячей волны по напряжению (далее — КСВН) измерительного тракта не должен превышать 1,5 для вол­новодных каналов и 1,7 — для коаксиальных каналов, если иные значения КСВН не установлены в конкретных методах измерения данного стандарта или в ТУ на изделия СВЧ конкретных типов.

Нагрузка с регулируемым КСВН и фазой должна обеспе­чивать пределы регулирования КСВН, установленные в ТУ на из-делия СВЧ конкретных типов, и фазы коэффициента отражения от 0 ° до 360 °.

  1. Направленные ответвители не должны иметь КСВН ос­новного канала более 1,15 и направленность менее 15 дБ.

  2. Волноводные заслонки и переключатели в открытом сос­тоянии не должны иметь КСВН более 1,2, в закрытом состоянии должны обеспечивать ослабление СВЧ сигнала не менее чем на 30 дБ.

  3. Ферритовые вентили должны обеспечивать в рабочей по­лосе частот вносимое ослабление в обратном направлении не менее 15 дБ, потери в прямом направлении — не более 2 дБ, КСВН — не более 1,3.

  4. Источники питания изделий СВЧ должны удовлетворять следующим требованиям:

нестабильность выходных напряжений за время измерений не должна выходить за пределы ±0,5 % (для подогревателей — за пределы ±5 %);

пульсация источников напряжения постоянного тока — не бо­лее 1 %.

  1. Средства измерений токов и напряжений должны иметь класс точности не хуже 1,5 для постоянного тока и не хуже 2,5 — для переменного тока.

  2. Погрешность осциллографа при измерении временных ин­тервалов не должна выходить за пределы ±5 % на частотах до 37,5 ГГц включительно; на частотах от 37,5 до 178,6 ГГц погреш­ность осциллографа должна соответствовать установленной в ТУ на изделия СВЧ конкретных типов.

Полоса пропускания осциллографа (Af) в мегагерцах должна удовлетворять соотношению

л/> -4- • (о

1И

где Хи — длительность измеряемого импульса, мкс.

  1. Средства измерений частоты повторения импульсов долж­ны обеспечивать погрешность измерения частоты повторения им­пульсов в пределах ±2 %.

  2. КСВН детекторных секций, не имеющих развязывающих устройств, не должен быть более 3,0 в полосе частот, граничные частоты которых (Л) и (/2) в мегагерцах рассчитывают по форму­лам

Л=/о+4~; W

1И

- <3)

1И

  1. где fQ частота СВЧ сигнала, на которой проводят измерение, МГц.Погрешность импульсного вольтметра не должна выхо­дить за пределы ±6 %.

  2. Если присоединительные элементы изделий СВЧ отлича­ются от присоединительных элементов средств измерений или вспо­могательных устройств, то изделия СВЧ следует подключать с по­мощью подключающих устройств: переходов, отрезков волноводов, и т. п.

КСВН подключающих устройств не должен быть более 1,25 для коаксиальных каналов, 1,20 —для волноводных каналов и 1,35 — для коаксиально-волноводных каналов, если иное не установлено в конкретных методах измерения настоящего стандарта или в ТУ на изделия СВЧ конкретных типов.

      1. Допускается объединение средств измерений и вспомо­гательных устройств в один функциональный узел, изменение по­рядка подключения элементов структурных схем, введение допол­нительных элементов для обеспечения необходимых условий из­мерений, автоматизации измерений, для измерения нескольких па­раметров изделий СВЧ на одной установке, если погрешность из­мерения параметров изделий СВЧ при этом не выходит за пределы, установленные настоящим стандартом.

    1. Подготовка измерений

      1. Порядок подключения и отключения, а также время вы­держки после включения изделий СВЧ перед измерением электри­ческих параметров должны соответствовать установленным в ТУ на изделия СВЧ конкретных типов.

      2. Порядок включения и выключения измерительной аппа­ратуры при измерении электрических параметров изделий СВЧ должен соответствовать установленному в эксплуатационной доку­ментации.

    2. Показатели точности измерений

      1. Относительная погрешность измерения, вносимая за счет константы С [скорости света в вакууме (299724456,2± 1,1) м/с] при пересчете частот в длины волн, должна находиться в пре­делах ±10% относительной погрешности измерения, установлен­ной в конкретных методах измерения настоящего стандарта.

      2. Если в нормативно-технической документации на средст­ва измерений погрешности средств измерений выражены интерва­лом без указания закона распределения и вероятности, то закон распределения этой погрешности следует принимать равновероят­ным, а вероятность равной 0,997.

      3. Показатели точности измерений параметров изделий СВЧ, приведенные в настоящем стандарте, установлены без учета по­грешности рассогласования и погрешности за счет неточности ус­тановления и поддержания параметров режима изделий СВЧ.

    3. Требования безопасности

      1. При подготовке и проведении измерений необходимо со­блюдать меры безопасности в соответствии с «Правилами техни­ки безопасности при эксплуатации электроустановок потребите­лей» (ПТБ) и «Правилами технической эксплуатации электроуста­новок потребителей» (ПТЭ), утвержденными Госэнергонадзором 21.12.84.

      2. Измерение параметров приборов с номинальным напря­жением питания 10 кВ и более следует проводить с учетом требо­ваний ГОСТ 9541, ГОСТ 12.1.005, ГОСТ 12.3.019, «Санитарных пра­вил работы с источниками мягкого неиспользуемого рентгеновско­го излучения № 1960—70» и «Основных санитарных правил рабо­ты с радиоактивными веществами и другими источниками иони­зирующих излучений ОСП—72/87».

      3. При проведении подготовительных операций и во время измерений максимальный уровень излучения СВЧ мощности от изделий СВЧ и аппаратуры не должен превышать на рабочих мес­тах норм, установленных ГОСТ 12.1.006.

  1. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ВЫХОДНОЙ МОЩНОСТИ

Выходную мощность изделий СВЧ непрерывного действия и -среднюю выходную мощность изделий СВЧ импульсного действия измеряют тремя методами:

метод I — прямой калориметрический для измерения мощности ■от 0,1 до 103 кВт;

метод II — калориметрический метод замещения для измерения мощности от 0,02 до 10 кВт;

метод III — косвенный метод для измерения мощности от 1 мкВт до 10 кВт.

  1. М е т о д I

    1. Измерение выходной мощности изделий СВЧ проводят калориметрическим методом, определяя расчетным путем коли­чество тепла, которое выделяется в нагрузке изделия СВЧ при по­глощении ею электромагнитной энергии СВЧ.

    2. Аппаратура

      1. Выходную мощность изделий СВЧ генераторного типа ■следует измерять на установке, структурная схема которой приве­дена на черт. 1.

      2. Выходную мощность изделий СВЧ усилительного типа следует измерять на установке, структурная схема которой приве­дена на черт. 2.

      3. В зависимости от значения выходной мощности изделия СВЧ, значения КСВН и фазы коэффициента отражения нагрузки и пределов их регулирования, указанных в ТУ на изделия СВЧ конкретных типов, структурные схемы установок могут иметь до­полнительные элементы. Типовые структурные схемы установок для измерения выходной мощности приведены в приложении 2.

      4. При измерении мощности .изделий СВЧ следует исполь­зовать открытую или замкнутую систему водоснабжения. В ка­честве калориметрической жидкости в открытой системе следует использовать питьевую воду по ГОСТ 2874, а в замкнутой системе


Черт. 1




Черт. 2


водоснабжения — дистиллированную воду по ГОСТ 6709. Допус­кается применение деионизованной воды с параметрами удельно­го сопротивления и сухого остатка, удовлетворяющими требова­ниям ГОСТ 6709.

Система водоснабжения долж­на обеспечивать постоянство дав­ления жидкости в пределах ±2,5 % в течение времени изме­рения мощности.

Регулируемая нагрузка должна обеспечивать возмож­ность регулирования фазы отра­женного сигнала от 0 ° до 360 °. Из­менение КСВН при регулирова­нии фазы отраженного сигнала должно находиться в пределах ±0,08 установленного значения КСВН для волноводных нагрузок и ±0,1 —для коаксиальных на­грузок. В диапазоне частот от 12,05 до 178,60 ГГц допускается из­менение КСВН нагрузки при регулировании фазы отраженного сигнала в пределах ±0,15 установленного значения. Для широко­полосных нагрузок изменение КСВН нагрузки при регулировании фазы отраженного сигнала должно соответствовать установленно­му в ТУ на изделия СВЧ конкретных типов

    1. .Измерители температуры должны быть расположены на входе и выходе жидкости, омывающей нагрузку. Суммарная по­грешность измерителей разности температур и погрешности, обус­ловленной подводящими шлангами, не должна выходить за преде­лы ±2 %.

    2. Погрешность расходомера жидкости не должна выхо­дить за пределы ±2,5 %.

    3. Регулятор расхода жидкости должен плавно изменять скорость протекания жидкости через измеритель мощности.

  1. Подготовка к измерениям

    1. Подсоединяют изделие СВЧ в измерительную установку.

    2. При необходимости устанавливают избыточное давле­ние в нагрузке в соответствии с ТУ на изделия СВЧ конкретных ти­пов.

    3. Обеспечивают протекание жидкости через элементы блока измерения мощности, при этом минимальная температура жидкости на входе нагрузки должна быть не ниже 5 °С, макси­мальная температура жидкости на выходе нагрузки должна быть не выше 60 °С.

  2. Проведение измерений

    1. Устанавливают расход жидкости, соответствующий ожи­даемой мощности, исходя из значения расхода 0,5—1,0 л/мин на 1 кВт средней мощности.

    2. Включают изделие СВЧ и устанавливают режим рабо­ты, указанный в ТУ на изделия СВЧ конкретных типов.

    3. Через 1—2 мин снимают показания расходомера жид­кости и измерителей температуры жидкости.

  3. Обработка результатов измерений

    1. Рассчитывают разность температур жидкости (АТ) в кельвинах по формуле