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HF-Spannung

Arbeitsgruppe 2.22

Profil

Die Messung der HF-Spannung ist auf koaxiale Leitungen beschränkt, und sie ist nur dann reproduzierbar zu messen, wenn die Referenzebene der Spannungsmessung auf kleinste Bruchteile einer Wellenlänge eingehalten wird. Die Frequenzobergrenze liegt deshalb bei einigen GHz. Das Normalmessverfahren der PTB basiert wie bei der HF-Leistungsmessung auf einem DC-Substitutionsverfahren. Die unbekannte HF-Spannung, die an einem ohmschen Widerstand eine ihrer Wirkleistung proportionale Erwärmung erzeugt, wird durch eine Gleichspannung gleicher Wirkleistung substituiert, so dass der Effektivwert der HF-Spannung gemessen wird.

Das HF-Spannungsnormal ist ein gleichstromgekoppelter HF-Leistungsmesskopf mit frequenzabhängigem, durch Kalibrierung bestimmten Eingangswirkleitwert und mit frequenzabhängigem, im Mikrokalorimeter gemessenem effektiven Wirkungsgrad, dem das zu kalibrierende Spannungsmessgerät mit einer T-Leitungsverzweigung parallelgeschaltet ist. Die Referenzebene der Spannungsmessung ist die Referenzebene des Konnektors am Eingang des Messkopfes (Referenzebene der Admittanzmessung). Für alle verwendeten Leitungs- und Konnektorsysteme wurden spezielle T-Leitungsverzweigungen mit kurzen Leitungen entwickelt. Die Abstände der Anschlussebenen für Normal und Prüfling von der Symmetrieebene der Verzweigung (wo die Einkopplung des HF-Signals stattfindet) sind dabei sehr klein im Vergleich zur Wellenlänge. Messunsicherheiten aufgrund der Spannungswelligkeit auf der Leitung werden dadurch bis zur höchsten Messfrequenz von 2 GHz weitestgehend eliminiert.


Kalibrierung eines HF-Spannung-Thermokonverters (Messbereich 1 V nominal, links, mit integrierter T-Verzweigung) mit dem HF-Spannungsnormal der PTB (rechts). Gemessen wird der Frequenzgang der HF-Spannung zwischen 100 kHz und 1 GHz

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Forschung/Entwicklung

Die Kalibriermöglichkeiten für die HF-Spannungsmessung werden kontinuierlich weiterentwickelt.

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Dienstleistungen

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Informationen

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