¿Por qué la medición de potencia es más conveniente a frecuencias de microondas que el voltaje y la corriente?

Answer 1

No soy un experto en microondas, pero supongo que tiene que lidiar con

• velocidad de respuesta (tasa de cambio) medida en V / us. cuanto mayor es la frecuencia, mayor es el voltaje. Una fuente de cristal de microcontrolador de 20MHz, que funciona a 4V tiene 160V / us. Eso es 160MV / s. trate de mantenerse al día con esa tasa de cambio utilizando condensadores. Ahora intente lo mismo con 1.9GHz y una Vpp de 20V. Tenemos un problema. La variación es demasiado rápida para mantenerse al día con los componentes tradicionales, a menos que usemos algunos componentes exóticos, como un puente semiconductor GaAs
• Por razones complejas, la impedancia (resistencia compleja) cambia con la frecuencia (la base de la teoría de la línea de transmisión). Es relativamente difícil diseñar un amplificador de microondas estable por estos motivos.
• potencia, ganancia, voltaje, tienen un significado ligeramente diferente para las microondas . Cuando la señal tiene una tasa de cambio muy alta, la onda puede tratarse como un estado coherente de V + y V-. La ganancia solo funciona en una banda relativamente estrecha, por algunas impedancias.
• La compresión y expansión de ganancia reemplaza la pérdida de modelo agrupado versus la amplificación. También debido a los desajustes de impedancia, un amplificador puede tener una ganancia menor a frecuencias más altas. La mayor parte de esa energía se irradia como calor. Esto también se puede aplicar a bajas frecuencias (ej .: audio), pero tiene menos sentido ya que existen metodologías de diseño más fáciles para baja frecuencia.
• El estado de voltaje coherente se llama ‘ onda continua ‘. Es más fácil medir el área debajo de la curva y hacer una estimación bastante buena de la potencia que rastrear cada cambio de voltaje. Esto tiene la desventaja de que también rastreará sus espectros de armónicos, que no contribuyen positivamente a la salida mínima requerida a una frecuencia determinada. (vea la página 10, no me molestaré en escribir esa ecuación)

Este manual de Agilent parece respaldar mis afirmaciones: Página sobre Agilent
Tenga en cuenta que la literatura corporativa generalmente no se revisa por pares, por lo que debe suponer que todo lo escrito aquí es incorrecto a menos que se demuestre lo contrario. Por supuesto, estás en Quora.

Debido a que muchos de los ejemplos citados anteriormente usaban el término “nivel de señal”, la tendencia natural podría ser sugerir medir el voltaje en lugar de la potencia. A bajas frecuencias, por debajo de aproximadamente 100 kHz, la potencia generalmente se calcula a partir de mediciones de voltaje a través de una impedancia supuesta. A medida que aumenta la frecuencia, la impedancia tiene grandes variaciones, por lo que las mediciones de potencia se vuelven más populares, y el voltaje o la corriente son los parámetros calculados. A frecuencias de aproximadamente 30 MHz en adelante a través del espectro óptico, la medición directa de potencia es más precisa y fácil. Otro ejemplo de utilidad disminuida es en configuraciones de transmisión de guía de onda donde las condiciones de voltaje y corriente son más difíciles de definir.

En teoría elemental, se dice que la potencia es el producto del voltaje (v) y
actual (I). Pero para un ciclo de voltaje de CA, este producto V x I varía durante el
ciclo como se muestra por la curva P en la figura 2-1, de acuerdo con una relación 2f. De
ese ejemplo, un generador sinusoidal produce una corriente sinusoidal como se esperaba, pero el producto de voltaje y corriente tiene un término de CC así como un componente al doble de la frecuencia del generador. La palabra “potencia”, como se usa más comúnmente, se refiere a ese componente de CC del producto de potencia.

Answer 2

Señor, es porque el voltaje y la corriente varían a medida que cambia la posición del microondas s / g en la guía de ondas … pero cuando consideramos la potencia s / g … es independiente de la posición de s / g en la guía de ondas …
Por lo tanto, es bastante conveniente medir la potencia s / g que su voltaje y corriente.