Общие понятия. В радиотехнике мощность измеряют практически во всем частотном диапазоне — от постоянного тока до миллиметровых и более коротких длин волн

В радиотехнике мощность измеряют практически во всем частотном диапазоне — от постоянного тока до миллиметровых и более коротких длин волн. Измерять уровни мощности приходится в очень широких пределах — от 10^-18 до 10⁸ Вт. В последние годы при измерениях наряду с абсолютными (ватт, милливатт и т.д.) широко используют относительные (логарифмические) единицы мощности (децибелы). Относительные единицы измерения имеют ряд существенных преимуществ, их применяют для оцен­ки мощности источников радиотехнических сигналов, степени их усиления или ослабления, чувствительности приемных устройств, погрешностей измерений и пр.

Как физическую величину, электрическую мощность определяют работой, совершаемой источником электромагнитного поля в единицу времени. Размерность электрической мощности записывают следующим образом: Дж/с = Вт.

Измерение мощности в разных частотных диапазонах имеет определенные особенности. Измерение мощности на постоянном токе, а также в диапазоне звуковых и высоких частот имеет ограниченное значение, поскольку на частотах до нескольких десятков мегагерц часто удобнее измерять напряжения, токи и фазовые сдвиги, а мощность определять расчетным путем. На частотах свыше 300 МГц вследствие волнового характера процессов значения напряжения и токов теряют однозначность и результаты измерений начинают зависеть от места подключения прибора. Поскольку поток мощности через любое поперечное сечение линии передачи всегда остается неизменным, то основным параметром, характеризующим режим работы устройства СВЧ, становится мощность.

Активную (поглощаемую электрической цепью) мощность однофазного переменного тока определяют по формуле

P=UIcosφ

где U, I — средние квадратические значения напряжения и тока; φ — сдвиг фазы между их мгновенными значениями.

Если нагрузка R_H в электрической цепи активная (φ = 0), то мощность переменного тока

Для сигнала произвольной формы, имеющего периодическую структуру, электрическую мощность можно оценить с помощью ряда Фурье:

где U_o, I₀ — постоянные составляющие; U_n, I_n — средние квадратические значения гармоник напряжения и тока; φ — фазовый сдвиг между гармониками напряжения U_n, I_n и тока I_n

Электрическую мощность переменного тока можно измерять непосредственно с помощью специальных приборов — ваттметров, или косвенно путем измерения величин, входящих в приведенные соотношения. Принцип действия ваттметров осно­ван на реализации операции умножения. Применяют устройства прямого и косвенного перемножения. Примерами устройств прямого перемножения являются измерительные механизмы ваттметров электродинамической системы. Прямое перемножение напряжения и тока можно обеспечить с помощью преобразователей Холла, или специальных схем на полевых транзисторах и т.д.

В устройствах косвенного перемножения произведение величин находят путем сложения (вычитания), возведения в степень, логарифмирования, интегрирования и пр. Для этих целей служат аналоговые интегральные перемножители. Современные ваттметры на частоты 1...10 МГц создают на основе интегральных перемножителей с использованием термопреобразователей.