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射頻功率測(cè)量方法集錦


時(shí)間:2018-03-16 編輯:夏立
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在進(jìn)行射頻功率參數(shù)測(cè)量時(shí),頻譜儀具有以下特點(diǎn):

頻譜儀可以測(cè)量極小幅度的射頻信號(hào),這取決于頻譜儀的一項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)——DANL(Displayed Average Noise Level),中文“顯示平均噪聲電平”。圖5為測(cè)量一個(gè)頻率999MHz,功率-130dBm的信號(hào)結(jié)果,信號(hào)清晰可見,這是任何功率計(jì)所望塵莫及的。



2)頻譜儀有很大的幅度測(cè)量范圍,可以從DANL到安全輸入電平+20 dBm甚至+30dBm,動(dòng)態(tài)范圍可達(dá)190 dB!而目前市面上功率計(jì)最大動(dòng)態(tài)范圍基本上都在100 dB以內(nèi),如:

德國(guó)某公司NRP8S: –70 dBm 到+23 dBm;

美國(guó)某公司U2041XA: –70 dBm 到+26 dBm。

3)頻譜儀可以測(cè)量信號(hào)的頻率分量,并且可以進(jìn)行窄帶測(cè)量。如圖6,圖7。



頻譜儀可以同時(shí)測(cè)量多載頻信號(hào),觀察信號(hào)頻譜儀分布。

2.吸收式功率測(cè)量

吸收式功率計(jì)是常用的微波與射頻功率測(cè)量設(shè)備,其工作原理如下圖(二極管檢波器功率計(jì))所示。被測(cè)信號(hào)首先進(jìn)入功率計(jì),功率計(jì)電路可采用熱敏電阻,熱電偶或二極管檢波器等不同方式構(gòu)成,功率計(jì)內(nèi)部由3路測(cè)量通道組成,分別測(cè)量不同功率大小的信號(hào),經(jīng)過數(shù)字處理后將功率值顯示到功率計(jì)主機(jī)或是電腦軟件中,現(xiàn)在越來(lái)越多的顯示部分采用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)(如圖9)。



吸收式功率計(jì)有以下特點(diǎn):

1)在常見的微波與射頻功率測(cè)量?jī)x器中,吸收式功率計(jì)的幅度測(cè)量精度是最高的;

2)動(dòng)態(tài)范圍一般不會(huì)超過100 dB;

3)不能測(cè)量大功率,通常測(cè)量上限在+30 dBm(1 W)左右,如果需要擴(kuò)展測(cè)量范圍,則需要外接衰減器;

4)可以測(cè)量各種調(diào)制信號(hào)的平均功率、峰值功率、突發(fā)功率、脈沖寬度、上升/下降時(shí)間;

5)不能像頻譜儀一樣測(cè)量信號(hào)的頻率分量;

6)不能測(cè)量VSWR。?

鑒于吸收式功率計(jì)的這些特點(diǎn),其作為實(shí)驗(yàn)室校準(zhǔn)設(shè)備,用來(lái)校準(zhǔn)信號(hào)源和頻譜儀的應(yīng)用較多。

3.通過式測(cè)量

通過式功率測(cè)量是對(duì)吸收式功率測(cè)量法的一種擴(kuò)展應(yīng)用,解決了吸收式功率計(jì)測(cè)量大功率和VSWR的局限性。通過式功率測(cè)量最大的意義就是可以測(cè)量放大器或發(fā)射機(jī)在大功率狀態(tài)下與負(fù)載的匹配。提到通過式功率計(jì),很多人會(huì)聯(lián)想到一個(gè)產(chǎn)品——Bird 43(下圖),由Bird公司1952年發(fā)明,至今仍在生成與應(yīng)用。



通過式功率計(jì)的核心器件是定向耦合器,通過測(cè)量通過功率計(jì)的正向功率與反射功率計(jì)算出VSWR,這種測(cè)量方法有以下特點(diǎn):

1)通過式功率計(jì)具有大功率測(cè)量能力;

2)不能測(cè)量幅度很小的功率;

3)通過式功率計(jì)受到定向耦合器的帶寬限制,測(cè)量帶寬相對(duì)頻譜儀與吸收式功率計(jì)要小很多;

4)通過式功率計(jì)可以測(cè)量發(fā)射機(jī)與負(fù)載(天線)之間的大功率匹配。

通過本文的介紹可見,在射頻功率測(cè)量中,頻譜儀在靈活性,適用范圍具有先天的優(yōu)勢(shì),吸收式功率計(jì)精度最高,通過式功率計(jì)則更偏向于大功率信號(hào)測(cè)量。


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