返回 射频功率的测量方法

2023-09-08

射频功率测量可以用频谱分析仪（或矢量信号分析仪）和功率计，功率计又被分为终端式和通过式两大类。同样是功率测量，不同的设备和测试方法所关注的重点是不同的。这篇文章重点讲述功率计的终端式测量。

终端式功率计是常用的小信号射频和微波功率测量手段，其基本工作原理如下图所示。被测的射频信号功率首先进入功率传感器，功率传感器电路可采用热敏电阻、热偶电阻或二极管检波器等不同的方法组成。功率传感器将射频和微波信号转换成直流信号，经过一定的处理后，再通过显示器显示。近几年来，很多功率计的显示部分已经采用软件的方法来实现。

终端式功率计的基本工作原理

终端式功率计有以下特点：

（1）在常见的射频和微波功率测量仪器中，终端式功率计的幅度测量精度是最高的，其典型测量精度可达到±1.6%。

（2）可以测量极小幅度的功率，通常可测量到−60 dBm，高端功率计可测量低至−70 dBm（100 pW）的功率。

（3）不能测量大功率，通常终端式功率计的测量上限为+20 dBm（100 mW）。如果需要扩展测量范围，则需要外接衰减器或者定向耦合器。

（4）可以测量各种调制信号的平均功率、峰值功率、突发功率（Burst）、脉冲宽度、峰均功率比、上升时间和下降时间。

（5）可以进行CCDF统计分析。

（6）无法测量信号的频率分量。

（7）不能测量VSWR。鉴于以上特点，终端式功率计可以作为实验室的校准设备，用来校准信号源和频谱分析仪，也可以用来分析功率放大器的线性和调制信号的特性。

射频功率的定义:

在低频电路中，信号的大小通常用电压或电流来表示。而在射频电路中，由于传输线上存在驻波，电压和电流失去了唯一性，所以射频信号的大小一般用功率来表示。功率被定义为单位时间内的能量流。国际通用的功率单位是 W（瓦），其定义是J/s（焦耳/秒）。在行波条件下，射频功率也可以采用类似低频电路的表达方式：

式中，P为功率（W），I为电流（A），V为电压（V），而Z0为无耗传输线的特性阻抗（实数）。

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2017-02-11