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射频通讯功率计的组成和分类

时间:2018-05-18
 

      射频一般指超高频和微波频段,它分为TEM横向电波和非TEM波。在TEM波同轴系统中,电压和电流虽有确切含意,但测量其绝对值很困难。在波导系统中,存在不同的电磁模式,电压和电流失去唯一性。这样在各个频段和传输系统中,功率是单值表征射频信号强度的重要方法,我们直接测量功率代替低频电压和电流测量。
      射频功率计由功率传感器和功率指示器组成。功率传感器也称功率计探头,它把高频电信号通过能量转换为可以直接检测的电信号。功率指示器包括信号放大、变换和显示器,显示器直接显示功率值。功率传感器和功率指示器之间用电缆连接。为了适应不同频率、不同功率电平和不同传输线结构需要,一台功率计可配若干不同功能的功率计探头。
      如上所述,根据其在测试系统中的连接方式射频功率计分为终端式和通过式两种。通过式功率计利用某种耦合装置(如定向耦合器、耦合环、探针等)从传输的功率中按一定比例耦合出一部分功率,送入功率计度量,传输总功率等于功率计指示值乘以比例系数。终端式功率计(也称吸收式功率计)把功率计探头作为测试系统的终端负载,功率计吸收全部待测功率,由功率指示器直接读取功率值,此外在吸收式功率计基础上,具有可测量反射的定向功率计(或功率反射计)。
      吸收式功率计分为如下形式:

      1、热敏电阻型功率计:使用热敏电阻做功率传感元件,热敏电阻值温度系数较大。被测信号的功率被热敏电阻吸收后产生热量,使其自身温度升高,电阻值发生显著变化,利用电阻电桥测量电阻值的变化,显示功率值。

      2、热电偶型功率计:热电偶型功率计中的热偶结直接吸收高频信号功率,结点温度升高,产生温差电势,电势的大小正比于吸收的高频功率值。

      3、量热式功率计:典型的热效应功率计,利用隔热负载吸收高频信号功率,使负载的温度升高,再利用热电偶元件测量负载的温度变化量,根据产生的热量计算高频功率值。

      4、晶体检波式功率计:晶体二极管检波器将高频信号变换为低频或直流电信号。适当选择工作点,使检波器输出信号的幅度正比于高频信号的功率。
      射频通讯功率计主要技术指标如下:

      功率范围:保证测量精度时可测功率最大值和最小值,功率范围决定于功率探头。

      最大允许功率:探头不被损坏的最大输入功率值,通常指平均功率。在测量大功率峰值信号时,注意峰值电压不能超过一定值,否则造成电压击穿。使用功率计时绝对不能测量大于允许功率值的信号,否则会造成功率探头烧毁。

      频率范围:能保证测量精度和性能指标所测试被测信号的频率范围。

      测量精度:指功率探头校准修正后的精度。不包括测试系统的失配误差。

      稳定性:功率计的稳定性取决于功率探头的稳定性和指示器的零漂及噪声干扰。

      响应时间:即功率传感元件时间常数,常指功率指示器上升到稳定值64%所需时间。

      输入驻波比(SWR):尽可能使用小的驻波比。

      探头型号和阻抗:选用功率计探头时,功率探头的使用频率、功率范围必须与被测信号一致,探头传输线的结构和阻抗应与被测传输线匹配。

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