第三章功率測(cè)量

第三章微波功率測(cè)量1微波功率測(cè)量第一節(jié)基本概念第二節(jié)小功率測(cè)量第三節(jié)中功率測(cè)量第四節(jié)大功率測(cè)量第五節(jié)峰值功率測(cè)量周期矩形脈沖測(cè)量(平均占空比法)直接脈沖法直接讀數(shù)法2第一節(jié)基本概念微波功率是除頻率外,表征一個(gè)微波信號(hào)的重要參數(shù).微波功率測(cè)量中常用的單位瓦(W),dB,dBm,dBc3a)dBdB是一個(gè)表征相對(duì)值的值，當(dāng)考慮甲的功率相比于乙功率大或小多少個(gè)dB時(shí)，按下面計(jì)算公式：10lg（甲功率/乙功率）.也可以表述為與電壓和電流的關(guān)系:20lg（甲電壓/乙電壓）,20lg（甲電流/乙電流）4[例1]甲功率比乙功率大一倍，那么10lg（甲功率/乙功率）=10lg2=3dB。也就是說，甲的功率比乙的功率大3dB。[例2]如果甲的功率為46dBm，乙的功率為40dBm，則可以說，甲比乙大6dB。[例3]2×106～0.5×10-15可表述為63dB～-153dB主要優(yōu)點(diǎn)：1.計(jì)算器件級(jí)聯(lián)增益時(shí)非常方便（不是簡(jiǎn)單的相加，對(duì)輸出飽和的情況就是特例）；2.表述比較簡(jiǎn)潔。5b)dBmdB表示的是一個(gè)相對(duì)關(guān)系,而dBm是用來表述絕對(duì)功率的大小.其定義為:10lg（功率值P/1mw）1mw只是作為一個(gè)參考,而只有P可以變化,所以dBm可以表示為功率的絕對(duì)大小.6[例1]如果發(fā)射功率P為1mw，折算為dBm后為0dBm。[例2]對(duì)于40W的功率，按dBm單位進(jìn)行折算后的值應(yīng)為：10lg（40W/1mw)=10lg（40000）=10lg4+10lg10+10lg1000=46dBm。7c)dBc有時(shí)也會(huì)看到dBc，它也是一個(gè)表示功率相對(duì)值的單位，與dB的計(jì)算方法完全一樣。一般來說，dBc是相對(duì)于載波（Carrier）功率而言，在許多情況下，用來度量與載波功率的相對(duì)值，如用來度量干擾（同頻干擾、互調(diào)干擾、交調(diào)干擾、帶外干擾等）以及耦合、雜散等的相對(duì)量值。8910下面我們按小,中,大三個(gè)不同功率范圍來討論功率測(cè)量方案.具體范圍:小功率:<1mw(<0dBm)中功率:1mwto10W(0dBmto40dBm)大功率:>10W(>40dBm)11第二節(jié)小功率測(cè)量12采用功率計(jì)的測(cè)試方框圖13一些傳感器具有代表性的檢測(cè)功率范圍：

-70dBm~-20dBm-30dBm~+20dBm-17dBm~+35dBm-10dBm~+35dBm14校準(zhǔn)1.連接系統(tǒng)，在待測(cè)件（DUT）處連接校準(zhǔn)電纜;2.打開信號(hào)源及功率計(jì)電源開關(guān)，使信號(hào)源輸出最小;3.如果要采用相對(duì)功率讀數(shù)，調(diào)節(jié)信號(hào)源的輸出使功率計(jì)上顯示有一個(gè)合適的數(shù)值，記下這個(gè)數(shù)值作為參考功率;4如果要采用絕對(duì)功率讀數(shù)，調(diào)節(jié)源的輸出使功率計(jì)上顯示為0dBm。（如果待測(cè)件為有源器件如放大器檢查一下對(duì)該器件的最大輸入是多少，因?yàn)榭赡?dBm信號(hào)驅(qū)動(dòng)時(shí)可能在功率計(jì)上超范圍了。此時(shí)可以采用諸如-5dBm或-10dBm作為參考）。1516采用頻譜儀的測(cè)試方案17頻譜儀測(cè)試舉例18第三節(jié)中功率測(cè)量19在微波功率測(cè)量當(dāng)中,大約95%都屬于中功率部分,前面我們已經(jīng)定義了中功率的范圍:0dBmto40dBm.相比小功率測(cè)量,中功率及大功率測(cè)量必須考慮所選元件,及探頭的功率處理能力,不然,后果會(huì)很嚴(yán)重.20中等功率測(cè)試方框圖2122對(duì)于衰減器的功率處理能力的考慮衰減器衰減量:10dB承受功率:0.5W在上面的測(cè)試方案中,衰減器的輸入功率只有20dBm,所以在該方案中,這個(gè)衰減器足以勝任,一般要保持50%以上的余量.23下面將對(duì)兩個(gè)1W的測(cè)試方案進(jìn)行分析,一個(gè)是采用輸出耦合方式,一個(gè)是采用衰減器衰減的方式.242526下面將對(duì)兩個(gè)5W的測(cè)試方案進(jìn)行分析,一個(gè)是采用大功率的功率探頭進(jìn)行測(cè)試,一個(gè)是采用定向耦合器方案進(jìn)行測(cè)試.272829隨堂測(cè)試衰減器的選取？注意：功率單位、增益/衰減等系數(shù)在計(jì)算時(shí)的換算關(guān)系。30第四節(jié)大功率測(cè)量31在選取元件和測(cè)試上,幾乎沒有哪種測(cè)試比大功率測(cè)量需要更多的注意和小心,這不但是在微波領(lǐng)域,在電測(cè)試的任何領(lǐng)域都是這樣.大功率測(cè)試需要注意的兩個(gè)問題1.元件的功率處理能力2.測(cè)試設(shè)備的最大輸入電平323334在對(duì)大功率微波進(jìn)行測(cè)量時(shí)，還應(yīng)該注意：1.不要去接觸同軸電纜或連接器的中心導(dǎo)體，因?yàn)槟芰恐饕性谶@個(gè)區(qū)域，會(huì)對(duì)人體造成極大傷害；2.連接器和適配器擰緊，避免產(chǎn)生損耗；3.不要去接觸衰減器或終端負(fù)載的散熱器；4.不要去接觸裸露在外的微帶電路；5.盡可能采取屏蔽措施，以免造成輻射干擾；6.加射頻功率以前,檢查所用器件的功率處理能力；7.加射頻功率以前,檢查測(cè)試設(shè)備的最大允許輸入電平;8.檢查所有器件的損耗（如定向耦合器、衰減器）。例如當(dāng)有0.5dB的損耗，在100W功率情形下有11W的損耗。35第五節(jié)峰值功率測(cè)量3.5.1周期矩形脈沖測(cè)量(平均占空比法)3.5.2直接脈沖法3.5.3直接讀數(shù)法36373.5.1周期矩形脈沖測(cè)量(平均占空比法)38平均功率占空比法393.5.2直接脈沖法40步驟——第一步：調(diào)節(jié)脈沖包絡(luò)的參考；第二步：調(diào)節(jié)連續(xù)波輸出的頻率和脈沖頻率一致并使