第三章功率測量

第三章微波功率測量1微波功率測量第一節(jié)基本概念第二節(jié)小功率測量第三節(jié)中功率測量第四節(jié)大功率測量第五節(jié)峰值功率測量周期矩形脈沖測量(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,表征一個微波信號的重要參數(shù).微波功率測量中常用的單位瓦(W),dB,dBm,dBc3a)dBdB是一個表征相對值的值，當考慮甲的功率相比于乙功率大或小多少個dB時，按下面計算公式：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：1.計算器件級聯(lián)增益時非常方便（不是簡單的相加，對輸出飽和的情況就是特例）；2.表述比較簡潔。5b)dBmdB表示的是一個相對關(guān)系,而dBm是用來表述絕對功率的大小.其定義為:10lg（功率值P/1mw）1mw只是作為一個參考,而只有P可以變化,所以dBm可以表示為功率的絕對大小.6[例1]如果發(fā)射功率P為1mw，折算為dBm后為0dBm。[例2]對于40W的功率，按dBm單位進行折算后的值應(yīng)為：10lg（40W/1mw)=10lg（40000）=10lg4+10lg10+10lg1000=46dBm。7c)dBc有時也會看到dBc，它也是一個表示功率相對值的單位，與dB的計算方法完全一樣。一般來說，dBc是相對于載波（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、雜散等的相對量值。8910下面我們按小,中,大三個不同功率范圍來討論功率測量方案.具體范圍:小功率:<1mw(<0dBm)中功率:1mwto10W(0dBmto40dBm)大功率:>10W(>40dBm)11第二節(jié)小功率測量12采用功率計的測試方框圖13一些傳感器具有代表性的檢測功率范圍：

-70dBm~-20dBm-30dBm~+20dBm-17dBm~+35dBm-10dBm~+35dBm14校準1.連接系統(tǒng)，在待測件（DUT）處連接校準電纜;2.打開信號源及功率計電源開關(guān)，使信號源輸出最小;3.如果要采用相對功率讀數(shù)，調(diào)節(jié)信號源的輸出使功率計上顯示有一個合適的數(shù)值，記下這個數(shù)值作為參考功率;4如果要采用絕對功率讀數(shù)，調(diào)節(jié)源的輸出使功率計上顯示為0dBm。（如果待測件為有源器件如放大器檢查一下對該器件的最大輸入是多少，因為可能0dBm信號驅(qū)動時可能在功率計上超范圍了。此時可以采用諸如-5dBm或-10dBm作為參考）。1516采用頻譜儀的測試方案17頻譜儀測試舉例18第三節(jié)中功率測量19在微波功率測量當中,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.相比小功率測量,中功率及大功率測量必須考慮所選元件,及探頭的功率處理能力,不然,后果會很嚴重.20中等功率測試方框圖2122對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在上面的測試方案中,衰減器的輸入功率只有20dBm,所以在該方案中,這個衰減器足以勝任,一般要保持50%以上的余量.23下面將對兩個1W的測試方案進行分析,一個是采用輸出耦合方式,一個是采用衰減器衰減的方式.242526下面將對兩個5W的測試方案進行分析,一個是采用大功率的功率探頭進行測試,一個是采用定向耦合器方案進行測試.272829隨堂測試衰減器的選?。孔⒁猓汗β蕟挝?、增益/衰減等系數(shù)在計算時的換算關(guān)系。30第四節(jié)大功率測量31在選取元件和測試上,幾乎沒有哪種測試比大功率測量需要更多的注意和小心,這不但是在微波領(lǐng)域,在電測試的任何領(lǐng)域都是這樣.大功率測試需要注意的兩個問題1.元件的功率處理能力2.測試設(shè)備的最大輸入電平323334在對大功率微波進行測量時，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，因為能量主要集中在這個區(qū)域，會對人體造成極大傷害；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)峰值功率測量3.5.1周期矩形脈沖測量(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