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淺談射頻功率計
閱讀：2661 發(fā)布時間：2015-12-25
射頻功率計是用來測量發(fā)射機(jī)射頻輸出功率的儀器，簡稱功率計。還有測量交直流功率的功率計和測量光波、激光的光功率計。
功率計分類
依測量方式、工作原理、量程大小、被測信號形式和傳輸線類型等進(jìn)行分類。 ※根據(jù)功率計接入傳輸系統(tǒng)的方式可分為吸收(終端)式和通過式功率計。 ※功率計依所用的變換器可分為熱效應(yīng)功率計（如量熱式功率計、測熱電阻功率計和熱電式功率計等）、有質(zhì)功率計、電子式功率計（二極管功率計和霍耳效應(yīng)功率計）、鐵氧體功率計和量子干涉效應(yīng)功率計等。 ※根據(jù)測量的功率量程可分為小功率計、中功率計和大功率計。一般功率量程小于10毫瓦者為小功率計（又稱為微功率計）。微功率計一般用于科研和計量，屬于專業(yè)應(yīng)用。10毫瓦至10瓦者為中功率計，大于10瓦的為大功率計。 ※根據(jù)被測信號形式分為連續(xù)波功率計和脈沖功率計。 ※根據(jù)傳輸線類型分為同軸功率計和波導(dǎo)功率計。 A、通過式功率計 通過式功率計有輸入和輸出兩個端口，工作時串聯(lián)在發(fā)射機(jī)和天線之間，可以實現(xiàn)在線檢測和在線監(jiān)測。其獨立檢測發(fā)射機(jī)輸出功率，需要在功率計的天線輸出端口上安裝匹配負(fù)載。通過式功率計只有在負(fù)載匹配的情況下，其測量讀數(shù)才能確保一定的準(zhǔn)確度。 通過式功率計內(nèi)部大部分都采用耦合方式進(jìn)行檢測（超短波使用微帶結(jié)構(gòu)）。 優(yōu)點：電路簡單可以做成定向耦合器電路檢測天饋系統(tǒng)中正向和反向功率，還可以加入駐波比指示功能。 缺點：工作頻率比較窄，如果做成寬帶形式則帶內(nèi)測量波動比較大難以保證測量準(zhǔn)確度。大部分通過式功率計測量范圍包含短波和超短波（UHF）的寬頻駐波比/功率計，其內(nèi)部短波和超短波檢測電路是分開的，通常輸入輸出也是分開的兩組端口。 通過式功率計典型廠家鳥牌，鉆石、安捷倫、羅德斯瓦茨。 B、吸收式功率計 吸收式功率計又稱為終端式功率計，只有一個輸入口，用來離線檢測發(fā)射機(jī)的輸出功率。 傳統(tǒng)吸收式功率計內(nèi)部結(jié)構(gòu)有耦合測量型、電熱偶型、熱敏電阻型。晶體二極管檢波型。 ＊耦合測量型相當(dāng)于內(nèi)置匹配負(fù)載的通過式功率計，確保負(fù)載匹配良好。 ＊電熱偶型功率計電熱偶采用兩種不同的金屬材料組成，通過檢測熱結(jié)點的溫差電勢來指示功率。 ＊熱敏電阻型功率計采用自動平衡電橋來檢測熱敏電阻承受到功率發(fā)熱后的電阻變化來指示功率，具有線性好測量頻率特別寬的特點。在實際電路中，采取一些溫度補(bǔ)償措施來減少環(huán)境溫度變化對熱敏電阻的影響。 ＊晶體二極管檢波型功率計是采用高工作頻率的晶體二極管將射頻信號轉(zhuǎn)換為直流信號進(jìn)行功率測量，具有動態(tài)大靈敏度高的特點。 ＊量熱計法：將電磁能量轉(zhuǎn)換成熱能來測量。變換器是感應(yīng)、吸收電磁能量的負(fù)載，稱為量熱體。負(fù)載吸收功率,使之轉(zhuǎn)換成熱能,從而量熱體溫度上升，檢測其溫差熱電勢，根據(jù)功率和熱電勢間的關(guān)系來確定被測功率。量熱體有干負(fù)載、流體(水、油等)負(fù)載之分。實際測量中常采用替代技術(shù)來校準(zhǔn)溫度測量裝置，用已知的直流（或低頻）功率來替代被測射頻或微波功率。量熱式功率計的工作頻段已達(dá)毫米波段，量程可分別做成大、中、小功率范圍，單個儀器動態(tài)范圍達(dá)30～40分貝，測量誤差可達(dá)千分之幾。 量熱式功率計的主要優(yōu)點：準(zhǔn)確度高、可靠性好、動態(tài)范圍大、阻抗匹配好。 缺點：結(jié)構(gòu)和測試技術(shù)復(fù)雜，對環(huán)境溫度和測試設(shè)備要求苛刻，而且測試時間長。 因它能獲得很高的測量準(zhǔn)確度，世界各國都采用它作為國家功率標(biāo)準(zhǔn)。采用自動反饋電路可大大縮短測試時間，改善測量的精密度。量熱式功率計可分為替代靜止式和替代流動式量熱計，其主要技術(shù)指標(biāo)為：頻率范圍：同軸系統(tǒng)一般到10吉赫（有的可達(dá)18吉赫）,波導(dǎo)系統(tǒng)可達(dá)毫米波;量程:靜止式為10毫瓦～1瓦（10瓦）,流動式量熱計常用來測量大功率,例如水負(fù)載量熱計,量程可達(dá)2000瓦;誤差