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淺談射頻功率計(jì)
閱讀：2674 發(fā)布時(shí)間：2015-12-25
射頻功率計(jì)是用來(lái)測(cè)量發(fā)射機(jī)射頻輸出功率的儀器，簡(jiǎn)稱(chēng)功率計(jì)。還有測(cè)量交直流功率的功率計(jì)和測(cè)量光波、激光的光功率計(jì)。
功率計(jì)分類(lèi)
依測(cè)量方式、工作原理、量程大小、被測(cè)信號(hào)形式和傳輸線類(lèi)型等進(jìn)行分類(lèi)。 ※根據(jù)功率計(jì)接入傳輸系統(tǒng)的方式可分為吸收(終端)式和通過(guò)式功率計(jì)。 ※功率計(jì)依所用的變換器可分為熱效應(yīng)功率計(jì)（如量熱式功率計(jì)、測(cè)熱電阻功率計(jì)和熱電式功率計(jì)等）、有質(zhì)功率計(jì)、電子式功率計(jì)（二極管功率計(jì)和霍耳效應(yīng)功率計(jì)）、鐵氧體功率計(jì)和量子干涉效應(yīng)功率計(jì)等。 ※根據(jù)測(cè)量的功率量程可分為小功率計(jì)、中功率計(jì)和大功率計(jì)。一般功率量程小于10毫瓦者為小功率計(jì)（又稱(chēng)為微功率計(jì)）。微功率計(jì)一般用于科研和計(jì)量，屬于專(zhuān)業(yè)應(yīng)用。10毫瓦至10瓦者為中功率計(jì)，大于10瓦的為大功率計(jì)。 ※根據(jù)被測(cè)信號(hào)形式分為連續(xù)波功率計(jì)和脈沖功率計(jì)。 ※根據(jù)傳輸線類(lèi)型分為同軸功率計(jì)和波導(dǎo)功率計(jì)。 A、通過(guò)式功率計(jì) 通過(guò)式功率計(jì)有輸入和輸出兩個(gè)端口，工作時(shí)串聯(lián)在發(fā)射機(jī)和天線之間，可以實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)和在線監(jiān)測(cè)。其獨(dú)立檢測(cè)發(fā)射機(jī)輸出功率，需要在功率計(jì)的天線輸出端口上安裝匹配負(fù)載。通過(guò)式功率計(jì)只有在負(fù)載匹配的情況下，其測(cè)量讀數(shù)才能確保一定的準(zhǔn)確度。 通過(guò)式功率計(jì)內(nèi)部大部分都采用耦合方式進(jìn)行檢測(cè)（超短波使用微帶結(jié)構(gòu)）。 優(yōu)點(diǎn)：電路簡(jiǎn)單可以做成定向耦合器電路檢測(cè)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(diǎn)：工作頻率比較窄，如果做成寬帶形式則帶內(nèi)測(cè)量波動(dòng)比較大難以保證測(cè)量準(zhǔn)確度。大部分通過(guò)式功率計(jì)測(cè)量范圍包含短波和超短波（UHF）的寬頻駐波比/功率計(jì)，其內(nèi)部短波和超短波檢測(cè)電路是分開(kāi)的，通常輸入輸出也是分開(kāi)的兩組端口。 通過(guò)式功率計(jì)典型廠家鳥(niǎo)牌，鉆石、安捷倫、羅德斯瓦茨。 B、吸收式功率計(jì) 吸收式功率計(jì)又稱(chēng)為終端式功率計(jì)，只有一個(gè)輸入口，用來(lái)離線檢測(cè)發(fā)射機(jī)的輸出功率。 傳統(tǒng)吸收式功率計(jì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)有耦合測(cè)量型、電熱偶型、熱敏電阻型。晶體二極管檢波型。 ＊耦合測(cè)量型相當(dāng)于內(nèi)置匹配負(fù)載的通過(guò)式功率計(jì)，確保負(fù)載匹配良好。 ＊電熱偶型功率計(jì)電熱偶采用兩種不同的金屬材料組成，通過(guò)檢測(cè)熱結(jié)點(diǎn)的溫差電勢(shì)來(lái)指示功率。 ＊熱敏電阻型功率計(jì)采用自動(dòng)平衡電橋來(lái)檢測(cè)熱敏電阻承受到功率發(fā)熱后的電阻變化來(lái)指示功率，具有線性好測(cè)量頻率特別寬的特點(diǎn)。在實(shí)際電路中，采取一些溫度補(bǔ)償措施來(lái)減少環(huán)境溫度變化對(duì)熱敏電阻的影響。 ＊晶體二極管檢波型功率計(jì)是采用高工作頻率的晶體二極管將射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為直流信號(hào)進(jìn)行功率測(cè)量，具有動(dòng)態(tài)大靈敏度高的特點(diǎn)。 ＊量熱計(jì)法：將電磁能量轉(zhuǎn)換成熱能來(lái)測(cè)量。變換器是感應(yīng)、吸收電磁能量的負(fù)載，稱(chēng)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(cè)其溫差熱電勢(shì)，根據(jù)功率和熱電勢(shì)間的關(guān)系來(lái)確定被測(cè)功率。量熱體有干負(fù)載、流體(水、油等)負(fù)載之分。實(shí)際測(cè)量中常采用替代技術(shù)來(lái)校準(zhǔn)溫度測(cè)量裝置，用已知的直流（或低頻）功率來(lái)替代被測(cè)射頻或微波功率。量熱式功率計(jì)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(gè)儀器動(dòng)態(tài)范圍達(dá)30～40分貝，測(cè)量誤差可達(dá)千分之幾。 量熱式功率計(jì)的主要優(yōu)點(diǎn)：準(zhǔn)確度高、可靠性好、動(dòng)態(tài)范圍大、阻抗匹配好。 缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)和測(cè)試技術(shù)復(fù)雜，對(duì)環(huán)境溫度和測(cè)試設(shè)備要求苛刻，而且測(cè)試時(shí)間長(zhǎng)。 因它能獲得很高的測(cè)量準(zhǔn)確度，世界各國(guó)都采用它作為國(guó)家功率標(biāo)準(zhǔn)。采用自動(dòng)反饋電路可大大縮短測(cè)試時(shí)間，改善測(cè)量的精密度。量熱式功率計(jì)可分為替代靜止式和替代流動(dòng)式量熱計(jì)，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(dòng)式量熱計(jì)常用來(lái)測(cè)量大功率,例如水負(fù)載量熱計(jì),量程可達(dá)2000瓦;誤差