功率是表征微波信号特性的一个重要参数,微波功率测量技术随其应用范围的不同有很大区别,决定微波功率测量的因素有很多,包括信号频率范围、功率范围、功率电平、信号的频谱功率总量以及调制形式等。因此,只有深入了解未知信号及其频谱和调制成分,选择合适的功率探头及其功率计,才能获得准确的功率测量精度。
在大约低于100 kHz的低频,通常是通过跨接在已知阻抗上的电压来计算功率。随着频率的升高,由于有驻波出现,阻抗会发生变化,沿均匀传输线各部位的电压(或电流)常常不相等,而传输功率则有确定数值,特别是在波导传输中,电流和电压的定义失去唯一性,其测量更为困难,因而功率测量成为更通行的测量方式。几乎在所有射频和微波设备的设计中,功率测量是其必不可少的一项工作,例如,在通信系统中,发射机的发射功率越大,其覆盖的地域就越大,但提高功率也就意味着系统成本的上升,因此我们希望准确测量出输出功率,使设备达到设计要求,尽可能降低功率测量不确定度给发射机性能造成的模糊性;通过测量雷达发射机的发射功率,就可以确定该雷达的作用距离;功率测量还广泛应用于微波器件的测试,例如采用参考功率法测量器件的增益、插损、端口驻波、隔离度、耦合度等。
测量微波功率最常用的是“测热”的方法,即把微波功率转换成热能,然后用测热的方法进行测量。常用的测热式功率测量仪器有量热式功率计、热敏式功率计、热电偶式功率计。此外,还有用其他物理效应进行功率测量的功率计,例如二极管检波功率计。
几十年来,微波功率计的发展主要向着提高频率、拓宽频段、扩大量程、提高测量准确度、高速度及小型化、智能化、模块化以及探头系列化的方向发展。(www.xing528.com)
基于微波半导体技术、计算机技术以及数字信号处理技术的发展,功率检测器件的方式由最初的热敏电阻式、热电偶式向二极管检波式的方向发展。二极管式功率计具有动态范围大、测量速度快、测量功能强等特点,已成为当今世界微波功率计的发展主流。同时,随着微波通信、雷达、宇航技术的发展,在数字通信、数据信息传输、导航、雷达等系统中,脉冲调制的射频脉冲技术得到了广泛的应用,因而二极管式脉冲峰值功率计或峰值功率分析仪也成为微波功率测量仪器的重要组成部分,得到了广泛应用。
微波功率计广泛应用于无线电通信、雷达、电子对抗、广播电视、微波医疗设备和微波加热等军用、民用科研、生产、维护领域,对微波功率电平的精确测量已成为现代微波测量中最重要的一环,微波功率计是射频和微波领域最基本的测试仪器之一。
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