射頻中功率量值準(zhǔn)確測(cè)量的研究

一、引言

隨著通信、廣播電視行業(yè)的飛速發(fā)展，對(duì)射頻中功率的準(zhǔn)確測(cè)量的要求越來越高，尤其是對(duì)發(fā)射機(jī)測(cè)試，基本都是要求在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。對(duì)射頻中功率測(cè)試的最簡(jiǎn)單的方法是采用功率計(jì)法，但測(cè)量不確定度只能達(dá)到8%~ 10% ，有時(shí)無法滿足要求。為此，我們采用大功率衰減器和小功率計(jì)組合完成射頻中功率的測(cè)量，測(cè)量不確定度達(dá)到了5% ，能夠滿足目前多數(shù)射頻中功率測(cè)量的要求。

二、方案選擇

我們選擇Weinschel Crop.的大功率衰減器40-40-43和R/S公司的功率計(jì)NRVS組成這套測(cè)量系統(tǒng)。大功率衰減器40-40-43是一個(gè)40dB、最大連續(xù)波輸入150W，工作頻率范圍DC~ 1.5GHz的固定衰減器，功率計(jì)NRVS的測(cè)量范圍是10MHz~ 18GHz、1nW~20mW.整個(gè)裝置設(shè)計(jì)的測(cè)量范圍為頻率:10MHz~ 1GHz、功率： 50W.

1.測(cè)量原理

該方法測(cè)量的原理如圖1所示。

圖中：

PS為小功率座吸收的凈功率;

PL為大功率衰減器輸入端吸收的凈功率;

PG0為被測(cè)信號(hào)源連接無反射負(fù)載時(shí)的輸出功率;

ΓS為小功率座輸入端的反射系數(shù);

ΓL為衰減器輸入端的反射系數(shù);

ΓG為被測(cè)信號(hào)源輸出端的反射系數(shù)。

將衰減器作為二端口網(wǎng)絡(luò)，可得到被測(cè)信號(hào)的無反射負(fù)載輸出功率PG0表示式如下：

式中S11、S12、S21、S22是衰減器的四個(gè)散射參數(shù)。

根據(jù)衰減的定義可知：

上式中失配項(xiàng)用M表示，即

式( 4)改寫

為設(shè)PbS為小功率計(jì)的直流(或音頻)替代功率， K為小功率座的校準(zhǔn)因子。則凈功率PS可用下式表示：

可見，已知衰減器的衰減量A′和小功率座的校準(zhǔn)因子K ，就可由替代功率PbS求得功率PG0，

2.測(cè)量方案

本測(cè)量系統(tǒng)中的衰減器和功率計(jì)定標(biāo)值如表1、表2所示，其中UA′M是衰減器定標(biāo)值的擴(kuò)展不確定度，UK是功率座校準(zhǔn)因子定標(biāo)值的擴(kuò)展不確定度。

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