射頻中功率量值準確測量的研究

一、引言

隨著通信、廣播電視行業(yè)的飛速發(fā)展，對射頻中功率的準確測量的要求越來越高，尤其是對發(fā)射機測試，基本都是要求在現(xiàn)場測試。對射頻中功率測試的最簡單的方法是采用功率計法，但測量不確定度只能達到8%~ 10% ，有時無法滿足要求。為此，我們采用大功率衰減器和小功率計組合完成射頻中功率的測量，測量不確定度達到了5% ，能夠滿足目前多數(shù)射頻中功率測量的要求。

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NRVS組成這套測量系統(tǒng)。大功率衰減器40-40-43是一個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NRVS的測量范圍是10MHz~ 18GHz、1nW~20mW.整個裝置設(shè)計的測量范圍為頻率:10MHz~ 1GHz、功率： 50W.

1.測量原理

該方法測量的原理如圖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為被測信號源連接無反射負載時的輸出功率;

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為被測信號源輸出端的反射系數(shù)。

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

式中S11、S12、S21、S22是衰減器的四個散射參數(shù)。

根據(jù)衰減的定義可知：

上式中失配項用M表示，即

式( 4)改寫

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

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

2.測量方案

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

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