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本公司已成為眾大中小企業(yè)的固定供應(yīng)商及國(guó)內(nèi)貿(mào)易商合作伙伴,至力于成為行業(yè)中之一的公司。

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鳥(niǎo)牌Bird功率計(jì)如何做到有效的測(cè)量

1內(nèi)容提要

通帶插入損耗是無(wú)源射頻器件(如濾波器,發(fā)射合路器,電纜)的重要指標(biāo)。而用常見(jiàn)的單臺(tái)功率計(jì)輸入輸出測(cè)試法卻

不能獲得準(zhǔn)確的結(jié)果。本文解釋了產(chǎn)生誤差的原因,并描述了-種在工程中極為實(shí)用的雙功率計(jì)測(cè)試法,用這種方法所得的

測(cè)試結(jié)果與在實(shí)驗(yàn)室用網(wǎng)絡(luò)分析儀所得的結(jié)果幾乎-致。

另外，本文還強(qiáng)調(diào)了測(cè)試電纜和接頭對(duì)測(cè)試精度的重要作用,而這些問(wèn)題在工程中是往往容易被忽略的。

2引高

通帶插入損耗是無(wú)源射頻器件的主要指標(biāo)。典型的插入損耗值相對(duì)較小,因此用普通的測(cè)量方法很難達(dá)到實(shí)驗(yàn)室的測(cè)試

精度。在實(shí)驗(yàn)室和I廠,通常采用網(wǎng)絡(luò)分析儀來(lái)測(cè)量插入損耗。用常見(jiàn)的無(wú)線電發(fā)射機(jī)作為信號(hào)源和射頻功率計(jì)如BIRD43

或同類的儀器很難**地測(cè)量出大功率狀態(tài)下的插入損耗值。實(shí)際上,在大功率狀態(tài)下不能直接測(cè)量插入損耗,插入損耗值必

須通過(guò)被測(cè)器件(以下簡(jiǎn)稱DUT )的輸出輸入射頻功率比進(jìn)行計(jì)算而得,公式如下:

IL (dB)=10Ig (Po/Pi)

其中Pi和Po分別為DUT的輸入和輸出射頻功率。

3單臺(tái)Bird功率計(jì)測(cè)試法

通常用一臺(tái)功率計(jì)來(lái)測(cè)量器件的輸入輸出功率不可能有足夠的精度來(lái)校驗(yàn)插入損耗的出廠指標(biāo),產(chǎn)生誤差的原因有很多。

圖一描述了一種功率測(cè)量的常見(jiàn)方法。DUT在工作頻率上的插入損耗的插入損耗指標(biāo)是- 1.5dB.功率計(jì)采用帶50W探頭

的BIRD43型,發(fā)射機(jī)則采用30W移動(dòng)收發(fā)信機(jī),用于連接設(shè)備的是任意長(zhǎng)度的同軸電纜。

在圖1A中,發(fā)射機(jī)通過(guò)功率計(jì)和測(cè)試電纜1,2連接到DUT.當(dāng)發(fā)射機(jī)打開(kāi)時(shí),功率計(jì)指示32 3W的正向功率記為.

Pi=32.3W。在圖1B中。發(fā)射機(jī)通過(guò)電纜1與DUT連接，而此時(shí)DUT的輸出則通過(guò)電纜3 ,功率計(jì)和電纜2與負(fù)載連接。此

時(shí)功率計(jì)指示20W的正向功率。記為P o=20.0W。

經(jīng)過(guò)上述的測(cè)量.可將插入損耗計(jì)算如下:

IL ( dB ) =10 lg (20/32.3)=-2.1dB

顯然這個(gè)結(jié)果與出廠指標(biāo)不符,是指標(biāo)錯(cuò)了嗎?在下任何結(jié)論之前,讓我們來(lái)看看單功率計(jì)測(cè)量法所固有的可能產(chǎn)“生誤差的原因。

3.1產(chǎn)生測(cè)量誤差的原因

3.1.1發(fā)射機(jī)負(fù)載阻抗的變化

在圖1A和1B中,不同長(zhǎng)度的電纜被用于連接DUT和發(fā)射機(jī)。如果DUT的輸入阻抗不是純阻并且不等于50歐,則如改變

DUT和發(fā)射機(jī)之間的電纜長(zhǎng)度，也會(huì)弓|起呈現(xiàn)在發(fā)射機(jī)的負(fù)載阻抗的幅度和相位的改變。因此,當(dāng)從DUT的輸入輸出端移

動(dòng)功率計(jì)和電纜而引|起阻抗變化時(shí),發(fā)射機(jī)的輸出功率也將隨之而變化。

3.1.2Bird功率計(jì)的位置

在端接失配或電抗性負(fù)載的傳輸線上存在著駐波。由于負(fù)載駐波的存在,在不同的點(diǎn)上,用功率計(jì)進(jìn)行的功率測(cè)量所得的結(jié)果也不同。

3.1.3電纜及固有插入損耗

在計(jì)算插入損耗時(shí),必須考慮到會(huì)影響功率測(cè)量的內(nèi)部連接電纜的損耗。在上述測(cè)量中,出廠指標(biāo)和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的誤差為

0.6dB。如果測(cè)試發(fā)射機(jī)不穩(wěn)定,誤差將會(huì)更大。

3.1.4發(fā)射機(jī)的不穩(wěn)定性

如果負(fù)載咀抗不是50歐純阻，可能引起某些發(fā)射機(jī)的功率放大器的不穩(wěn)定。尤其是諧振器件(如腔體濾波器)， 會(huì)在截

止響應(yīng)頻率上產(chǎn)生-個(gè)很大的電抗。 這可能會(huì)引|起參量振蕩,從而在DUT的通帶以外產(chǎn)生很大的輸出功率。如果發(fā)射機(jī)產(chǎn)生

振蕩，則功率計(jì)所測(cè)得的發(fā)射機(jī)輸出功率將會(huì)包括雜散功率。如果大部分雜散功率被DUT衰減掉，則結(jié)果將會(huì)產(chǎn)生一 個(gè)假

的插入損耗”。根據(jù)雜散載波功率比和DUT的響應(yīng),甚至可能會(huì)尸“生更大的插入損耗測(cè)量誤差。

在圖1C中,發(fā)射機(jī)通過(guò)一條更短的、不規(guī)則長(zhǎng)度的電纜與DUT (濾波器)連接,于是,產(chǎn)生了振蕩, DUT (濾波器)輸出

端_上功率計(jì)和正向功率讀數(shù)僅為155W ,因?yàn)榇蠹s有4 5W的雜散功率沒(méi)有通過(guò)DUT (濾波器)。此時(shí)可求得插入損耗為:

IL =10Lg ( 15.5/32.5)=- 3.2dB

這個(gè)結(jié)果當(dāng)然是錯(cuò)誤的。

輸出功率測(cè)量(不穩(wěn)定的發(fā)射機(jī))圖1單功率計(jì)插入損耗測(cè)試法(不推薦)

4推薦的測(cè)試方法

種方法將會(huì)避免上述的大部分問(wèn)題。首先用圖2A 的測(cè)試步騾獲得用于校正測(cè)試設(shè)備的插入損耗和功率計(jì)的相對(duì)校正誤差

的功率計(jì)讀數(shù)。而圖2B的步驟則用于測(cè)量輸入和輸出功率。

電纜1被切割成一定的長(zhǎng)度,從而保證從發(fā)射機(jī)的輸出到功率計(jì)的輸出之間的總傳輸線長(zhǎng)度為測(cè)試頻率的半波長(zhǎng)的整數(shù)倍。

這樣可以保證由發(fā)射機(jī)看去的負(fù)載阻抗與連接在功率計(jì)1.上的DUT的阻抗相等。在功率計(jì)的操作手冊(cè)上,通常包括了對(duì)于不

同的頻率范圍所需的測(cè)試電纜的佳長(zhǎng)度。

在圖2B中,功率計(jì)1和2用一條很短的電纜或N(M)-N(M)轉(zhuǎn)接器與DUT的輸入和輸出連接,也可用90度穹角的N(M)-N(F )

轉(zhuǎn)接器以便于功率計(jì)與DUT之間的連接。在圖2A中,功率計(jì)之間的連接與圖2B相同。只是中間附加了一-個(gè)N(F)-N(F)轉(zhuǎn)接器代替DUT.

在圖1和2中, 50歐負(fù)載電阻應(yīng)通過(guò)-條短同軸電纜或N(M)-N(M)轉(zhuǎn)接器 與功率計(jì)2的輸出連接。如果負(fù)載的回波損耗

為-30dB (駐波比小于1.06 )或更好,則功率計(jì)與負(fù)載電阻之間的傳輸線的長(zhǎng)度不需要特別要求。

Bird功率計(jì)的測(cè)試步驟如下:

1.如圖2A所示，將功率計(jì)1和功率計(jì)2直接相連,打開(kāi)發(fā)射機(jī)并記下正向功率讀數(shù)P1和P2。

2.關(guān)閉發(fā)射機(jī)，并在功率計(jì)1和2之間接入DUT ,如圖2B所示。

3.再打開(kāi)發(fā)射機(jī)并記下正向功率讀數(shù)P3和P4。

4.插入損耗計(jì)算如下:

IL ( dB ) =10lg( P1xP4/P2xP3 )

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