微波功率测量8.docVIP

功率的测量（Ⅰ） —功率计原理，功率测量误差及处理 一．微波功率及测量的一般概念 1、 微波功率是微波的一个基本物理量，微波功率测量是微波的三个基本测量之一 问题：（1）；在波导中（非TEM波）电流、电压失去唯一性，只能用等效电流、电压表示，但输出功率仍然是确定的。 （2）、功率与有关系： （3）、可否绕开测，用功率计直接测增益 2、基本测量仪器：功率计、频谱仪、功率+频率计数器 3、测量连接方式分终端式和通过式： 终端式 通过式 4、 测量的内容 10 确定源的资用功率Pa 20 确定负载吸收功率PL OR 额定功率P0 3、微波功率表示方法： 用功率： ： 、、、、、 用电平：以某一功率为基准，用相对值表示功率大小： 时 优点1、直接加减： 优点2、用分贝表示可使数值变小。 5、 测量方法 正确使用功率计： 功率计基本方框图 另：正确使用频谱分析仪。 ※选合适量程；※机壳稳妥接地 6、 有关常识 ▇微波功率分类 ◢按功率计量程分 另：KW,MW,GW ◢按调制分类 10 连续波功率 PaW—一周期损耗能量（平均） 20 脉冲调制功率 功率计用来测平均功率，脉冲功率可以通过计算 ①平均功率 获得： ②脉冲功率 ③峰值功率PP-脉冲峰值处功率。——雷达发射机的主要指标。 ▇功率单位 ◢绝对单位： ◢相对单位 —P0=1W，A —P0=1 ——工程中使用最多 二．功率计的基本原理 ※小功率晶体二极管方案： 检波器方案 选频放大方案 ※热偶式中、小功率计： 当两种不同金属结点的温度被提高到比其余两个自由端具有温度差时，自由端之间会产生与温度成正比的直流电势（热电势），这种现象称热电效应。能产生热电势的一对特定金属称为热电偶。 1原理：应用微波功率的热效应，把微波功率转化为其他形式的功率，予以替代测量。 2框图 ◢从微波的意义上讲，功率计相当于终端负载。 ◢功率座吸收微波功率并予以转化。其装置的中心成为敏感元件。 热敏电阻式小功率计： 测热电阻是利用电阻的热效应把微波功率变换成电信号，是具有显著电阻温度系数的材料制成的一种电阻元件，分为正温度系数和负温度系数热敏电阻。 分流法原理图： ▇源内阻Rg+Ri远大于外电路的电阻，I0—const ▇测量 10 初平衡 P=0（未输入微波功率）K—断。调Rg使IG=0。记下I0此时Rb上只消耗直流功率。 20 再平衡 P=P（输入微波功率）K—通（IK为分流电流）调RK使IG=0。记下IK此时Rb上消耗直流功率和微波功率P 30计算 由上P1=P2 ∴被测微波功率 由于 ▇由上 这种功率计是把微波功率转化为直流功率予以替代测量，其功率座（探头）的中心元件为热敏电阻Rb ※微波中、大功率测量： 1、扩展小功率计量程法： 2、量热式液体负载法： 三．微波功率测量的误差来源和处理方法 ▇设测量的对象为微波源的资用功率Pa或额定功率P0 ▇误差来源： 1替代测量装置方面 2功率座方面 环境温度变化：预热和快速测量 失配误差 ——应用“功率方程式”修正 ◎匹配源情况： 相对失配误差为： 的校正值： ◎失配源情况： 效率误差和替代误差 功率座敏感元件以外的部分吸收微波功率所造成的误差称为“效率误差”， 微波功率的热效应与其他形式的功率的热效应的差异引起的误差为“替代误差”。 为此，设： PL—功率座吸收的净微波功率 P—功率座敏感元件吸收的净微波功率 Pb—替代功率 引入 1、探头的效率 2、替代效率 可用去衡量效率误差和替代误差。 应该注意到， 3、有效效率 4、功率座的校准系数 5、关系： 如果把定义为功率计的参数，并通过“校准”而确定它，则可根据Pb而得出PL，从而减少了这两种误差。 6、使用：功率计给出多个频点的校准系数，功率计显示， 功率校正值为： 四．直接比较法校准有