射频中功率量值准确测量的研究

一、引言

随着通信、广播电视行业的飞速发展，对射频中功率的准确测量的要求越来越高，尤其是对发射机测试，基本都是要求在现场测试。对射频中功率测试的最简单的方法是采用功率计法，但测量不确定度只能达到8%~ 10% ，有时无法满足要求。为此，我们采用大功率衰减器和小功率计组合完成射频中功率的测量，测量不确定度达到了5% ，能够满足目前多数射频中功率测量的要求。

二、方案选择

我们选择Weinschel Crop.的大功率衰减器40-40-43和R/S公司的功率计NRVS组成这套测量系统。大功率衰减器40-40-43是一个40dB、最大连续波输入150W，工作频率范围DC~ 1.5GHz的固定衰减器，功率计NRVS的测量范围是10MHz~ 18GHz、1nW~20mW.整个装置设计的测量范围为频率:10MHz~ 1GHz、功率： 50W.

1.测量原理

该方法测量的原理如图1所示。

图中：

PS为小功率座吸收的净功率;

PL为大功率衰减器输入端吸收的净功率;

PG0为被测信号源连接无反射负载时的输出功率;

ΓS为小功率座输入端的反射系数;

ΓL为衰减器输入端的反射系数;

ΓG为被测信号源输出端的反射系数。

将衰减器作为二端口网络，可得到被测信号的无反射负载输出功率PG0表示式如下：

式中S11、S12、S21、S22是衰减器的四个散射参数。

根据衰减的定义可知：

上式中失配项用M表示，即

式( 4)改写

为设PbS为小功率计的直流(或音频)替代功率， K为小功率座的校准因子。则净功率PS可用下式表示：

可见，已知衰减器的衰减量A′和小功率座的校准因子K ，就可由替代功率PbS求得功率PG0，

2.测量方案

本测量系统中的衰减器和功率计定标值如表1、表2所示，其中UA′M是衰减器定标值的扩展不确定度，UK是功率座校准因子定标值的扩展不确定度。

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