射頻功率測量技術(shù)及其應(yīng)用
0 引言
射頻功率計(jì)一般由功率傳感器(亦稱功率探頭)、功率檢測電路和顯示裝置組成。功率計(jì)分吸收式(又稱終端式)和通過式兩種,前者是以功率傳感器探頭作為被測系統(tǒng)的終端負(fù)載,由它吸收全部被測功率,最后通過顯示器顯示出被測功率值。
測量射頻功率有4種方法:
①利用二極管檢測功率法;
②等效熱功耗檢測法;
③真有效值>直流( TRMS> DC)轉(zhuǎn)換檢測功率法;
④對數(shù)放大檢測功率法。下面分別介紹這4種方法并對各自的優(yōu)缺點(diǎn)加以比較,最后闡述射頻功率測量系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。
1 利用二極管檢測功率法
用二極管檢測輸入功率的電路如圖1所示
圖1(a)為簡單的半波整流、濾波電路,該電路的總輸入電阻為50Ω。VD為整流管, C為濾波電容。射頻輸入功率PIN經(jīng)過整流濾波后得到輸出電壓UO.但當(dāng)環(huán)境溫度升高或降低時UO會顯著降低。圖1( b)為經(jīng)過改進(jìn)后的二極管檢測輸入功率的電路,該電路增加了溫度補(bǔ)償二極管VD2,可對二極管VD1的整流電壓進(jìn)行溫度補(bǔ)償。二極管具有負(fù)的溫度系數(shù),當(dāng)溫度升高時VD1的壓降會減小,但VD2的壓降也同樣地減小,最終使輸出電壓仍保持恒定。補(bǔ)償后UO與PIN、誤差γ的特性曲線如圖2所示,圖2中給出了當(dāng)環(huán)境溫度分別為+25℃、- 40℃和+85℃時的誤差曲線。
需要指出,二極管檢測電路是以平均值為響應(yīng)的,它并不能直接測量輸入功率的有效值,而是根據(jù)正弦波有效值與平均值的關(guān)系來間接測量有效值功率。顯然,當(dāng)被測波形不是正弦波時,波峰因數(shù)就不等于1.4142,此時會產(chǎn)生較大的測量誤差。
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