射頻功率測量技術及其應用
0 引言
射頻功率計一般由功率傳感器(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的終端負載,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)轉換檢測功率法;
④對數放大檢測功率法。下面分別介紹這4種方法并對各自的優缺點加以比較,最后闡述射頻功率測量系統的優化設計。
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經過整流濾波后得到輸出電壓UO.但當環境溫度升高或降低時UO會顯著降低。圖1( b)為經過改進后的二極管檢測輸入功率的電路,該電路增加了溫度補償二極管VD2,可對二極管VD1的整流電壓進行溫度補償。二極管具有負的溫度系數,當溫度升高時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中給出了當環境溫度分別為+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的,它并不能直接測量輸入功率的有效值,而是根據正弦波有效值與平均值的關系來間接測量有效值功率。顯然,當被測波形不是正弦波時,波峰因數就不等于1.4142,此時會產生較大的測量誤差。
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