微波信号功率的测量.ppt

热电偶7.2.3微波晶体二极管式功率计晶体管检波的原理一般金属—半导体结二极管的伏安特性为其中Is为反响饱和电流；q为电子电荷；k为波尔兹曼常数；T为热力学温度。VsCbRmatchingRsVo+-[watts]SquareLawRegionofDiodeSensor0.01mW-70dBmVO(log)LinearRegion0.1nW-20dBmVoμPINPIN第七章微波信号功率的测量主要内容：功率测量的基础知识微波功率计的测量原理微波功率测量的误差分析7.1功率测量概述主要内容：功率的定义和单位功率方程微波功率测量的一般电路一、功率的基本定义:平均功率：信号在一个周期内能量变化的平均速率。瞬时信号的平均功率由下式给出：1通常功率定义为在所包含最低频率的多个周期上，单位时间所传输能量的平均值。2AveragePowertimeAverageoverseveralmodulationcyclesAverageovermanypulserepetitions1.平均功率：如果被测信号的电压和电流是连续的正弦波（CW），那么其平均功率的表达式为：P=V×I×cosθ01式中，P为平均功率；V为电压的均方值；I为电流的均方值；θ为电压与电流的相位差。01在实际测量中，用于接受功率的功率传感器表现为一个纯电阻负载，所以上述公式变为：P=V2/R或P=I2×R011.平均功率：01另外，也可将功率传感器设计成“均方值”响应传感器。如果一个被测信号包含有很多频谱分量，那么该传感器将对所有频谱分量给出如下响应：02P=(V12+V22+…+Vn2)/R03该式表明响应的总功率是多个正弦信号功率分量之和，这些谱分量可能是某种信号的调制边带、谐波或其他一些频率分量。01在脉冲持续时间内取平均功率，其表达式：脉冲功率02指在载频周期内，占有脉冲功率包络线最大值处的微波功率的平均值。峰值功率PPP可直接测量，或根据平均功率Pav、占空系数Q和脉冲波形系数K用下式计算确定：Ppp=PavT/τ峰值功率：TypesofPowerMeasurementsAveragePower

PulsePower

PeakEnvelopePowerCWRFsignalPulsedRFsignalGaussianpulsesignal二、功率的单位：瓦一个更为方便的单位是dBm──它是相对于1mW，以dB为单位的功率级。因此0dBm是1mW。例如+36dBm是多少？让我们由0dBm开始，我们已经知道它是1mW。+30dBm将是1mW*10*10*10，即1W。+6dBm是1W*2*2，因此最后结果是4W。23dBm是多少？使用同样方法从1mW开始，-20dBm是10μW。-3dBm将减半，因此最后结果是5μW我们通常在SI单位制中规定功率单位为W。这是一种绝对测量。有时以比率说明功率更为方便。特别是涉及比较2个功率级的增益或损耗时。这是用分贝（dB）表示的相对功率概念。01用分贝单位表示增益或损耗有二个优点──它是容易表示大数（或小数）的计数法。此外，几级级联网的总效应可以用相加dB单位的简单方法代替线性值相乘。02二、功率的单位：瓦三、微波功率测量的一般电路在功率测量中，功率常常被定义为一种在系统或系统元件之间传递的能量之比。两种主要的功率测量类型：一种是传送功率测量，即功率计或测量技术用于确定从信号源到负载的传送功率；另一种是接受功率测量即功率计或测量技术用于接收并测量被测信号功率。接收变换器测量装置读数装置P接收变换器测量装置读数装置P至负载终端式(吸收式）功率计的结构图通过式功率计的结构图四.功率方程功率方程是功率测量线路中正确分析待测功率值的基础。如图表示了信号源和负载之间的功率传输关系。信号源负载ΓgΓLbabgbg代表信号源能向无反射负载提供的信号波幅；入射到负载的入射波a为：入射波功率Pin为：010201同理，负载反射的功率Pr为：02因此，信号源传输到任意负载上的净功率为：当ΓL=Γg*时（共轭匹配），此时信号源传输到负载上的功率最大，PA称为资用功率，它表明信号源可能输出的最大功率。上式即为功率关系式。010203微波功率计测量原理测辐射热式功率计利用某些温度敏感元件的电阻随所加的高频功率或电压、电流的