中功率功率计校准研究.pdf

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1、仪雁’]砜中功率功率计校准研究口孔雨聆洪力李潇刘潇功率计是当代电子信息技术研究中非常关键的测量仪器．主要用于无线通信及电磁技术研究中的高频信号的功率测量，其测量准确度对于高频器件、天线设计、无线通信系统的研制及航天军工领域的信息图1终端式中功率计校准方法技术研究均至关重要。按测量功率范围分类，可分为大功率、中功率和小功率功率计中功率功率计目前竺兰H竺兰H竺H至兰兰H兰!l广泛应用于无线通信基站、小型无线通信系统的研制图2通过式中功率计校准方法与测量中．大量应用于民用和军用领域，其市场保有量巨大．校准需求旺盛．

2、而且大部分都是进1：3品牌的给出示数：同时另一路信号通过衰减器衰减后输出给产品．准确度较高，对测量要求十分严格。标准功率计读数。标准功率计示数进行衰减修正后与目前．中国计量科学研究院已建立有微波小功率被测功率计示数比对．从而完成对被测功率计的校基准。毫瓦及微瓦级的小功率计可通过相应的工作标准。当然，对一个功率计的校准．需要做多频点、多功准溯源到小功率基准。而中功率校准，目前我院主要率值的测量。这里的标准功率计是小功率计．作为工开展频率范围为IMHz～IGHz、功率范围为(O．5～10)W作标准．其量值可溯源至

3、国家微波小功率基准。的业务．而由于提升中功率信号测量准确度较为困二、中功率校准存在的问题及解决办法难．通常中功率工作标准是采用小功率计加中功率衰由于谐波和噪声对功率探头影响较大．不同类减器的方式溯源到小功率基准型、不同频段或不同厂家的功率探头特性不尽相同，一中功率探头分类校准思路当用于参考的功率信号进入被测功率计中．较大的谐、按功率计在测试系统中的连接方式分类．功率计波会导致很大的读数差异。因此．对于校准中功率探可分为终端式和通过式两种。终端式功率计把功率计头的激励源．其输出信号的功率大小，信号的纯净度探头作

4、为测试系统的终端负载．功率计吸收全部待测和稳定度是校准装置的核心问题。目前。有两种方案功率．由功率指示器直接读取功率值。通过式中功率可供选择．一是使用功率放大器加滤波器的方案．二计是利用某种耦合装置(如定向耦合器、耦合环、探针是采用点频功率源的方案结合现有条件和出于校准等)．从传输的功率中按一定的比例耦合出一部分功灵活性的考虑．本文采用前者为主要方案。率．送人功率计度量，传输的总功率等于功率计指示此外．系统中的衰减器、滤波器、定向耦合器等无值乘以比例系数。对这两类中功率计的校准，分别采源器件．在较大的功率下产

5、生的热量，也会对这些无用如图1、图2所示的校准思路。源器件的幅频特性产生影响。这里．信号源和功率放大器提供中功率信号输本文采用高精度信号源及功率放大器产生的中出：被测功率计为中功率计，直接接收中功率信号并功率等级的高频信号，并通过指定频点的带通滤波器84中I$li-l-iChinaMetrology2012．2仪准_]U饥消除由功放和噪声产生的不需要的谐波——将分量信和号噪通声过，衰从减而器保将证其信衰号减的至纯小净度功率。再信IL卜_．：；H广]垫竺全兰HrI叠兰兰H『_1兰号．通过作为传递标准的小功率计溯

6、源至衰减器小功率基准以此对一个作为标准的中功率探头进行定标l竺兰I整个过程中．比较关键的部分就是对图3中功率校准装置的基本框图功率放大器输出信号进行滤波．只有有效抑制其中的谐波分量和噪声．才能得到该测量频率的的基本框图根据目前市场主流中功率功率计的指标要准确可供参考的功率信号有两种方案对信号进行滤求及现有条件．建立的中功率标准的频率范围为1MHz～波．一是使用低通滤波器．该类型滤波器利用LC网络3GHz．可校准功率范围为1W～50W。进行工作．可较好抑制截止频率以上的信号．其优点三、中功率自动校准的实现是功率

7、损失较小．承受功率大．同样功率等级的放大功率计的日常校准量大繁琐．完全依靠检定员手器．可增大功率测量范围．但缺点则是对噪声的抑制动操作各个仪器以及记录数据．工作量很大．并且容较为薄弱。二是使用带通滤波器，该类型滤波器则是易出错对这种程式化的工作如果能够实现自动校利用腔体谐振特性进行工作．可对通带外的信号进行准．将极大地提高工作效率．可将检定员从繁重的校抑制．该滤波器优点是能够有效的降低信号噪声．承准工作中解放出来．有助于检定员对Et常工作的提炼受大功率．但不利之处是损失功率较大．会降低功率总结、提高服务品质。

8、测量范围。本文以提高测量准确性为目标，拟采用带如图3所示中功率校准装置框图．在实际校准过通滤波器作为中功率标准装置的信号滤波方式．同程中，需要反复进行操作的仪器主要有信号源、衰减时，要满足1MHz～3GHz频段内的多个测量频点．应采器、滤波器以及功率计，需要根据不同的测试点(频率用约20个不同中心频率的带通滤波器组成滤波器组值、功率值)对这些仪器进行相应的设置和读数．进行工作LabView在控制仪器