微波功率計
通過功率測量可以獲得功率、衰減、增益、電壓、電流、介電常數(shù)、相位角、復反射系數(shù)等參數(shù)。為了實現(xiàn)微波測量儀器的寬頻帶、多功能、高精度、快速自動化,國內(nèi)外涌現(xiàn)出了一批新一代的功率計。
1957年出現(xiàn)精密自平衡電橋以前,最準確的測輻射熱器微波功率計都是采用手動惠斯登電橋。操作費時費事,測量動態(tài)范圍小,易燒毀測輻射熱器元件。美國國家標準局(NBS)Boulder實驗室在1957年研制成第一臺精密直流替代自平衡電橋提高了測量準確度。
1970年又進行了改進,全部采用固體電路。此時國外市場已出現(xiàn)較精密的自平衡電橋的商品。如美國Weinsehel公司的PB-IC自動平衡精密微波功率電橋。促進了微波精密測量技術(shù)的發(fā)展。
NBS首先應用直流自平衡電橋技術(shù)穩(wěn)定微波訊號源的輸出功率。由于測輻射熱器元件比微波晶體有更高的固有穩(wěn)定性和更低的噪聲,所以用它取代晶體作為功率電平取樣器,自平衡電橋穩(wěn)幅系統(tǒng)可使訊號發(fā)生器的輸出功率獲得每小時10量級的穩(wěn)定度。稍后又推廣應用于精密測量微波衰減(直流替代法),使測量系統(tǒng)的穩(wěn)定度和分辨度提高了兩個數(shù)量級,在0.01~50dB衰減量程內(nèi)獲得了0.0001~0.06dB的測量準確度。同時,還應用于測量鎮(zhèn)流電阻座的效率,將測量鎮(zhèn)流電阻座效率的阻抗法的測量準確度提高了一個多數(shù)量級,使阻抗法成為建立波導微波小功率標準的流行的準確方法之一。阻抗法不僅可與微波微量熱計方法相互比對,而且更適合于在大尺寸波導中應用。
近年出現(xiàn)的6端口網(wǎng)絡分析儀,可直接在微波頻率上測量各種復數(shù)和實數(shù)參數(shù)。其中5個端口要使用精密自平衡微波功率計。
1978年,美國科學家指出,隨著數(shù)字設備成本的進一步降低,未來的趨勢不是發(fā)展通用的大規(guī)模自動測試系統(tǒng),而是發(fā)展小型的自動測量系統(tǒng)。在今后的小型自動測量系統(tǒng)中,6端口技術(shù)將占主導地位。
1964年真空噴涂技術(shù)被應用到功率探頭制造以后,薄膜熱電偶式功率計開始嶄露頭角。70年代,制造出了半導體熱電偶功率探頭,繼而推出了低勢壘肖特基二極管型功率探頭,無論在頻率范圍、功率范圍或在低反射系數(shù)等各項技術(shù)參數(shù)方面都顯示了強大的生命。
ZEROCAL鍵
該鍵用于完成功率探頭的校零和校準操作。如果功率探頭需要同時校零和校準時,必須將探頭連接到校準器的輸出端口上,當按下該鍵時,功率探頭被自動校零,然后自動完成校準數(shù)據(jù)處理過程,該過程完成功率探頭的功率線性校準以及功率溯源,并將校準數(shù)據(jù)存儲在功率計主機的內(nèi)存中。若僅進行功率探頭校零操作,功率探頭不需要連接到校準器的輸出端口上。當在探頭未連接到校準器狀態(tài)下按下該鍵時,功率計僅完成自動校零作用。當對功率探頭進行校零時,最好將探頭和被測信號源連接在一起,在信號源輸出功率關(guān)閉狀態(tài)下操作,這樣功率計可將被測件和功率探頭之間的微小地電壓歸一化掉。
FREQ鍵
該鍵用于輸入被測信號的頻率,功率計自動調(diào)用被設置頻率對應的功率探頭的校準因子值進行測量值修正,以提高功率測量的準確度。如果輸入信號的頻率變化太快而無法從前面板置入時,可以從功率計后面板的"VFIn輸入一個對應信號源頻率變化的電壓值,并通過適當?shù)牟藛卧O置,可較快的調(diào)用相應頻率的校準因子值。若功率計在遠控狀態(tài)下,功率計可以從GP-IB總線上讀取頻率信息。
REL鍵
該鍵用于相對測量(測量值不是絕對單位值,而是用dBr表示的相對于參考電平的相對值)。按下該鍵時,功率計自動以當前的測量值作為參考基準進行相對測量。再次按下該鍵,將會取消相對測量作用。
MENU/ESCAPE鍵
該鍵用于激活功率計的一些設置菜單,同時也可作為返回鍵使用以退出菜單設置。(不管當前的設置菜單在哪一級,都可直接退回到測量狀態(tài))。
dBm/mW鍵
該鍵用于進行功率的對數(shù)測量單位(dBm)和線性測量單位(mW)之間的轉(zhuǎn)換。缺省狀態(tài)為對數(shù)格式。
RECALL鍵
該鍵用于調(diào)用已存儲的儀器設置狀態(tài)。這些儀器狀態(tài)是由[SAVESETUP]菜單設置的,可以存儲在1~20個寄存器內(nèi)。存儲時,用←或→光標鍵選擇(Reg#0),用↑或↓鍵選擇一寄存器(1~20值)。(Preset)用于設置功率計的缺省狀態(tài)(即復位操作)。
ENTER/LOCAL鍵
該鍵用于確定菜單選擇,輸入已選擇的選項或數(shù)值。同時當作LOCAL鍵使用,從遠控狀態(tài)(GP-IB狀態(tài))恢復為本地狀態(tài)。
注意探頭方向和量程的選擇。
勿將功率計本該接天線的端口接在設備的射頻發(fā)射端,容易燒毀功率計。
測量前注意利用校準源校準。
使用功率計時頻率和被測頻率應一致。
當測量功率小于-50dBm時應在測試前校零。
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