微波功率計(jì)

目前廣泛采用半導(dǎo)體熱電偶和肖特基二極管作為換能元件。熱敏電阻或熱變電阻型功率計(jì)一度曾占優(yōu)勢(shì)地位，但溫度特性影響了功率測(cè)量靈敏度的提高。

1964年真空噴涂技術(shù)被應(yīng)用到功率探頭制造以后，薄膜熱電偶式功率計(jì)開(kāi)始嶄露頭角。70年代，制造出了半導(dǎo)體熱電偶功率探頭，繼而推出了低勢(shì)壘肖特基二極管型功率探頭，無(wú)論在頻率范圍、功率范圍或在低反射系數(shù)等各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)方面都顯示了強(qiáng)大的生命。

安裝在顯示窗下面的按鍵用于完成功率計(jì)的測(cè)量和設(shè)置。各按鍵作用描述如下：

ZEROCAL鍵

該鍵用于完成功率探頭的校零和校準(zhǔn)操作。如果功率探頭需要同時(shí)校零和校準(zhǔn)時(shí)，必須將探頭連接到校準(zhǔn)器的輸出端口上，當(dāng)按下該鍵時(shí)，功率探頭被自動(dòng)校零，然后自動(dòng)完成校準(zhǔn)數(shù)據(jù)處理過(guò)程，該過(guò)程完成功率探頭的功率線性校準(zhǔn)以及功率溯源，并將校準(zhǔn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在功率計(jì)主機(jī)的內(nèi)存中。若僅進(jìn)行功率探頭校零操作，功率探頭不需要連接到校準(zhǔn)器的輸出端口上。當(dāng)在探頭未連接到校準(zhǔn)器狀態(tài)下按下該鍵時(shí)，功率計(jì)僅完成自動(dòng)校零作用。當(dāng)對(duì)功率探頭進(jìn)行校零時(shí)，最好將探頭和被測(cè)信號(hào)源連接在一起，在信號(hào)源輸出功率關(guān)閉狀態(tài)下操作，這樣功率計(jì)可將被測(cè)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(cè)信號(hào)的頻率，功率計(jì)自動(dòng)調(diào)用被設(shè)置頻率對(duì)應(yīng)的功率探頭的校準(zhǔn)因子值進(jìn)行測(cè)量值修正，以提高功率測(cè)量的準(zhǔn)確度。如果輸入信號(hào)的頻率變化太快而無(wú)法從前面板置入時(shí)，可以從功率計(jì)后面板的“VFIn輸入一個(gè)對(duì)應(yīng)信號(hào)源頻率變化的電壓值，并通過(guò)適當(dāng)?shù)牟藛卧O(shè)置，可較快的調(diào)用相應(yīng)頻率的校準(zhǔn)因子值。若功率計(jì)在遠(yuǎn)控狀態(tài)下，功率計(jì)可以從GP-IB總線上讀取頻率信息。

REL鍵

該鍵用于相對(duì)測(cè)量（測(cè)量值不是絕對(duì)單位值，而是用dBr表示的相對(duì)于參考電平的相對(duì)值）。按下該鍵時(shí)，功率計(jì)自動(dòng)以當(dāng)前的測(cè)量值作為參考基準(zhǔn)進(jìn)行相對(duì)測(cè)量。再次按下該鍵，將會(huì)取消相對(duì)測(cè)量作用。

MENU/ESCAPE鍵

該鍵用于激活功率計(jì)的一些設(shè)置菜單，同時(shí)也可作為返回鍵使用以退出菜單設(shè)置。（不管當(dāng)前的設(shè)置菜單在哪一級(jí)，都可直接退回到測(cè)量狀態(tài)）。

dBm/mW鍵

該鍵用于進(jìn)行功率的對(duì)數(shù)測(cè)量單位（dBm）和線性測(cè)量單位（mW）之間的轉(zhuǎn)換。缺省狀態(tài)為對(duì)數(shù)格式。

RECALL鍵

該鍵用于調(diào)用已存儲(chǔ)的儀器設(shè)置狀態(tài)。這些儀器狀態(tài)是由[SAVESETUP]菜單設(shè)置的，可以存儲(chǔ)在1～20個(gè)寄存器內(nèi)。存儲(chǔ)時(shí)，用←或→光標(biāo)鍵選擇(Reg#0)，用↑或↓鍵選擇一寄存器（1～20值）。(Preset)用于設(shè)置功率計(jì)的缺省狀態(tài)（即復(fù)位操作）。

ENTER/LOCAL鍵

該鍵用于確定菜單選擇，輸入已選擇的選項(xiàng)或數(shù)值。同時(shí)當(dāng)作LOCAL鍵使用，從遠(yuǎn)控狀態(tài)（GP-IB狀態(tài)）恢復(fù)為本地狀態(tài)。

在微處理機(jī)和工接口進(jìn)入電子儀器后，功率計(jì)和傳統(tǒng)的功率測(cè)量技術(shù)經(jīng)歷著一場(chǎng)新的變革?，F(xiàn)代測(cè)量技術(shù)的發(fā)展，如六端口技術(shù)，為功率測(cè)量開(kāi)拓出許多新的應(yīng)用領(lǐng)域。

通過(guò)功率測(cè)量可以獲得功率、衰減、增益、電壓、電流、介電常數(shù)、相位角、復(fù)反射系數(shù)等參數(shù)。為了實(shí)現(xiàn)微波測(cè)量?jī)x器的寬頻帶、多功能、高精度、快速自動(dòng)化，國(guó)內(nèi)外涌現(xiàn)出了一批新一代的功率計(jì)。

自50年代以來(lái)，微波小功率(0.1~10mw)測(cè)量的最高準(zhǔn)確度是利用自平衡直流替代的測(cè)輻射熱器功率計(jì)獲得的。隨著無(wú)線電技術(shù)和微波測(cè)量技術(shù)的發(fā)展，其方案不斷演變，應(yīng)用日趨廣泛，準(zhǔn)確度亦相應(yīng)得到提高。

1957年出現(xiàn)精密自平衡電橋以前，最準(zhǔn)確的測(cè)輻射熱器微波功率計(jì)都是采用手動(dòng)惠斯登電橋。操作費(fèi)時(shí)費(fèi)事，測(cè)量動(dòng)態(tài)范圍小，易燒毀測(cè)輻射熱器元件。美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局(NBS)Boulder實(shí)驗(yàn)室在1957年研制成第一臺(tái)精密直流替代自平衡電橋提高了測(cè)量準(zhǔn)確度。

1970年又進(jìn)行了改進(jìn)，全部采用固體電路。此時(shí)國(guó)外市場(chǎng)已出現(xiàn)較精密的自平衡電橋的商品。如美國(guó)Weinsehel公司的PB—IC自動(dòng)平衡精密微波功率電橋。促進(jìn)了微波精密測(cè)量技術(shù)的發(fā)展。

NBS首先應(yīng)用直流自平衡電橋技術(shù)穩(wěn)定微波訊號(hào)源的輸出功率。由于測(cè)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(hào)發(fā)生器的輸出功率獲得每小時(shí)10^-4量級(jí)的穩(wěn)定度。稍后又推廣應(yīng)用于精密測(cè)量微波衰減(直流替代法)，使測(cè)量系統(tǒng)的穩(wěn)定度和分辨度提高了兩個(gè)數(shù)量級(jí)，在0.01~50dB衰減量程內(nèi)獲得了0.0001~0.06dB的測(cè)量準(zhǔn)確度。同時(shí)，還應(yīng)用于測(cè)量鎮(zhèn)流電阻座的效率，將測(cè)量鎮(zhèn)流電阻座效率的阻抗法的測(cè)量準(zhǔn)確度提高了一個(gè)多數(shù)量級(jí)，使阻抗法成為建立波導(dǎo)微波小功率標(biāo)準(zhǔn)的流行的準(zhǔn)確方法之一。阻抗法不僅可與微波微量熱計(jì)方法相互比對(duì)，而且更適合于在大尺寸波導(dǎo)中應(yīng)用。

近年出現(xiàn)的6端口網(wǎng)絡(luò)分析儀，可直接在微波頻率上測(cè)量各種復(fù)數(shù)和實(shí)數(shù)參數(shù)。其中5個(gè)端口要使用精密自平衡微波功率計(jì)。

1978年，美國(guó)科學(xué)家指出，隨著數(shù)字設(shè)備成本的進(jìn)一步降低，未來(lái)的趨勢(shì)不是發(fā)展通用的大規(guī)模自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，而是發(fā)展小型的自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)。在今后的小型自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)中，6端口技術(shù)將占主導(dǎo)地位。

量程校準(zhǔn)器校準(zhǔn)功率計(jì)準(zhǔn)確度：將量程校準(zhǔn)器置于不同的功率輸出擋，通過(guò)觀察功率計(jì)上的示值，并計(jì)算出誤差來(lái)判斷被校功率計(jì)是否滿足要求。微波小功率標(biāo)準(zhǔn)裝置校準(zhǔn)功率基準(zhǔn)電平：利用微波小功率標(biāo)準(zhǔn)裝置對(duì)被校功率計(jì)1mW功率基準(zhǔn)電平輸出進(jìn)行校準(zhǔn)，可以提高校準(zhǔn)準(zhǔn)確度。

1. 使用前注意功率計(jì)和被測(cè)信號(hào)共地

2. 注意探頭方向和量程的選擇

3. 勿將功率計(jì)本該接天線的端口接在設(shè)備的射頻發(fā)射端，容易燒毀功率計(jì)

4. 測(cè)量前注意利用校準(zhǔn)源校準(zhǔn)

5. 使用功率計(jì)時(shí)頻率和被測(cè)頻率應(yīng)一致

6. 當(dāng)測(cè)量功率小于-50dBm時(shí)應(yīng)在測(cè)試前校零

微波功率計(jì)模塊具有寬頻帶、大動(dòng)態(tài)功率測(cè)量范圍、高精度、快速測(cè)量等優(yōu)點(diǎn)，是vxi微波測(cè)試系統(tǒng)中必不可少的模塊，可廣泛應(yīng)用于微波通訊、雷達(dá)、導(dǎo)航等領(lǐng)域?qū)ξ⒉ㄆ骄β蔬M(jìn)行精確測(cè)量的vxi自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)中。

頻率范圍 10mhz～110ghz 功率測(cè)量范圍 -60dbm～ 47dbm 顯示功率分辨率 0.001db 校零準(zhǔn)確度 零設(shè)置小于200pw 校準(zhǔn)源 頻率準(zhǔn)確度 50mhz±0.75mhz 功率準(zhǔn)確度 ±1.9% 輸出連接器 n型接頭 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) vxi c尺寸單槽模塊 外形尺寸( l×w×h ) 340×30×233(mm) 重量 約1.5kg 工作條件 工作溫度范圍：10℃～40℃　存儲(chǔ)溫度范圍：-40℃～70℃ 環(huán)境適應(yīng)性 符合gjb3947-2000中4級(jí)設(shè)備的規(guī)定要求 電磁兼容性 符合gjb2901-1997 vxi總線系統(tǒng)規(guī)范中的規(guī)定要求 安全性 符合gjb3947-2000的規(guī)定要求 可靠性 mtbf(θ0)﹥5000h