化工儀器網(wǎng)
技術(shù)文章
如何測(cè)量美國鳥牌BIRD功率計(jì)的損耗
閱讀：317 發(fā)布時(shí)間：2023-8-24我們的團(tuán)隊(duì)時(shí)刻準(zhǔn)備著為您特定的需求運(yùn)用我們雄厚的專業(yè)知識(shí)。
憑借著我們的經(jīng)驗(yàn)，我們會(huì)與您一同發(fā)現(xiàn)問題，更好地理解您的問題、需求和目標(biāo)。
而后，我們會(huì)運(yùn)用我們業(yè)已驗(yàn)證的項(xiàng)目實(shí)施方法來實(shí)現(xiàn)您公司或團(tuán)隊(duì)的既定目標(biāo)。
接下來為您分享的是如何測(cè)量美國鳥牌BIRD功率計(jì)的損耗
1 內(nèi)容提要
通帶插入損耗是無源射頻器件（如濾波器，發(fā)射合路器，電纜）的重要指標(biāo)。而用常見的單臺(tái)BIRD功率計(jì)輸入輸出測(cè)試法卻
不能獲得準(zhǔn)確的結(jié)果。本文解釋了產(chǎn)生誤差的原因，并描述了一種在工程中極為實(shí)用的雙功率計(jì)測(cè)試法，用這種方法所得的
測(cè)試結(jié)果與在實(shí)驗(yàn)室用網(wǎng)絡(luò)分析儀所得的結(jié)果幾乎一致。
另外，本文還強(qiáng)調(diào)了測(cè)試電纜和接頭對(duì)測(cè)試精度的重要作用，而這些問題在工程中是往往容易被忽略的。
2 引言
通帶插入損耗是無源射頻器件的主要指標(biāo)。典型的插入損耗值相對(duì)較小，因此用普通的測(cè)量方法很難達(dá)到實(shí)驗(yàn)室的測(cè)試
精度。在實(shí)驗(yàn)室和工廠，通常采用網(wǎng)絡(luò)分析儀來測(cè)量插入損耗。用常見的無線電發(fā)射機(jī)作為信號(hào)源和射頻功率計(jì)如BIRD43
或同類的儀器很難**地測(cè)量出大功率狀態(tài)下的插入損耗值。實(shí)際上，在大功率狀態(tài)下不能直接測(cè)量插入損耗，插入損耗值必
須通過被測(cè)器件（以下簡(jiǎn)稱DUT）的輸出輸入射頻功率比進(jìn)行計(jì)算而得，公式如下：
IL（dB）=10 lg (Po / Pi )
其中Pi 和Po 分別為DUT 的輸入和輸出射頻功率。
3 單臺(tái)BIRD功率計(jì)測(cè)試法
通常用一臺(tái)功率計(jì)來測(cè)量器件的輸入輸出功率不可能有足夠的精度來校驗(yàn)插入損耗的出廠指標(biāo)，產(chǎn)生誤差的原因有很多。
圖一描述了一種功率測(cè)量的常見方法。DUT 在工作頻率上的插入損耗的插入損耗指 標(biāo)是－1.5dB。BIRD功率計(jì)采用帶50W 探頭
的BIRD43 型，發(fā)射機(jī)則采用30W 移動(dòng)收發(fā)信機(jī)，用于連接設(shè)備的是任意長度的同軸電纜。
在圖1A 中，發(fā)射機(jī)通過功率計(jì)和測(cè)試電 纜1,2 連接到DUT。當(dāng)發(fā)射機(jī)打開時(shí)，BIRD功率計(jì)指示32.3W 的正向功率,記為
Pi=32.3W。在圖1B 中，發(fā)射機(jī)通過電纜1 與DUT 連接，而此時(shí)DUT 的輸出則通過電纜3，功率計(jì)和電纜2 與負(fù)載連接。此
時(shí)功率計(jì)指示20W 的正向功率。記為 P o=20.0W。
經(jīng)過上述的測(cè)量，可將插入損耗計(jì)算如下：
IL（dB）=10 lg (20/32.3)= - 2.1dB
顯然這個(gè)結(jié)果與出廠指標(biāo)不符，是指標(biāo)錯(cuò)了嗎？在下任何結(jié)論之前，讓我們來看看單功率計(jì)測(cè)量法所固有的可能產(chǎn)生誤差的原因。
3.1 產(chǎn)生測(cè)量誤差的原因
3.1.1 發(fā)射機(jī)負(fù)載阻抗的變化
在圖1A 和1B 中，不同長度的電纜被用于連接DUT 和發(fā)射機(jī)。如果DUT 的輸入阻抗不是純阻并且不等于50 歐，則如改變
DUT 和發(fā)射機(jī)之間的電纜長度，也會(huì)引起呈現(xiàn)在發(fā)射機(jī)的負(fù)載阻抗的幅度和相位的改變。因此，當(dāng)從DUT 的輸入輸出端移
動(dòng)鳥牌功率計(jì)和電纜而引起阻抗變化時(shí)，發(fā)射機(jī)的輸出功率也將隨之而變化。
3.1.2 功率計(jì)的位置
在端接失配或電抗性負(fù)載的傳輸線上存在著駐波。由于負(fù)載駐波的存在，在不同的點(diǎn)上，用功率計(jì)進(jìn)行的功率測(cè)量所得的結(jié)果也不同。
3.1.3 電纜及固有插入損耗
在計(jì)算插入損耗時(shí)，必須考慮到會(huì)影響功率測(cè)量的內(nèi)部連接電纜的損耗。在上述測(cè)量中，出廠指標(biāo)和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的誤差為
0.6dB。如果測(cè)試發(fā)射機(jī)不穩(wěn)定，誤差將會(huì)更大。
3.1.4 發(fā)射機(jī)的不穩(wěn)定性
如果負(fù)載阻抗不是50 歐純阻，可能引起某些發(fā)射機(jī)的功率放大器的不穩(wěn)定。尤其是諧振器件（如腔體濾波器），會(huì)在截
止響應(yīng)頻率上產(chǎn)生一個(gè)很大的電抗。這可能會(huì)引起參量振蕩，從而在DUT 的通帶以外產(chǎn)生很大的輸出功率。如果發(fā)射機(jī)產(chǎn)生
振蕩，則功率計(jì)所測(cè)得的發(fā)射 機(jī)輸出功率將會(huì)包括雜散功率。如果大部分雜散功率被DUT 衰減掉，則結(jié)果將會(huì)產(chǎn)生一個(gè)“假
的插入損耗"。根據(jù)雜散載波功率比和DUT 的響應(yīng)，甚至可能會(huì)產(chǎn)生更大的插入損耗測(cè)量誤差。
在圖1C 中，發(fā)射機(jī)通過一條更短的、不規(guī)則長度的電纜與DUT（濾波器）連接，于是，產(chǎn)生了振蕩，DUT（濾波器）輸出
端上功率計(jì)和正向功率讀數(shù)僅為15.5W，因?yàn)榇蠹s有4.5W 的雜散功率沒有通過DUT（濾波器）。此時(shí)可求得插入損耗為：
IL =10Lg（15.5/32.5）=－3.2dB
這個(gè)結(jié)果當(dāng)然是錯(cuò)誤的。
輸出功率測(cè)量（不穩(wěn)定的發(fā)射機(jī)） 圖 1 單功率計(jì)插入損耗測(cè)試法（不推薦）