射頻平均功率可由兩類儀器來測量：量熱式功率計(或稱熱偶式功率計)和直接讀數(shù)的連續(xù)波( CW )型功率計。量熱式測試法是先將射頻功率轉(zhuǎn)換為熱能，測出其所產(chǎn)生的能量的總和，再將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的功率讀數(shù)(瓦特)。與之比較，連讀波功率計(如 Bird4304A )則是取出一小部分射頻信號，并將其檢波后產(chǎn)生電流來激勵一個已校正的表頭讀出功率(瓦特)。

在量熱式測量法中，射頻信號的 “ 熱功率 ” 的測試精度約為 2% 至 4% 。其測試基本上不受信號波形的影響。但量熱式功率計的成本，物理尺寸，測試響應(yīng)時間，所需的附件設(shè)備，電纜和交流電源都決定了它不能得到廣泛的應(yīng)用。

大多數(shù)便攜式，平均讀數(shù)的射頻功率計實際上是一種信號激勵裝置，它們采用了一個無源的二極管射頻傳感器。在同軸線的一側(cè)裝有一個定向的，半波二極管檢測波電路(見圖 1 )，并將其接到一個已校正的表頭以讀出有效值功率。檢波電路與傳輸線通過介質(zhì)耦合，并根據(jù)置于傳輸線旁的傳感器的方向取樣出正向和反射功率。

無源二極管檢波器的局限

當(dāng)一個連續(xù)波( CW )，調(diào)頻( FM )或調(diào)相( PM )信號被如圖 1 所示的檢波電路取樣時，被送至表頭的信號是一個與峰值功率成正比的直流電壓。這個直流電壓使表頭指針偏轉(zhuǎn)至某一位置，它指示了相應(yīng)的功率。從技術(shù)上講，表針?biāo)甘镜淖x數(shù)可以表示峰值、平均值、有效值或其它任何類型的功率測量結(jié)果。用這種方式所構(gòu)成的表頭 刻度還可產(chǎn)生以下類型的功率讀數(shù)：

1. 射頻波形與用來校正刻度的波形 完全一致，并具有同樣的峰值 / 平均值比。

2. 峰值 / 平均值比保持恒定。

3. 被取樣信號激勵的二極管工作于 “ 平方率 ” 范圍內(nèi)。這使得檢波電路產(chǎn)生的輸出電壓與被測功率呈線性關(guān)系(圖 2 )。超出此范圍后，電路的靈敏度逐漸下降。

上述條件對于連續(xù)波( CW )、調(diào)頻( FM )和調(diào)相( PM )信號是準(zhǔn)確的，由此可見連續(xù)波型功率計適用于單一載頻、模擬無線電系統(tǒng)中的功率測試。然而在多載頻或數(shù)字調(diào)制射頻的場合下，信號波形的對稱性、頻率、幅度和峰值/平均值比都會隨機(jī)發(fā)生變化。這樣的波形與常規(guī)調(diào)制的信號相比更像是噪聲(圖3)，并可破壞連續(xù)波型功率計得以準(zhǔn)確校正和使用的條件。另外，數(shù)字調(diào)制波形的動態(tài)范圍可以激勵連續(xù)波功率計的二極管檢波電路，使其超出平方率范圍。

射頻功率的定義

現(xiàn)代無線通信系統(tǒng)中，大量采用了數(shù)字調(diào)制技術(shù)(如圖4 所示) 射頻功率用以下的指標(biāo)來定義：

1、平均功率(AVG )——載頻功率的平均值

2、突發(fā)功率(BRST AV )——周期性突發(fā)載頻的平均功率，基于以下條件的平均功率測量：突發(fā)平均功率 = 平均功率× T/t(t：脈寬；1/T ：重復(fù)比)

3、峰值功率(PEP )——載頻功率的峰值

4、峰值/平均功率比(PEP/AVG )——峰值功率和平均值功率的比值

5、互補(bǔ)積累分布函數(shù)(CCDF )——正向功率超過給定門限的概率(%)

不同的運(yùn)營商對于射頻功率有不同的定義。如NOKIA 公司用峰值功率來定義其GSM 蜂窩基站的射頻輸出功率，而MOTOROLA 則采用平均功率來定義。所以了解被測信號的特性對于射頻功率測量是至關(guān)重要的。

一種采用新技術(shù)的新型功率計

隨著無線通信技術(shù)的高速發(fā)展，各種新技術(shù)層出不窮，相應(yīng)的測試設(shè)備也就應(yīng)運(yùn)而生了。如BIRD 公司DPM-5000/APM-16 型數(shù)字平均讀數(shù)功率計。它們都兼有熱偶式功率計的對波形的不敏感性。

這些功率計具有通常的波形因子和連續(xù)波功率計(如BIRD43 型)的工作原理，但是它并不依靠由探頭取樣出來的射頻信號來直接激勵表頭。而是采用了一個放大器來緩沖探頭的輸出信號。這種技術(shù)使得功率計可以承受超過 10~13dB(10~20 倍)的峰值/平均比的任意變化，表頭刻度也可以做成數(shù)字或線性的。此外，這些功率計的測試精度可以做到±4%以下，這實際上已優(yōu)于典型的連續(xù)波功率計的±5%基本精度。

用連續(xù)波功率計還是數(shù)字功率計

圖4 表示了熱偶式，連續(xù)波和Model 5000/APM-16 功率計對于各種常見射頻信號類型的預(yù)期性能。

4304A 對于連續(xù)波信號有良好的表現(xiàn)，這與其設(shè)計思想是相符的，但是對于 常見的調(diào)幅(AM)和單邊帶(SSB )信號卻產(chǎn)生了誤差。

注：到目前為止，用連續(xù)波功率計測量數(shù)字信號調(diào)制的射頻信號功率時，尚無適當(dāng)?shù)男?zhǔn)方法。

無論是什么樣的調(diào)制方式或調(diào)制度，Model 5000/APM-16 所提供的平均功率讀數(shù)與熱偶式功率計所獲得的結(jié)果一致。作為附加的優(yōu)點(diǎn)，Model 5000/APM-16 與熱偶式功率計相比操作極為簡便，而后者在測量時還需與大功率衰減器等外部設(shè)備配合一起使用。參考文獻(xiàn)：.transcom/

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總結(jié)

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