时间门的峰值功率测量
门开始
门限长度
利用功率计的各种触发特性，如外 部TTL兼容触发输入、内部（电平） 和GPIB触发，以及进行多个同时的时 间选通测量。可设置单独的开始（选 通开始）和持续时间（闸门长度）， 用户在规定的时间周期上能测量平均 功率、峰值功率或峰均比。
功率测量方法
可以使用哪些仪器测量功率？
热电偶式传感器
金属 #1 金属 #2
能产生显著热电势的那一对金属称为热电偶。
V+ 热电偶是利用席贝克效应将热能转换为电势的装置。 席贝克效应（也称热电效应）：当两种不同金
属的结点的温度被加热到高于其余两个自由端的温
V- 度时，在两个自由端之间便会出现直流电势，其大 小与冷热的温差成正比。
若将热偶的热结点置于高频或微波电磁场中，热偶会吸收RF/微波信 号，热结点的温度便上升，并产生与输入功率成正比的热电势。用此热 电偶检测出温度差，则温差电势便可以作为吸收功率的量度。
起整流作用的是二阶项和偶数阶项。对于小信号，二阶项起主要作用，因此，二极管常工作 在平方率区域，二极管的输出电流（或电压）与输入电压的平方成正比。当输入电压很大，以 至于四阶项或更高阶项起主要作用，这时二极管工作的区域成为过渡区域。在过渡区域上的是 线性区域。
二 90dB 动态范围 ▫ 真正 RMS 仅在 “平方率” 区域 (-70dBm
功率计测量原理
DC或低频 交流电压！
功率传感器
进入传感器 的 RF 功率
传感器类型：
✓吸收式(热敏式传感器)
热敏电阻 热电偶、热电堆
✓整流检波式(二极管式)
单二极管 双二极管 多二极管
功率计
显示
时钟 转换
ADC
DSP
CPU
显示 GPIB I/O
ADC 2 通道功率计
信号处理 (校准因 系统控制 子，线性处理等)
平均功和峰值功率测量
CW信号
调制信号
脉冲信号
在整个调制周期上作平均
在整个调制周期上作平均
随着脉冲高功率微波技术的发展，微波脉冲设备在现代电子设备及电子武器中占 有重要地位。例如雷达系统、导航系统、数字通信系统和电磁导弹、核武器的发射器 等，都需测量其脉冲峰值功率。如果知道特定的波形信息，有时能从平均功率测量 计算其它波形信息。例如，如果知道脉冲信号的占空比，就可从平均功率测量确定 峰值功率。
PdBm = 10log Pmw
一个简单规则是每3dBm功率加倍，每3dBm功率减半。每10dBm为10倍，每–10dBm 为1/10。
例如：+36dBm是多少？
让我们由0dBm开始，我们已经 知道它是1mW。
+30dBm将是1mW*10*10*10， 即1W。30+6dBm是1 W*2*2， 因此最后结果是4W
热效应功率传感器，如热敏电阻、热电偶等，其热学时间常数都比矩形 脉冲宽度大得多，其响应跟不上脉冲包络的变化，故不能显示脉冲峰值的功 率，只能显示稳态时射频中重复周期内的平均功率。
特点： 动态范围较低（50dB左右），测量速度较慢，结构简单，制造成本 低，应用广泛
二极管式传感器
旁路电容器作为一 个低通滤波器用于 去除任何通过二极 管的RF信号
频谱分析仪 网络分析仪 矢量信号分析仪 功率计
虽然有多种能够测量功率的仪器，但最 精确的仪器是功率计。
•功率计
•精度 ~ 4.5% (0.2dB)
•频谱分析仪
•精度 ~ 25% (1.3dB)
•网络分析仪
•精度 ~ 12% (0.5dB)
仪器间的主要区别之一是选频测量
不是选频测量是功率计不能测量很低功率的原因，大约只能到-70dBm，而频谱 分析仪这类仪器如果使用很窄的分辨率带宽，就能测量非常低的功率。
在微波测量中，二极管是一种最常用的信 号检波器，经常用它作为信号电平的指示器。 二极管通过其非线性的电流—电压特性将高频 能量转换成直流。
Is 反向饱和电流
DC 二极管曲线
包络检测
RF 二极管曲线
i
20
10
0
-10 -20
非平方率
-30
-40
v
-50 平方率
-60
-70
RMS 响应
功率输入, dBm
一般需要测量绝对功率或相对功率，
通常我们使用绝对功率测量，但当在比较 两个功率的增益或损耗时，我们可用相对 功率进行测量，此时的单位为dB。
一般的功率划分：
✓小功率：<100mW ✓中功率：100mW~10W ✓大功率：>10W
绝对功率的单位： •线性单位：W、mW、V、uV、…… •对数单位：dBm、dBuV、……
测量雷达发射机功率可以确定该雷达的作用距离； 测量通信系统中功放的发射功率可以确定覆盖地域； 振荡源的输出功率、接收机的灵敏度、放大器的增益、无源器件的损耗
功率是一个表征能量传输的参数。低频时很容易测量电压（或电流）
+
ZS
V±
RL
-
但在高频时，沿传输线有不同的电压和电流，但功率始终保持常数值。
功率测量单位
to -25dBm)
▫ 如果调制带宽大于传感器的视频带 宽，则不能在非平方率区域测量 RMS 功率 (>-25dBm) 。
▫ 在线性区可以使用“调制平均”方式，计
算RMS 功率。条件是调制带宽要小于传感
器的视频带宽
VO
二极管的平方律区
至今，能跟上脉冲调制响应的功率传 感器主要是晶体二极管（低功率）和真空 二极管（高功率），也只适用于周期重复 脉冲，不适用于单次微波脉冲的峰值功率 或脉冲内总能量的测量。
微波信号功率测量
微波功率计测量原理
为什么要测量功率？ 功率测量单位和方法 功率计测量功率的优点 传感器类型及其特点 平均功率测量 峰值功率测量 时间门功率测量微波功率计的主要 技术指标 微波功率测量误差分析
为什么要测量功率？
系统的功率输出是衡量系统性能的关键指标。对于大多数射频微波系统， 围绕功率的评价贯穿于系统的设计、制造直至进入商业领域流通的整个过程。
本底噪声
0.1 nW
约50nv -70dBm
线性区
0.01 mW -20dBm
PIN
dBm
扩展小功率计量程法
衰减器法
Γg
衰减器法是利用小功率计作标
被测
准与高功率衰减器组合扩展量程来
信号
测量中、大功率。微波功率计配上
合适的大功率衰减器，普遍应用于 大功率微波信号测量。
PG
定向耦合器法
该方法是利用小功率计作标准， 并与定向耦合器相连接，组合成通 过式功率计来测量中、大功率。