射频功率测量的基础知识

1 发射功率是无线电发射设备的主要技术指标，也是无线电管

理部门需要检测的技术指标之一。本文主要介绍几种发射功率的

测量方法。

功率测量的基本知识

１．１　功率测量的理论分析

在直流和低频时，电压的测量是简单和直接的。功率可以直

接通过计算获得，Ｐ＝Ｖ＊Ｉ，由欧姆定律可知Ｖ＝Ｉ＊Ｒ，通过代换Ｖ

或Ｉ，可得Ｐ＝Ｖ＊Ｉ　＝Ｉ２Ｒ＝　Ｖ２／Ｒ，只要知道Ｖ、Ｉ、Ｒ中任两个

变量的值就可计算出功率值。

但在高频时，根据传输线原理可知，电压和电流可能随传输

线的位置改变，如图１所示。 但功率是不变的，因此在射频和微波频率，大多数应用都采

用直接功率测量，因为电压和电流测量已变得不现实。

１．２　功率单位

功率的国际标准单位是瓦特（Ｗ），但在无线电通信领域，我图

１　高频电压随传输线位置改变52 中国无线电2005/92们常用的单位是分贝毫瓦ｄＢｍ　。定义如下：

ＰｄＢｍ＝１０Ｌｇ（Ｐ／Ｐ０）

式中，Ｐ是以毫瓦为单位的功率值；Ｐ０为１　ｍＷ的参考功率。

由上式可知：０　ｄＢｍ是１　ｍＷ。根据对数基本性质，可得到

一个简单导则是每３　ｄＢｍ功率加倍，每－３　ｄＢｍ功率减半。每

１０　ｄＢｍ为１０倍，每－１０　ｄＢｍ为１／１０。例如＋２９　ｄＢｍ是多少？

２９　ｄＢｍ＝（１０＋１０＋３＋３＋３）ｄＢｍ＝（１０＊１０＊２＊２＊２）ｍＷ＝８００ｍＷ，

因此结果是８００　ｍＷ。

１．３　功率的几种常用基本形式

平均功率是指在正常工作情况下，发信机在调制中以与所

遇到的最低频率周期相比的足够长的时间间隔内，供给天线

馈线的平均功率。对于脉冲调制信号，则要在若干脉动重复

上平均信号。在所有功率测量中，平均功率是最常进行的测

量。峰功率是指最大瞬时功率。平均功率和峰功率的关系，如

图２所示。

对于射频脉冲信号，如果知道信号的占空比，就可从测量得

到的平均功率按下列公式确定峰功率。

Ｐｐｅａｋ　＝　Ｐａｖｇ／占空比

发射功率的测量方法

目前我站配备的测量功率的仪器有德国Ｒ＆Ｓ公司的ＣＭＳ５４

射频测试方法123汇总

射频测试是对无线通信设备的性能和质量进行评估的重要手段之一、下面是射频测试的一些常用方法的汇总：

1.功率测试：射频设备的输出功率是衡量设备性能的一个重要指标。功率测试可以通过连接一个功率计或者谐波分析仪来实现。

2.敏感度测试：敏感度是指设备在接收弱信号时的表现。敏感度测试可以通过连接一个信号发生器和一个功率计来实现。信号发生器产生一个弱信号，然后通过功率计测量设备的输出功率，从而确定设备的敏感度。

3.谱分析：谱分析是对设备发送信号频谱进行分析的一种方法。通过连接一个谱仪，可以获取设备输出信号的频谱信息，从而了解设备的频率特性和信号质量。

4.频率偏移：频率偏移是指设备输出信号的频率与预期频率之间的差异。频率偏移测试可以通过连接一个频率计或者频谱分析仪来实现。

5.带宽测试：带宽是设备能够传输的频率范围。带宽测试可以通过连接一个信号发生器和一个频谱分析仪来实现。信号发生器产生一个宽带信号，然后通过频谱分析仪测量信号的频率范围，从而确定设备的带宽。

6.调制误差测试：调制误差是指设备发送信号与理想信号之间的差异。调制误差测试可以通过连接一个频谱分析仪和一个信号发生器来实现。信号发生器产生一个理想信号，然后通过频谱分析仪测量设备发送信号的频谱，从而确定设备的调制误差。

7.信噪比测试：信噪比是指设备发送信号中有用信号与噪声信号的比例。信噪比测试可以通过连接一个信号发生器和一个功率计来实现。信号发生器产生一个有用信号，然后通过功率计测量设备发送信号中的有用功率和总功率，从而确定设备的信噪比。

8.多径测试：多径是指信号在传播过程中通过多条路径到达接收器并产生干扰。多径测试可以通过连接多个天线和一个功率计来实现。通过测量不同路径上的干扰信号强度，可以确定设备的多径接收性能。

9.中频测试：中频测试是对设备中频信号进行测量和分析的一种方法。中频测试可以通过连接一个频谱分析仪和一个中频信号发生器来实现。频谱分析仪可以测量设备的中频信号频谱分布和功率，从而评估设备的中频性能。

射频工程师知识大纲

射频工程师知识大纲通常包括以下主题：

1. 射频基础知识：

- 基本电磁理论、麦克斯韦方程组

- 频率、周期、波长等基本概念

- 传输线理论，如平衡传输线和非平衡传输线

- 射频信号的传播和衰减

- 射频连接器和电缆

2. 无线通信系统：

- 无线通信系统的基本概念和架构

- 无线信号调制和解调技术，如振幅调制（AM）、频率调制（FM）、相位调制（PM）等

- 无线信号传播和衰减的影响因素，如损耗、阻尼、多径效应等

- 基础天线理论和射频功率放大器（PA）设计

3. 射频电路设计：

- 射频放大器设计，包括低噪声放大器（LNA）、功率放大器（PA）等

- 信号发生和混频器设计，如震荡器和频率合成器

- 射频滤波器设计，如带通滤波器、带阻滤波器等

- 调制和解调电路设计，如射频调制解调器（RF Modem）

4. 射频测试和测量：

- 射频测量概念和基本原理 - 射频测试设备和仪器的使用，如频谱分析仪、网络分析仪等

- 射频参数的测量和分析，如增益、功率、带宽、频率等

- 无线信号质量评估和干扰分析技术

5. 射频系统集成与优化：

- 射频系统的整体设计和优化方法

- 射频系统性能分析和改进技术

- 射频系统的天线和信号传输线的布局和优化

- 射频系统与其他模块（如数字信号处理、微处理器、传感器等）的集成

6. 射频安全和合规：

- 射频设备安全标准和规范，如 FCC、IC、欧洲 CE 等

- 射频设备的电磁兼容性（EMC）和电磁干扰（EMI）问题

- 射频设备的无线电频率分配和合规要求

这是一个基本的射频工程师知识大纲，不同的公司和行业可能会根据实际需求有所不同，还需要根据具体情况进行深入学习和研究。

一、频谱分析仪部分

什么是频谱分析仪?

频谱分析仪是研究电信号频谱结构的仪器，用于信号失真度、调制度、谱纯度、频率稳定度和交调失真等信号参数的测量,可用以测量放大器和滤波器等电路系统的某些参数，是一种多用途的电子测量仪器。我们现在所用的频谱仪大部分是扫频调谐超外差频谱分析仪.

频谱仪工作原理

输入信号经衰减器以限制信号幅度,经低通输入滤波器滤除不需的频率，然后经混频器与本振（LO)信号混频将输入信号转换到中频(IF).LO的频率由扫频发生器控制。随着LO频率的改变，混频器的输出信号(它包括两个原始信号，它们的和、差及谐波，)由分辨力带宽滤波器滤出本振比输入信号高的中频，并以对数标度放大或压缩。然后用检波器对通过IF滤波器的信号进行整流，从而得到驱动显示垂直部分的直流电压。随着扫频发生器扫过某一频率范围，屏幕上就会画出一条迹线。该迹线示出了输入信号在所显示频率范围内的频率成分。

输入衰减器

保证频谱仪在宽频范围内保持良好匹配特性，以减小失配误差;保护混频器及其它中频处理电路,防止部件损坏和产生过大的非线性失真.

混频器

完成信号的频谱搬移，将不同频率输入信号变换到相应中频.在低频段(<3GHz）利用高混频和低通滤波器抑制镜像干扰；在高频段（>3GHz）利用带通跟踪滤波器抑制镜像干扰。

本振(LO)

它是一个压控振荡器，其频率是受扫频发生器控制的。其频率稳定度锁相于参考源。

扫频发生器

除了控制本振频率外,它也能控制水平偏转显示,锯齿波扫描使频谱仪屏幕上从左到右显示信号,然后重复这个扫描不断更新迹线。扫频宽度(Span）是从左fstart到右fstop10格的频率差，例如：Span=1MHz，则100kHz/div.

中频放大器

其增益和衰减器设置值连动工作，即当输入衰减10dB时,则中频增益同时增加10dB，使输入信号电平保持不变。屏幕顶格线参考电平间接设置 中频增益值.当参考电平↑(或↓)10dB，则增益↓(或↑)使信号↓移(或↑移)10dB,即改变信号显示位置，但信号幅度保持不变。当输入衰减增加 10dB时，信噪比减小10dB。这是因为输入衰减在混频器之前,只对信号电平进行衰减，而噪声是混频以后产生的，为保证输入信号电平不变,混频后的信号要相应地放大10dB，这样噪声也就跟着相应地放大，即噪声电平增加10dB。