面向非射頻測試工程師的射頻測量技術(shù)基礎

　　如果某個(gè)信號波從一種特征阻抗傳輸到另一種不同的特征阻抗，那么就會(huì )引起信號反射和反向傳輸。如果阻抗相同，就不會(huì )發(fā)生反射。當由于阻抗不連續而發(fā)生信號發(fā)射時(shí)，就會(huì )在傳輸線(xiàn)的兩個(gè)方向上出現信號波的傳輸。在這兩個(gè)波相位相同的點(diǎn)上，將出現最大的電壓幅值Vmax；在它們相位相差180度的點(diǎn)上，將出現Vmin。Vmax和Vmin的比值稱(chēng)為電壓駐波比，即VSWR。VSWR是衡量某個(gè)連接器或某條線(xiàn)纜的阻抗是否接近50歐姆的一個(gè)指標。圖3給出了理想情況下全匹配（沒(méi)有反射）、理想開(kāi)路（100%反射），以及極端情況下這三個(gè)值之間的關(guān)系。

　　Return Loss：回波損耗

　　Reflected Power：反射功率

　　熟悉掌握新型的連接器、線(xiàn)纜和元件

　　帶BNC連接器的電纜通常在500MHz以上就開(kāi)始衰減。在射頻領(lǐng)域，電纜通常配備N(xiāo)型連接器和SMA連接器。N型連接器常用在測試儀器上，因為它們非常耐用，可以處理高功率，能夠很好地工作在高達18GHz的頻率下。SMA連接器比N型連接器小得多，比N連接器的功率更低，但是可以很好地用于18GHz以上的頻率下。

　　所有的射頻電纜都是同軸的。同軸射頻電纜可以是不可彎曲的（即剛性的）、可彎曲一定程度的（即半剛性的），或者可彎曲的。對于射頻而言，我們要比低頻情況下更小心地對待電纜。過(guò)分的彎曲電纜以及明顯的90度折彎都會(huì )損壞電纜，嚴重地降低傳輸性能。

　　在低頻情況下，良好的連接就是指導線(xiàn)之間要相互接觸（簡(jiǎn)單的連續性）。而在射頻情況下，阻抗失配是很?chē)乐氐膯?wèn)題，意味著(zhù)良好的連接不僅要確保導線(xiàn)相互接觸，而且要

　　求連接器也要正確的扭轉在一起。因此，射頻制造商常采用7英尺磅大小的扭矩，以確保連接器之間具有很好的接觸和最小的電阻（射頻術(shù)語(yǔ)稱(chēng)為插入損耗）。

　　在整個(gè)測試系統中保證50歐姆的傳輸線(xiàn)

　　射頻電路中的并行連接或者多信號通路并不像低頻電路中的那樣簡(jiǎn)單。保證整個(gè)電路通路阻抗匹配，減小阻抗不連續和信號反射是非常關(guān)鍵的。射頻開(kāi)關(guān)的制作都采用精密加工，以確保整個(gè)開(kāi)關(guān)都是50歐姆的阻抗。為了實(shí)現并行通路，人們采用所謂的分路器或分離器之類(lèi)的器件將一條輸入信號通路分成兩條或多條輸出通路，每條通路50歐姆。組合器則實(shí)現相反的作用，將多條輸入通路合并成一條輸出通路。如果您是首次接觸射頻測試，那么不要被這些復雜的情況所嚇倒。射頻元件比同樣的直流元件成本要高得多。

　　您需要什么樣的射頻儀器以滿(mǎn)足您的測試需求？

　　低頻測試儀器正不斷豐富普及，射頻測試儀器的種類(lèi)也越來(lái)越多，應用越來(lái)越廣泛，包括從信號源和功率計，到頻譜和網(wǎng)絡(luò )分析儀等各種儀器。這些儀器用于產(chǎn)生射頻信號，以及測量大量信號參數。

　　射頻功率計——射頻領(lǐng)域的數字萬(wàn)用表

　　功率是射頻領(lǐng)域中最經(jīng)常被測量的一個(gè)量。測量功率最簡(jiǎn)單的方法就是使用功率計，它實(shí)際上是用來(lái)

　　測量射頻信號功率的。功率計中使用寬帶檢波器，按瓦特、dBm、或者dB μV顯示絕對功率的大小。對于大多數功率計而言，寬帶檢波器（或傳感器）是一個(gè)射頻肖特基二極管或者二極管網(wǎng)絡(luò )，實(shí)現射頻到直流的轉換處理。

　　功率計是所有測量功率的射頻儀器中最準確的。高端功率計（通常需要一個(gè)外部功率傳感器）可以實(shí)現0.1dB或更高的測量精度。功率計最低可以測量-70dBm（100pW）的功率。傳感器有各種模型，從高功率模型、高頻率（40GHz）模型，到峰值功率測量的高帶寬模型等。

　　功率計有單通道和雙通道兩種。每個(gè)通道都需要配置自己的傳感器。兩個(gè)通道的功率計就能夠測量出一個(gè)器件、電路或系統的輸入和輸出功率，并計算出增益或損耗。

　　某些功率計能夠達到每秒200到1500次讀數的測量速度。而有些功率計能夠測量多種信號的峰值功率特性，包括通信和某些應用中使用的調制信號和脈沖射頻信號。雙通道的功率計還能夠準確測量出相對功率。功率計還可以針對便攜式應用的需要設計成尺寸精巧的外形，使其更適合于現場(chǎng)測試的需要。

　　功率計的主要局限在于其幅值測量范圍。頻率范圍是與測量量程之間進(jìn)行折衷的。此外，功率計雖然能夠非常準確地測量出功率，但是無(wú)法表示信號的頻率分量。