面向非射頻測試工程師的射頻測量技術(shù)基礎(chǔ)

　　如果某個信號波從一種特征阻抗傳輸?shù)搅硪环N不同的特征阻抗，那么就會引起信號反射和反向傳輸。如果阻抗相同，就不會發(fā)生反射。當由于阻抗不連續(xù)而發(fā)生信號發(fā)射時，就會在傳輸線的兩個方向上出現(xiàn)信號波的傳輸。在這兩個波相位相同的點上，將出現(xiàn)最大的電壓幅值Vmax；在它們相位相差180度的點上，將出現(xiàn)Vmin。Vmax和Vmin的比值稱為電壓駐波比，即VSWR。VSWR是衡量某個連接器或某條線纜的阻抗是否接近50歐姆的一個指標。圖3給出了理想情況下全匹配（沒有反射）、理想開路（100%反射），以及極端情況下這三個值之間的關(guān)系。

　　Return Loss：回波損耗

　　Reflected Power：反射功率

　　熟悉掌握新型的連接器、線纜和元件

　　帶BNC連接器的電纜通常在500MHz以上就開始衰減。在射頻領(lǐng)域，電纜通常配備N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。過分的彎曲電纜以及明顯的90度折彎都會損壞電纜，嚴重地降低傳輸性能。

　　在低頻情況下，良好的連接就是指導(dǎo)線之間要相互接觸（簡單的連續(xù)性）。而在射頻情況下，阻抗失配是很嚴重的問題，意味著良好的連接不僅要確保導(dǎo)線相互接觸，而且要

　　求連接器也要正確的扭轉(zhuǎn)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)語稱為插入損耗）。

　　在整個測試系統(tǒng)中保證50歐姆的傳輸線

　　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單。保證整個電路通路阻抗匹配，減小阻抗不連續(xù)和信號反射是非常關(guān)鍵的。射頻開關(guān)的制作都采用精密加工，以確保整個開關(guān)都是50歐姆的阻抗。為了實現(xiàn)并行通路，人們采用所謂的分路器或分離器之類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。組合器則實現(xiàn)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(fù)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也越來越多，應(yīng)用越來越廣泛，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(shù)。

　　射頻功率計——射頻領(lǐng)域的數(shù)字萬用表

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

　　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(shù)功率計而言，寬帶檢波器（或傳感器）是一個射頻肖特基二極管或者二極管網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)射頻到直流的轉(zhuǎn)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（通常需要一個外部功率傳感器）可以實現(xiàn)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。每個通道都需要配置自己的傳感器。兩個通道的功率計就能夠測量出一個器件、電路或系統(tǒng)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(shù)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(yīng)用中使用的調(diào)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(yīng)用的需要設(shè)計成尺寸精巧的外形，使其更適合于現(xiàn)場測試的需要。

　　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，但是無法表示信號的頻率分量。