信息通信专业-常用射频仪器使用培训-功率计
射频功率计基础知识
功率计三种分类详解功率计是测量电功率的仪器。
搞射频微波的各位亲们相比不陌生，功率计基本上也是和信号源、频谱仪、网络分析仪并行的几个大件之一，当然没有前面几个大哥那么昂贵图1 功率测量仪器的组成功率计分类一、按照连接方式分类射频或微波功率计按照在测试系统中的连接方式不同，又可分为：终端式和通过式两种。
终端式功率计把功率计探头作为测试系统的终端负载，功率计吸收全部待测功率，由功率指示器直接读取功率值。
由于需要吸收全部入射功率，终端式功率计常用于测试小信号。
终端式功率计有如下特点：（1）在常见的射频和微波功率测量仪器中，终端式功率计的幅度测量精度是最高的，超越了频谱仪或者信号分析仪，典型测量精度可以达到±1.6%.（2）不能测量大功率。
通常上限为+20dBm，下限为-60dBm左右。
（3）可以测量各种调制信号的平均功率、峰值功率、突发功率等。
通过式功率计，它是利用某种耦合装置，如定向耦合器、耦合环、探针等从传输的功率中按一定的比例耦合出一部分功率，送入功率计度量，传输的总功率等于功率计指示值乘以比例系数。
通过式功率计的业内先驱是Bird，射频微波的老人应该都知道。
下图就是典型的通过式功率计的原理框图：图2. 通过式功率计的原理框图通过式功率计的主要特点;（1）通过式功率计具有大功率测量能力。
理论上来说，只要传输线可以通过的功率，通过式功率计都可以测量。
所以广电上动辄上千瓦的功率，都是由通过式功率计来测量的。
（2）通过式功率计很难做到宽带，这是由于里面的定向耦合器的限制。
（3）由于定向耦合器的耦合度存在，通过式功率计不能用于太小的功率测量。
这个和终端式功率计正好各有所长。
二、按照灵敏度和测量范围分类射频或微波功率计按灵敏度和测量范围分类，可以分为测热电阻型功率计、热电偶型功率计、量热式功率计、晶体检波式功率计。
测热电阻型功率计使用热变电阻做功率传感元件。
热变电阻值的温度系数较大。
被测信号的功率被热变电阻吸收后产生热量，使其自身温度升高，电阻值发生显著变化，利用电阻电桥测量电阻值的变化，显示功率值。
射频常用仪器仪表的基本使用和注意事项
附录1:仪器贵重，请小心操作本篇主要介绍射频常用仪器仪表的基本使用和注意事项，文中仪表实例基于公司现有的通用仪表。
如需要了解更详细的内容及使用方法，请与仪器管理员联系索取仪器使用说明书。
一 、数字万用表:1 、基本功能：数字万用表作为硬件工程师最基本的仪表，可以测试直流 、交流电压 、电流；直流电阻；二极管 、三极管的直流特性。
有些数字万用表还可以测试电容值，但建议射频工程师在测试射频用电容时请选用网络分析仪来测试。
2 、使用方法：以FLUK 数字万用表为例：面板如图所示：A 为液晶显示器，可以显示5位数字。
测试结果直接从液晶显示器读出。
12J 为测试项目选择旋钮。
可以旋转测试直流电压（DC VOLTAGE ）、直流电流（DC CURRENT ）、交流电压（AC VOLTAGE ）、交流电流（AC VOLTAGE ）、直流电阻（RESISTER ）、二极管、三极管通断特性等......FLUKE 87ABC D E F G H IJK L M NK~N 为4个插孔，M 孔为接地孔（接黑色表笔）。
K ,L ,N 三个孔对应测试项目来分别选择。
（接红表笔）第一孔在测试大于10A 电流时选择使用，第二孔在测试小电流小于400mA 时选择使用。
测试电压和电阻时选择使用N 孔即可。
测试时，根据需要测试的项目通过旋转J 选择测试档，把表笔插在对应的孔位。
使用红黑表笔测试项目对应两端点，就可以从液晶显示器上读出测试结果（包括单位）。
例如：测试一个通路的直流电流大小。
首先计算出大概的电流范围，假设在1~10mA 之间。
旋转J 到直流电流测试档（mA/A —），然后把黑表笔插在M 处（COM ），红表笔插在L 处（mA/uA ）。
把红表笔另一端点到测试单元的电流输出端，黑表笔的另一端点到测试单元的电流输入端。
在A 处会显示测试结果XXXmA ，即被测试通路通过的电流值。
3、注意事项：1、使用时一定要把选择旋钮旋转到正确的位置2、一定要把表笔插入对应的孔位二、数字示波器：1、基本功能：数字示波器是一种时域测试、分析仪器，通过测试测试点的电压-时间响应来分析该处信号的正确性。
射频测试仪器技术培训课件
✓规范操作流程
首先关断信号源输出；测试时必须先给 被测件加电，然后再连接测试仪表；测 试完毕，要拆卸连接时应先关断信号源 输出，卸下电缆，关断电源
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基本使用操作 －E4432B
频率幅度选择按键
功能按键框
屏幕菜单操作按键
调制开关
电源开关 频率和幅度调节轮
RF输出
频率和幅度增减 数字按键
(Bluetooth, 1xEV-DO)
✓E443xB 专用固件 (3GPP W-CDMA, cdma2000, IS-95-A, GSM/EDGE)
✓可以通过GPIB 和 RS-232 监控
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射频测试仪器介绍
按功能分为以下几大类： 1、信号源系列 2、频谱仪系列 3、网络分析仪系列
✓正确校准仪器
正确校准仪器是保证测试准确度的关键，用信 号源和频谱仪校准电缆损耗时，推荐信号源输出 电平为0dBm，用网络分析仪测试无源器件时推荐 网络分析仪输出功率为0dBm。但要注意射频仪器 上电后需预热至少5分钟后再行校准。
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仪器使用注意事项
✓正确连接测试仪器
被测件与仪器连接时，要求先连接被测件输出 端，尤其对于大功率设备；对于测试双向信号 传输的设备，当其输出功率较大时，要求在信 号源输出端连接隔离器，在频谱仪或网络分析 仪输入端连接衰减器。
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仪器使用注意事项
✓测试仪器选择 根据测试任务选择合适的测试仪表很重要，为确保测 试精度，应从测试仪表的输出、输入、动态特性结合被 测试件的指标确定测试仪器和附件，如衰减器、隔离器 等等。
✓仪表供电电源确认
大多数测试仪器供电具有AC110V和AC220V，上电前 务必检查并确认电源选择开关拨至AC220一边。
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频谱分析仪在射频测试中常用于信号的频谱分析和测试设备的频率响应和功率特性。
网络分析仪
网络分析仪是一种用于测量电子 设备和系统的网络参数的仪器， 广泛应用于射频和微波领域。
网络分析仪的主要技术指标包括 频率范围、测量精度、扫描速度 和端口数量等，这些指标决定了 网络分析仪的性能和应用范围。
模块化和可重构
为了适应不同测试需求，射频测试仪器趋向于模 块化和可重构设计，提高设备的灵活性和可扩展 性。
市场挑战与机遇
市场竞争加剧
01
随着射频测试仪器技术的普及，市场竞争日趋激烈，企业需要
加大技术研发和产品创新投入，以保持竞争优势。
客户需求多样化
02
不同行业和应用领域对射频测试仪器的需求差异较大，企业需
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射频测试仪器操作与维 护
操作注意事项
确保电源连接稳定
在操作射频测试仪器之前，应 确保电源连接稳定，避免因电
源波动造成仪器工作异常。
正确设置参数
根据测试需求，正确设置仪器 的工作频率、功率等参数，确 保测试结果的准确性和可靠性 。
避免干扰
在测试过程中，应尽量避免外 界干扰，如电磁波、磁场等， 以免影响测试结果。
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射频测试仪器在通信领 域的应用
移动通信网络测试
移动通信网络覆盖测试
使用射频测试仪器对移动通信网络覆 盖范围、信号强度、通话质量等进行 测试，确保网络覆盖良好，满足用户 需求。
移动通信网络性能评估
通过射频测试仪器对移动通信网络的 数据传输速率、延迟、丢包率等性能 指标进行测试和评估，确保网络性能 稳定可靠。
《射频仪器使用》PPT课件
屏幕会提示： Connect OPEN, PRESS ENTER
步骤3：将开路器接到TEST PORT，按ENTER
屏幕会提示： Connect SHORT, PRESS ENTER
第二章 测量驻波比的方法
第三步：测量驻波比 步骤1：通过测试电缆连接要测试的设备 一般是从机顶跳线口测试，也可以从连接CDU的超柔电缆口测试 步骤2：缺省情况下，系统将自动开场测试；如果系统没有自动测试，
1m，D2＝D＋1m，再次进展测试，以便进一步定位问题点 如果此处是接头，可能是接头未拧紧、接头制作太粗糙或进水； 如果非接头处出现了一个峰值SWR，那么疑心该处线缆可能有故
障〔如断裂〕
课程内容
第一章 概述 第二章 测量驻波比的方法 第三章 天馈故障定位 第四章 使用本卷须知和常见问题
第四章 使用本卷须知和常见问题
ENTER ： 执行键
RUN/HOLD ：扫描起止键
ESCAPE/CLEAR：退出目前 状态
去除显
示
UP/DOWN ：选择菜单
增加或减少参
课程内容
第一章 概述 第二章 测量驻波比的方法 第三章 天馈故障定位 第四章 使用本卷须知和常见问题
第二章 测量驻波比的方法
第一步：选择测量指标，设置初始参数 选择测试工程 选择主菜单中“OPT〞选项 按“B1〞和UP/DOWN键选择选择要测试的工程：SWR，
〔＋12VDC 〕
N阴头
（接BTS机柜顶端的
三．为 了 保 证 仪 器 平 接收天线端子）
SMA阴头 （接分路器的IN端）
分路器 RXIN
N阴头 （接天线分析仪）
安，测试时必须
增加隔直模块，
如下图：
第四章 使用本卷须知和常见问题
射频功率计原理
射频功率计原理
射频功率计原理
射频功率计原理
射频功率计是用于测量射频电路中功率的一种仪器。
其原理是根据电磁场理论，利用能量在空间传递的特性，测量被测电路中的功率。
射频功率计一般分为直接读数和间接读数两种类型。
直接读数型射频功率计是基于热辐射原理，利用热敏元件（如热电偶、热电阻等）将电路中的功率转换成热量，再将热量转换成电信号，以读出被测电路中的功率大小。
间接读数型射频功率计是基于功率反比定律，利用已知功率源和未知功率源的电压电流关系，通过比较两个电路之间的功率大小来测量被测电路中的功率。
常见的间接读数型射频功率计有行波管功率计、倍频器功率计、电桥功率计等。
无论是直接读数型还是间接读数型射频功率计，在使用时需要注意选用适当的测量范围和频率范围，以及保持测量精度，避免对被测电路造成损伤。
- 1 -。
《射频仪器使用》课件
信号发生器用于产生各种频率的信号，用于测试和校准其他射频仪器 。
频谱分析仪
频谱分析仪用于测量信号的频率、功率和调制特性等参数，常用于信 号检测和信号分析。
网络分析仪
网络分析仪用于测量网络的传输参数，如阻抗、增益、相位等，常用 于通信系统和网络的测试和分析。
性能参数选择
性能参数选择
频率范围
动态范围是指仪器能够 测量信号的最大幅度和 最小幅度之间的范围， 动态范围越大，仪器的 测量能力越强。
精度是指仪器的测量误 差，精度越高，测量结 果越准确。在选择射频 仪器时，需要根据实际 需求综合考虑这些性能 参数。
2023
PART 04
射频仪器的使用方法
REPORTING
操作流程
开启仪器
首先打开射频仪器，确保电源连 接稳定。
校准仪器
根据仪器使用说明进行校准，确 保测量准确度。
放置样品
将待测样品放置在仪器指定的位 置上。
关闭仪器
完成测量后，按照操作顺序关闭 仪器。
数据分析
对测量数据进行处理、分析和解 读。
开始测量
根据需要选择合适的测量模式， 启动测量过程。
常见问题及解决方法
测量数据不准确
检查仪器是否校准，以 及样品放置是否正确。
军事应用
射频仪器在军事领域中具 有广泛的应用，如雷达侦 察、电子战等。
射频仪器的发展历程
早期发展
射频仪器最早可以追溯到20世纪初，当时主要用于无线电通讯和广播等领域。
现代发展
随着科技的不断进步，射频仪器的性能得到了极大的提升，应用领域也得到了 不断拓展。目前，射频仪器已经成为了通信、雷达、导航等领域中的重要组成 部分。
特点
射频基础知识培训课件知识
相位噪声 相位噪声是用来衡量本振等单音信号频谱纯度的壹个指标,在时域表现为信号过零点的抖动.理想的单音信号,在频域应为壹脉冲,而实际的单音总有壹定的频谱宽度,如下面所示.壹般的本振信号可以认为是随机过程对单音调相的过程,因此信号所具有的边带信号被称为相位噪声.相位噪声在频域的可以这样定量描述：偏离中心频率多少Hz处,单位带宽内的功率与总信号功率相比.
无线通信使用的频段和波段
表1-1 无线通信使用的电磁波的频率范围和波段（续）
由于种种原因,在壹些欧、美、日等西方国家常常把部分微波 波段分为L、S、C、X、Ku、K、Ka等波段（或称子波段）,具体 如表1 - 2所示.
无线通信使用的频段和波段
表 1-2 无线通信中所使用的部分微波波段的名称
第壹章 无线通信的基本概念
第壹节 概述 第二节 无线通信使用的频段和波段 第三节 无线通信的电磁波传播
无线通信的电磁波传输
无线通信中的电磁波按照其波长的不同具有不同的传播特点,下面按波长分述如下： 极长波（极低频ELF）传播 极长波是指波长为1~10万公里（频率为3~30Hz）的电磁波.理论研究表明,这壹波段的电磁波沿陆地表面和海水中传播的衰耗极小.
线性相关概念
信号在通过射频通道（这里所谓的射频通道是指射频收发信机通道,不包括空间段衰落信道）时会有壹定程度的失真,失真可以分为线性失真和非线性失真.产生线性失真的主要有壹些滤波器等无源器件,产生非线性失真的主要有壹些放(大)器、混频器等有源器件.另外射频通道还会有壹些加性噪声和乘性噪声的引入.
线性相关概念
第二章 射频常用计算单位简介
第壹节 功率单位简介 第二节 天线传播相关单位简介 第三节 其他
天线传播相关单位简介
天线和天线增益 天线增益壹般由dBi或dBd表示.dBi是指天线相对于无方向天线的功率能量密度之比,dBd是指相对于半波振子Dipole 的功率能量密度之比,半波振子的增益为2.15dBi,因此0dBd=2.15dBi.
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2020年7月
学习目标
学习完本课程，您应该能够：
掌握通过式功率计的用法 掌握数字式功率计的用法
Page2
课程内容
第一章 概述 第二章 通过式功率计的用法 第三章 数字式功率计的用法 第四章 使用注意事项和常见问题
Page3
第一章 概述
功率计的基本功能
测试载频的发射功率（Pf）和回波功率（Pr） 数字式功率计可以直接测试驻波比（SWR） 也可以根据测量的发射功率和回波功率通过公式计算驻波比（SWR）和回波损耗 （RL）
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第二章 通过式功率计的用法
更换功率探头的方法：
拆掉探头固定螺丝，松开探头固定夹
拿下功率探头
用固定夹卡住探头，安装探头固定螺丝
安装新功率探头
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第二章 通过式功率计的用法
第二步：通过式功率计与设备连接，如下图所示：
天线
BTS机柜
连接时请注意探头上的测试方向标志：设备发送端接测试方向标志箭头的尾端， 测试方向标志箭头处连接天馈口（馈管或跳线）
第三步：开启设备，可以读出前向功率Pf
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第二章 通过式功率计的用法
第四步：如果需要用功率计测试SWR，可以采用以下步骤：
步骤1：关闭设备； 步骤2：将BIRD通过式功率计的探头方向旋转成反方向； 步骤3：再开启设备，则可以读出反向功率Pr 步骤4：根据SWR与功率的关系公式，计算SWR 由于通过式功率计测试结果是以指针显示，读数不可避免地存在误差，尤其在测
试反向功率时，由于反向功率太小，即使用小功率探头，读数也不准确，且读数 误差将比较大。因此必须注意：BIRD通过式功率计测试驻波比（SWR）的结果 是不准确的！
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课程内容
第一章 概述 第二章 通过式功率计的用法 第三章 数字式功率计的用法 第四章 使用注意事项和常见问题
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第三章 数字式功率计的用法
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第四章 使用注意事项和常见问题
请特别注意探头的方向！！！ 如果将本该接天线的端口接在设备的射频发射端，极容易烧毁功率计！
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分享完毕，谢谢！
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第一章 概述 第二章 通过式功率计的用法 第三章 数字式功率计的用法 第四章 使用注意事项和常见问题
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第二章 通过式功率计的用法
第一步：选择合适的功率探头及测试档位，如下图所示：
测试档位选择按钮
功率探头固定夹 功率探头固定螺丝
功率探头 测试方向标志
根据不同的测试频段和测试功率，选择不同的功率探头。常用的功率探 头有：5W（400 ~ 1000MHz）、 50W（400 ~ 1000MHz）、 2.5W（ 1700 ~ 2200MHz）、 25W（1700 ~ 2200MHz）
−SWR＝（Pf^0.5＋Pr^0.5）/（ Pf^0.5－Pr^0.5 ） − RL ＝20lg[（SWR-1）/（SWR+1）]
或 ＝10lg（ Pr / Pf ）
常用的功率计
Birds公司的通过功率计（BIRDs－4303A） RS公司的NRT数字式功率计（NRT－Z4）
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课程内容
数字式功率计只有一个探头，可以测试M900和M1800系统
数字式功率计与设备的连接，如下图所示：
天线
BTS机柜
装有数字式功率计配套测试软件的便携机 （需要在便携机上安装一张Z4测试卡，以连接头）
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课程内容
第一章 概述 第二章 通过式功率计的用法 第三章 数字式功率计的用法 第四章 使用注意事项和常见问题