Измерения ВЧ-мощности требуют правильного измерителя мощности или его датчика для различных измерений мощности: импульса, пиковой огибающей — PEP, среднего значения и т. д.
Чтобы измерения мощности были максимально точными, необходимо правильно выбрать датчик мощности. Разные сигналы имеют разные формы и факторы, такие как средняя мощность, пиковая мощность, пиковая мощность огибающей, PEP и т.п., которые оказывают большое влияние на тип необходимого датчика мощности.
Каждый датчик мощности или измеритель мощности указывает тип сигналов, которые он может измерять. Некоторые из них способны измерять устойчивые формы сигналов несущей, в то время как другие способны измерять пиковые значения, среднеквадратичное значение, пиковую огибающую и импульсные сигналы. Обычно они требуют гораздо более быстрых уровней отклика и часто способности вычислять значение в измерителе мощности. Принимая во внимание доступные варианты измерения различных форматов мощности, важно выбрать правильный измеритель мощности или контрольно-измерительный прибор и его датчик или датчики, если они применимы.
Средняя мощность ВЧ
Самый очевидный способ измерить мощность — посмотреть на среднюю мощность. Это определяется как средняя скорость передачи энергии по многим периодам РЧ сигнала. Простейшей формой волны для измерения является непрерывная волна (CW). Поскольку сигнал представляет собой одночастотный устойчивый сигнал, средняя мощность очевидна.
Для других сигналов параметры усреднения могут иметь большее значение. Возьмем пример амплитудно-модулированного сигнала. Его амплитуда изменяется в течение многих циклов РЧ, и мощность РЧ должна быть усреднена по многим периодам модулирующего сигнала для достижения значимого результата. Для достижения требуемых результатов период усреднения для измерителей мощности ВЧ может составлять от нескольких сотых долей секунды до нескольких секунд. Таким образом, ВЧ- или СВЧ-измеритель мощности может учитывать большинство встречающихся сигналов.
Импульсная мощность RF или пиковая мощность
В ряде приложений необходимо измерять мощность импульса энергии. Если бы это было усреднено за длительный период времени, оно не представляло бы мощность импульса. Для того чтобы измерить мощность самого импульса, метод точно определил, что именно нужно измерять. Как следует из названия мощности импульса, измеряется мощность самого фактического импульса. Для этого ширина импульса считается точкой, от которой импульс превышает 50% своей амплитуды, до точки, где он падает ниже 50% своей амплитуды.
Поскольку импульс, вероятно, будет включать некоторые выбросы и звон, наиболее точным термином для мощности является мощность импульса. Пиковая мощность подразумевает, что необходимо брать значение любого выброса, в то время как фактическим требуемым измерением мощности является общий импульс.
Пиковая мощность огибающей, PEP
Для некоторых приложений требуется другая форма измерения ВЧ-мощности. Пиковая мощность огибающей, PEP, используется для измерения мощности некоторых сигналов различной формы. Во многих случаях требуется измерение мощности, которое берет пик огибающей. Это может потребоваться для многих сигналов с цифровой модуляцией, а также для таких передач, как АМ и однополосная, также может потребоваться этот тип измерения мощности РЧ. Мощность огибающей измеряется путем увеличения времени усреднения периода модулирующего сигнала, т. е. 1/f m , где fm — максимальная частотная составляющая сигнала модуляции.
Это означает, что время усреднения измерения ВЧ-мощности должно находиться в пределах окна:
- Он должен быть большим по сравнению с периодом наибольшей частоты модуляции;
- Он должен быть небольшим по сравнению с периодом несущей волны.
Таким образом, пиковая мощность огибающей является пиковым значением, полученным с использованием этого метода. Из всех форм измерения ВЧ-мощности наиболее широко используется средняя мощность. Это наиболее удобно сделать, и часто выражает значение, которое необходимо знать. Однако во многих случаях также необходимо знать импульсную мощность, иногда называемую пиковой мощностью, а также пиковую мощность огибающей. Однако методы и оборудование, необходимые для получения пиковой мощности огибающей и импульсной мощности, отличаются от тех, которые необходимы для средней мощности. Соответственно, необходимо понимать различия между различными типами измерения мощности ВЧ и необходимым оборудованием.