1、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 =I 2 R= V 2 /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
2、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浙江省衢州无线电监测站 郑顺洪发射功率的测量方法52 中国无线电 2005/9检测实验室2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 dB m 为 10 倍， 每 -10 dBm 为 1/10 。 例如 +2
3、9 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
4、率的测量方法目前我站配备的测量功率的仪器有德国 RVBW 至少是 RBW 的三倍。（ 4 ）调整频谱分析仪输入衰减器（ ATT ）和参考电平（ REFLEVEL ）， 使信号接近显示的顶部。（ 5 ） 设置检波器工作方式为均方根检波器。 步骤如下 : 按TRACE 键， 使用上下键选择 DETECTOR 项， 按相应软键确定，图 2 平均功率和峰功率的关系峰功率平均功率图 3 测试线路连接被测发射设备 CMS54 综测仪图 4 测试线路连接被测发射设备 衰减器 FSP30 频谱分析仪检测实验室中国无线电 2005/9533再用上下键选择 DETECTOR RMS 项。（ 6 ） 测量信号的占用
5、带宽。 步骤如下 : 按 MEAS 键， 用上下方向键选择 OCCUPIED BANDWIDTH ， 按相应软键确定 ;设置 99% 的 POWER BANDWIDTH; 打开 OCCUP BW 功能 ;屏幕就会显示信号的占用带宽。（ 7 ） 测量信号的功率值。 步骤如下 : 按 MEAS 键， 用上下方向键选择 CHAN PWR ACP 项， 按相应软键确定 ; 用上下键选择 CP/ACP CONFIG ， 设置信号的占用带宽 （ CHANNELBANDWIDTH ） ; 开启 CP/ACP 功能， 此时屏幕就显示在该占用带宽下的信号功率。2.3 使用 NRT 功率计测量发射设备输出功率NR
6、T 功率计支持测量平均功率、 峰值功率 （ PEP ）、 峰值 /平均值之比、 互补累积分布函数 （ CCDF ）、 驻波比、 反射系数、反射功率等参数。 支持 GSM/EDGE 、 CDMA （ IS-95 ）、 WCDMA等各种数字通信系统的功率测量。 用 NRT 功率计测量功率时，要与功率传感器配合使用， 不同的传感器测试范围不同。 NRT-Z44 功率传感器的测量范围是 0.003W 到 120W （平均功率） 或300W （峰值功率）， 频率范围为 200 MHz 到 4 GHz 。 NAP-Z5功率传感器的测量范围是 0.1W 到 350W ， 频率范围为 25 MHz到 1 GH
7、z 。 现介绍用 NRT 功率计和 NRT-Z44 传感器测量发射功率， 方法步骤如下 :（ 1 ） 测试线路连接如图 5 所示。（ 2 ） 根据被测发射设备的发射频率设置 NRT 功率计的响应频率， 步骤如下 : 按 CORR 键， 显示 FREQ* ， 按左右键选择USER ， 按 SET 键确定， 使用四个方向键设置所需的频率， 按SET 键确定。（ 3 ） 为 NRT 功率计校零， 步骤如下 : 关闭发射设备输入信号， 按 CORR 键， 按上下键显示 ZERO* ， 按 SET 键确定执行校零程序。图 5 测试线路连接被测发射设备 NRT-Z44 传感器NRT 功率计发射天线（ 4
8、） 为 NRT 功率计选择适当的调制方式， 步骤如下 : 按CORR 键， 用上下键显示 MODULATION* ， 用左右键选择所需的调制方式或是无调制， 按 SET 键确定。（ 5 ） 开启被测发射设备， NRT 功率计显示测得的功率值和反射参数。三种发射功率测量的特点和选择无线电综合测试仪 CMS54 和 FSP30 频谱分析仪用于测量功率时属于终端式功率计， 其输入阻抗是标准的 50 欧姆。 在功率测量中， 终端式功率计替代了发射设备的负载， 即终端式功率计将发射设备的负载理想化了。 所以说， 终端式功率计所测得的结果是发射设备在理想负载时的输出功率 ; 如果发射天馈系统的匹配情况良好， 则这个结果可以较真实地反映发射系统的输出情况 ; 如果发射天馈系统的匹配不好 （如 VSWR1.5 ）， 则终端式功率计不能真实反映发射系统的情况。NRT 功率计属于通过式功率计， 功率传感器吸收高频 RF 信号功率转换为 NRT 功率计能够测量的直流或低频信号。 所以只要将通过式功率计置于发射设备与天馈系统之间， 就可以得到发射系统的正向和反射功率。因此， 如果要测量发射设备的理想发射功率， 可以选用终端式功率式 ; 如果要测量发射设备的实际发射功率以及判断发射设备与天馈系统是否匹配， 则选用通过式功率计。54 中国无线电 2005/9检测实验室
