基于定向耦合器和功率傳感器的DUT輸入功率測量方案

定向耦合器用于對少量輸入信號功率進行采樣，以進行測量。端口1是輸入端口；端口1是輸入端口。端口2是輸出端口；端口3是耦合端口；端口4是隔離/端接端口，通常端接至50Ω，以最大程度地減少反射。

但是，當我們測量被測設備（DUT）的輸入功率時，尤其是在自動化測量系統中，我們將功率傳感器與定向耦合器一起使用。在進行1 dB壓縮點測量時，通過改變輸入功率和測量輸出功率，我們必須測量和計算連接到端口3的功率傳感器和輸入到DUT的損耗，以計算損耗以校正測量值。由功率傳感器供電（圖1）。在本文中，此損耗表示為輸入損耗L pi的功率傳感器。
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圖1自動化測量系統采用了定向耦合器和功率傳感器。

L pi損耗補償了功率傳感器測得的功率電平中的P。乍一看，損耗的測量方法如圖2所示，但是這種測量損耗的方法沒有正確制定。

功率傳感器測量的功率：

P m = P in – | L pi | （1）

圖2這是使用功率傳感器測量功率的方式。

根據圖3所示的設置來計算流入元素的功率的符號約定結果。

圖3這是功率流入元件的方式。

潮流將產生如下：

P out = P in – P att （2）

P in = P out + P att （3）

現在，讓我們將L pi損耗的路徑分為兩部分，如圖4所示。

圖4 L pi損耗是兩個部分的總和：L pc和L di。

功率傳感器輸入損耗：

| L pi | = | L pc | + | L di | （4）

現在，從點P m或傳感器的輸入移至點P in或DUT的輸入，應將L pc損耗添加到P m處的測得功率電平，以達到P c點處的功率電平。最后，由于L di是電纜損耗，因此應從P c中減去L di損耗，以在P in點達到功率水平。傳感器測量的DUT的實際輸入功率：

P”在= P米+ | L PC | – | L di | （5）

現在，讓我們計算損失，如圖2所示。

P in = P m + | L pi | = P m +（| L pc | + | L di |）（6）

這種計算在邏輯上看起來是正確的，但是如上所述，L di損失不應該加到全部損失上；相反，應該從全部損失中減去它。

P”在= P米+ | L PC | – | L di | （7）

要找出這些方法中的錯誤，只需使用以下公式。

誤差= P在- P”在= 2×| L二| （8）

在此，在P in處計算出的測得功率電平的誤差為2×| L di |。高于準確的功率水平。

因此，應使用以下公式計算功率傳感器與DUT輸入之間的損耗。

|功率傳感器輸入損耗| = | L pc | – | L di | （9）

最后，這是如何實際測量損失的方法。

圖5一種更實用的方法來衡量損失。

由于定向耦合器在入射功率和接收功率之間的損耗可以忽略不計，因此，第一步，我們使用連接到定向耦合器輸出的功率傳感器來測量輸出功率，并減去兩個功率傳感器之間的測量功率，得出L pc失利。

在第二階段，我們使用網絡分析儀測量由定向耦合器和DUT輸入之間的電纜，衰減器和混合耦合器（由L di表示）引起的損耗。最后，我們根據公式9計算總損耗。

Siamack Ghadimi擁有電氣工程博士學位，是大學的助理教授。

編輯：hfy