衰减测量测量

衰减测量测量

2018/06/19114 作者：佚名

导读： 一般的衰减测量主要有三种方法:替代法、阻抗法和绝对法。替代法替代法是在实践中应用最广的一种衰减测量方法。按标准衰减器的工作频率又分为直流替代法、低频替代法、中频替代法、高频替代法和调制副载波法。前两种方法由于检波元件的线性范围所限，一般仅适用于测量0.01~30分贝范围内的小衰减量。① 直流替代法:用测热电阻或二极管作为检测元件，将微波功率的变化变换成直流功率的变化，用

一般的衰减测量主要有三种方法:替代法、阻抗法和绝对法。

替代法

替代法是在实践中应用最广的一种衰减测量方法。按标准衰减器的工作频率又分为直流替代法、低频替代法、中频替代法、高频替代法和调制副载波法。前两种方法由于检波元件的线性范围所限，一般仅适用于测量0.01~30分贝范围内的小衰减量。

① 直流替代法:用测热电阻或二极管作为检测元件，将微波功率的变化变换成直流功率的变化，用电阻分压器作为标准衰减器，测定被测衰减量。

② 低频替代法:对高频或微波信号源进行低频调幅。调制信号通过被测元件后经检波器变换成低频信号，用低频标准衰减器衰减量的变化替代被测衰减量。

③ 中频替代法:用外差混频法将高频信号或微波信号线性地变成中频信号，用中频标准衰减器的衰减量替代被测衰减量。中频替代法有串联和并联两种工作方式。串联中频替代法是将被测衰减器与标准衰减器串联;并联中频替代法是将标准衰减器的参考通道与测量通道相并联(图1)。并联法的明显优点是量程大、误差小，所以应用也最广泛。一般衰减检定装置用截止式衰减器作为标准，中频为30兆赫(或60兆赫)，量程达100分贝,在50分贝内的准确度达±0.01分贝/10分贝~±0.001分贝/10分贝。随着锁相技术和频率合成技术的发展，低中频替代技术得到广泛应用。用二个同步锁相信号源或二个微波频率综合器进行差拍混频，将中频降低到几十千赫以下，用音频的感应分压器作标准衰减器，可将衰减测量的精确度提高约一个数量级。采用中频矢量替代法，量程可达140分贝左右。

④ 高频替代法:将被测衰减量与工作在同一频率的高频标准衰减器的衰减量进行比较。这种方法的优点是对检测系统的线性没有要求。

⑤ 调制副载波法:把来自同一信号源的连续波信号分成两路，主载波通道是连续波信号，副载波通道是经低频调制的含有副载波分量的调制信号，这一通道的信号通过被测件后与主通道的连续波信号在检波器上进行相关合成检波。在一定条件下，检波输出的低频信号幅度正比于副载波信号的幅度。因此可用低频的感应分压器作标准衰减器，用替代法实现衰减测量。这种方法常用于校准精密的波导回转式衰减器。

阻抗法

根据传输线中的反射或驻波与被测衰减量的关系来实现衰减测量。阻抗法的优点是不需要标准衰减器。阻抗法又分为散射参量法、调配反射计法、值法和驻波法。

① 散射参量法:任意一个被测件可看作是一个二端口网络，可以用网络分析仪或标量分析仪测出网络的散射参数，从而得到被测件的衰减量。网络的散射参量与衰减量A之间的关系是A=AD+AR,式中AD为被测网络的耗散衰减,;AR为被测网络的反射衰减，。

式中为被测网络的耗散衰减,;为被测网络的反射衰减，。

② 调配反射计法:用精密阻抗测量系统──调配反射计分别测出耗散衰减和反射衰减，从而计算出被测网络的衰减量。

③ 值法:用于精确测量均匀波导段每单位长度上的衰减。用非接触式短路器放在被测波导内构成一个腔，调节短路器之间的距离得到不同的谐振点。在每个谐振点上测出腔的值，作出1/对1/的图形,得一条直线，根据它在 1/轴上的截距可以算出波导的单位长度的衰减。

④ 驻波法:精确度低，应用较少。

绝对法

利用衰减量与电平的相对变化有一定对应关系的原理来实现衰减测量，又分为功率比法、自校准法和超导量子干涉法。

① 功率比法:按衰减定义来确定被测件的衰减量。用功率计直接测量被测件接入无反射系统前后负载上所得到的功率，按定义算出衰减量。这种方法精确度较低。

② 自校准法:利用功率倍增的方法给出一个准确的比值和相应的衰减值,用于校准被测衰减量。根据所采用的测量电路分别有三臂电桥法、定向耦合器法等。自校准法的缺点是只能测固定的衰减量如3.01分贝，6.02分贝等。

③ 超导量子干涉法:利用量子衰减器──基于约瑟夫逊效应制成的超导量子干涉器件测量射频衰减(图2)。它是工作在液氦温度下的超导环，经被测衰减器输出的射频信号输入到超导环的耦合电路时，环中的磁通量发生周期变化，从而使它呈现的微波阻抗也周期地变化。因此，当加入微波信号时，其反射功率随耦合电路中的电流以贝塞尔函数关系周期地变化。通过对贝塞尔函数零点的检测，根据贝塞尔函数的根值确定被测衰减量。为了测量62分贝衰减量，必须覆盖 900个零点。这种方法提供了测量衰减的自然基准。