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摘要：伴随着无线通信技术的发展速度不断加快，频谱资源已经开始向射频微波段不断扩展，而对于射频微波系统而言，放大器的放大增益、振荡源的输出功率以及接收机的灵敏程度均需要对微波系统的实际功率进行准确测量。因此本文针对于微波功率的测量误差展开重点分析，并研究解决该类误差的具体方法。

关键词：微波功率;测量;误差分析

一.引言

在所有表征微波信号的参数当中，微波功率是最为核心的一个，它不仅能够表明系统的能量传输情况，还能够实现对于微波系统的功能衡量。关于微波系统的设计与制造一直同微波功率密切相關，因此微波功率的测量非常关键。目前最为常用的测量工具为射频微波功率计，在进行射频技术教学研究以及微波产品设计生产调试等领域应用均十分普遍，根据微波功率的测量结果便可以有针对性的解决相关技术问题。功率测量通常情况下与其应用环境有较大关系，微波信号的频率范围、频谱功率以及调制形式等因素均会对测量结果产生一定的影响，尤其是微波信号的功率电平。只有认真熟悉微波系统当中进行功率测量的方法，了解其具体测量原理，并针对输入信号的频谱以及调制形式展开深入了解，才能够最终在测量阶段得到较为准确的测量结果。

二.微波功率测量标准

由于最近几年微波相关理论在不断完善，硬件技术也取得了长足的发展，因此微波系统整体的设备类型与数量大幅度增加，在这样的背景下，关于微波功率、频率、品质因数等诸多参数的测量设备开始逐渐建立，在制作、生产、调试流程当中逐渐实现了仪器标准化。对于微波测量的诸多项目而言，微波功率的测量无疑占据着非常重要的位置，尤其是在微波线路以及微波管当中。目前关于微波功率的测量，范围可以达到10-710瓦，测量精度也获得了大幅度提升，可以达到0.1%，除此之外，微波测量的功率频谱可以达到100千兆赫。在实际进行微波测量时，主要分为低频和高频两种情况。处于低频情况时，主要对电路当中的电流以及电压进行测量，最终确定功率，而当处于高频情况时，主要的测量方法是将电路当中的电磁能进行转化，得到光、热、力等能量形式再进行功率测量。近年来关于微波功率测量的标准问题正在不断深入，它与频率测量标准有所不同，因而随着研究的不断推进而更加精进。最初的微波小功率标准主要有两种测定方法，分别是电磁辐射有质效应方法以及电磁波焦耳热方法。这两种方法对于微波功率的测定以直流电量作为依据，在实际测量时具有较高的精度，因此作为功率测量的标准具有有一定的科学性。而伴随着研究的不断深入，可以发现利用波导内部反射元件上的电磁波作用进行压力测量而研制出的微波功率计，精度可以达到1%。因此目前在进行微波功率测量时，使用最为广泛的便是微波功率计。

三.微波功率测量中的常见误差

3.1 微波测量的误差来源

根据微波测量的工程理论以及实例经验，可以分析得出，在进行功率测量的过程当中，主要的误差来源种类如下。分别为失配误差，测量仪器固有误差、被测系统不稳定所造成的误差、同轴接头的误差、环境误差以及操作人员在测量过程中形成的误差。在这六大类误差当中，前三种误差是进行微波功率测量时的主要误差来源，而后三种误差的对于测量结果的影响较小，通常情况下可以忽略不计。

3.2 误差分析

由于系统失配造成的测量误差是所有误差当中最复杂也是最核心的一种，因此对失配误差进行分析时难度较大。在实际进行功率测量时，负载吸收的功率即为微波功率计的测量值指示值，但是由于被测系统以及功率探头的反射系数均不为0，因此在测量过程中必定会形成失配误差。无反射匹配状态下得到的功率数值同实际进行测量得到的功率数值误差以及二者之间的相位误差统称为失配误差，形成该误差的最主要原因便是系统不匹配。

四.微波功率的误差解决办法

4.1 接入90°移相器消除失配误差

在系统中接入90度移相器，取0度以及90度相位状态下对应的功率值，二者的平均值作为测量值便可以消除测量过程的失配误差。

4.2 其他减小误差的方法

通过上述理论阐述可以发现，在进行微波功率测量时，失配误差是非常典型并且普遍的测量误差，但是若不及时进行修正与调整，后期对于测量结果造成的影响还是较大的，因此在这里提出其他能够减小测量误差的方法，以提升最终测量结果的准确性。

（1）减小使用功率计的本身的误差

这一方法需要在功率测量过程中由操作人员进行人为调整，在功率测量系统中将功率计指示位置同标准功率计调节一致，然后再进行功率测量，此时结果的准确性会大幅度提高。

（2）根据被测源频率选择合适的校准因子

在进行微波系统功率测量时，需要针对不同的被测源频率，选择不同的校准因子，对失配系统完成校正，以减小测量误差。

五.结语

微波功率在进行测量时，若想要直接得到非常精确的测量结果难度非常大，因此在测量之前必须对微波功率的基本属性以及测量过程可能产生的误差进行充分的理解与掌握，而后才能够在测量时采取一定的处理措施，规避掉可能产生误差的技术点，进而得到较为理想的测量结果。若在测量过程中系统出现了接触不良的情况，则功率能量的耗费情况会非常巨大，严重的话还会造成被测微波源烧毁的情况，因此在进行较大微波功率测量时需要特别注意解决系统接触不良的问题。由此可见，在进行功率测量时必须充分考虑到影响测量结果准确性的各个因素，并根据不同的实际需要完成测量方式的选择，以便在系统连接之后得到误差较小的测量结果。除此之外，若针对失配系统进行微波测量，可以在系统中插入设置移相器，调节其相位，功率数值也会随之变化，根据功率的最大值与最小值之差便可以得到系统的失配度，若测量结果不满足精度要求，便可以按照此失配度进行失配调整。

参考文献

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