微波功率計

在微處理機和工接口進入電子儀器後，功率計和傳統的功率測量技術經歷着一場新的變革。現代測量技術的發展，如六端口技術，為功率測量開拓出許多新的應用領域。

通過功率測量可以獲得功率、衰減、增益、電壓、電流、介電常數、相位角、復反射係數等參數。為了實現微波測量儀器的寬頻帶、多功能、高精度、快速自動化，國內外湧現出了一批新一代的功率計。 ^[1] 

自50年代以來，微波小功率(0.1~10mw)測量的最高準確度是利用自平衡直流替代的測輻射熱器功率計獲得的。隨着無線電技術和微波測量技術的發展，其方案不斷演變，應用日趨廣泛，準確度亦相應得到提高。

1957年出現精密自平衡電橋以前，最準確的測輻射熱器微波功率計都是採用手動惠斯登電橋。操作費時費事，測量動態範圍小，易燒燬測輻射熱器元件。美國國家標準局(NBS)Boulder實驗室在1957年研製成第一台精密直流替代自平衡電橋提高了測量準確度。

1970年又進行了改進，全部採用固體電路。此時國外市場已出現較精密的自平衡電橋的商品。如美國Weinsehel公司的PB—IC自動平衡精密微波功率電橋。促進了微波精密測量技術的發展。

NBS首先應用直流自平衡電橋技術穩定微波訊號源的輸出功率。由於測輻射熱器元件比微波晶體有更高的固有穩定性和更低的噪聲，所以用它取代晶體作為功率電平取樣器，自平衡電橋穩幅系統可使訊號發生器的輸出功率獲得每小時10^-4量級的穩定度。稍後又推廣應用於精密測量微波衰減(直流替代法)，使測量系統的穩定度和分辨度提高了兩個數量級，在0.01~50dB衰減量程內獲得了0.0001~0.06dB的測量準確度。同時，還應用於測量鎮流電阻座的效率，將測量鎮流電阻座效率的阻抗法的測量準確度提高了一個多數量級，使阻抗法成為建立波導微波小功率標準的流行的準確方法之一。阻抗法不僅可與微波微量熱計方法相互比對，而且更適合於在大尺寸波導中應用。

近年出現的6端口網絡分析儀，可直接在微波頻率上測量各種複數和實數參數。其中5個端口要使用精密自平衡微波功率計。

1978年，美國科學家指出，隨着數字設備成本的進一步降低，未來的趨勢不是發展通用的大規模自動測試系統，而是發展小型的自動測量系統。在今後的小型自動測量系統中，6端口技術將佔主導地位。 ^[2] 

目前廣泛採用半導體熱電偶和肖特基二極管作為換能元件。熱敏電阻或熱變電阻型功率計一度曾佔優勢地位，但温度特性影響了功率測量靈敏度的提高。

1964年真空噴塗技術被應用到功率探頭製造以後，薄膜熱電偶式功率計開始嶄露頭角。70年代，製造出了半導體熱電偶功率探頭，繼而推出了低勢壘肖特基二極管型功率探頭，無論在頻率範圍、功率範圍或在低反射係數等各項技術參數方面都顯示了強大的生命。 ^[1] 

安裝在顯示窗下面的按鍵用於完成功率計的測量和設置。各按鍵作用描述如下：

該鍵用於完成功率探頭的校零和校準操作。如果功率探頭需要同時校零和校準時，必須將探頭連接到校準器的輸出端口上，當按下該鍵時，功率探頭被自動校零，然後自動完成校準數據處理過程，該過程完成功率探頭的功率線性校準以及功率溯源，並將校準數據存儲在功率計主機的內存中。若僅進行功率探頭校零操作，功率探頭不需要連接到校準器的輸出端口上。當在探頭未連接到校準器狀態下按下該鍵時，功率計僅完成自動校零作用。當對功率探頭進行校零時，最好將探頭和被測信號源連接在一起，在信號源輸出功率關閉狀態下操作，這樣功率計可將被測件和功率探頭之間的微小地電壓歸一化掉。

該鍵用於輸入被測信號的頻率，功率計自動調用被設置頻率對應的功率探頭的校準因子值進行測量值修正，以提高功率測量的準確度。如果輸入信號的頻率變化太快而無法從前面板置入時，可以從功率計後面板的“VFIn輸入一個對應信號源頻率變化的電壓值，並通過適當的菜單設置，可較快的調用相應頻率的校準因子值。若功率計在遠控狀態下，功率計可以從GP-IB總線上讀取頻率信息。

該鍵用於相對測量（測量值不是絕對單位值，而是用dBr表示的相對於參考電平的相對值）。按下該鍵時，功率計自動以當前的測量值作為參考基準進行相對測量。再次按下該鍵，將會取消相對測量作用。

該鍵用於激活功率計的一些設置菜單，同時也可作為返回鍵使用以退出菜單設置。（不管當前的設置菜單在哪一級，都可直接退回到測量狀態）。

該鍵用於進行功率的對數測量單位（dBm）和線性測量單位（mW）之間的轉換。缺省狀態為對數格式。

該鍵用於調用已存儲的儀器設置狀態。這些儀器狀態是由[SAVESETUP]菜單設置的，可以存儲在1～20個寄存器內。存儲時，用←或→光標鍵選擇(Reg#0)，用↑或↓鍵選擇一寄存器（1～20值）。(Preset)用於設置功率計的缺省狀態（即復位操作）。

該鍵用於確定菜單選擇，輸入已選擇的選項或數值。同時當作LOCAL鍵使用，從遠控狀態（GP-IB狀態）恢復為本地狀態。

量程校準器校準功率計準確度：將量程校準器置於不同的功率輸出擋，通過觀察功率計上的示值，並計算出誤差來判斷被校功率計是否滿足要求。微波小功率標準裝置校準功率基準電平：利用微波小功率標準裝置對被校功率計1mW功率基準電平輸出進行校準，可以提高校準準確度。