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1、摘要

通帶插入損耗是無源射頻器件（如濾波器，發射合路器，電纜）的重要指標。而用常見的單臺功率計輸入輸出測試法卻不能獲得準確的結果。本文解釋了產生誤差的原因，并描述了一種在工程中極為實用的雙功率計測試法，用這種方法所得的測試結果與在實驗室用網絡分析儀所得的結果幾乎一致。

另外，本文還強調了測試電纜和接頭對測試精度的重要作用，而這些問題在工程中是往往容易被忽略的。

2、引言

通帶插入損耗是無源射頻器件的主要指標。典型的插入損耗值相對較小，因此用普通的測量方法很難達到實驗室的測試精度。在實驗室和工廠，通常采用網絡分析儀來測量插入損耗。用常見的無線電發射機作為信號源和射頻功率計如BIRD43 或同類的儀器很難精確地測量出大功率狀態下的插入損耗值。實際上，在大功率狀態下不能直接測量插入損耗，插入損耗值必須通過被測器件（以下簡稱DUT）的輸出輸入射頻功率比進行計算而得，公式如下：

IL（dB）=10 lg (Po / Pi )

其中Pi 和Po 分別為DUT 的輸入和輸出射頻功率。

3、單臺功率計測試法

通常用一臺功率計來測量器件的輸入輸出功率不可能有足夠的精度來校驗插入損耗的出廠指標，產生誤差的原因有很多。

圖1描述了一種功率測量的常見方法。DUT 在工作頻率上的插入損耗的插入損耗指標是－1.5dB。功率計采用帶50W 探頭的BIRD43 型，發射機則采用30W 移動收發信機，用于連接設備的是任意長度的同軸電纜。

雙功率計測試通帶插入損耗技術介紹

在圖1A 中，發射機通過功率計和測試電纜1,2 連接到DUT。當發射機打開時，功率計指示32.3W 的正向功率,記為Pi=32.3W。在圖1B 中，發射機通過電纜1 與DUT 連接，而此時DUT 的輸出則通過電纜3，功率計和電纜2 與負載連接。此時功率計指示20W 的正向功率。記為P o=20.0W。

經過上述的測量，可將插入損耗計算如下：

IL（dB）=10 lg (20/32.3)= - 2.1dB

顯然這個結果與出廠指標不符，是指標錯了嗎？在下任何結論之前，讓我們來看看單功率計測量法所固有的可能產生誤差的原因。

3.1、產生測量誤差的原因

3.1.1、發射機負載阻抗的變化

在圖1A 和1B 中，不同長度的電纜被用于連接DUT 和發射機。如果DUT 的輸入阻抗不是純阻并且不等于50 歐，則如改變DUT 和發射機之間的電纜長度，也會引起呈現在發射機的負載阻抗的幅度和相位的改變。因此，當從DUT 的輸入輸出端移動功率計和電纜而引起阻抗變化時，發射機的輸出功率也將隨之而變化。

3.1.2、功率計的位置

在端接失配或電抗性負載的傳輸線上存在著駐波。由于負載駐波的存在，在不同的點上，用功率計進行的功率測量所得的結果也不同。

3.1.3、電纜及固有插入損耗

在計算插入損耗時，必須考慮到會影響功率測量的內部連接電纜的損耗。在上述測量中，出廠指標和現場測試的誤差為0.6dB。如果測試發射機不穩定，誤差將會更大。

3.1.4、發射機的不穩定性

如果負載阻抗不是50 歐純阻，可能引起某些發射機的功率放大器的不穩定。尤其是諧振器件（如腔體濾波器），會在截止響應頻率上產生一個很大的電抗。這可能會引起參量振蕩，從而在DUT 的通帶以外產生很大的輸出功率。如果發射機產生振蕩，則功率計所測得的發射機輸出功率將會包括雜散功率。如果大部分雜散功率被DUT 衰減掉，則結果將會產生一個“假的插入損耗”。根據雜散載波功率比和DUT 的響應，甚至可能會產生更大的插入損耗測量誤差。

在圖1C 中，發射機通過一條更短的、不規則長度的電纜與DUT（濾波器）連接，于是，產生了振蕩，DUT（濾波器）輸出端上功率計和正向功率讀數僅為15.5W，因為大約有4.5W 的雜散功率沒有通過DUT（濾波器）。此時可求得插入損耗為：

IL =10Lg（15.5/32.5）=-3.2dB

這個結果當然是完全錯誤的。

關鍵字：雙功率計測試通帶插入損耗技術引用地址：雙功率計測試通帶插入損耗技術介紹

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