高功率射频模块动态阻抗的一种测量方法及其测量装置

摘要

高功率射频模块动态阻抗的一种测量方法，包括如下步骤：将衰减装置、带通滤波器及网络分析仪依次串联；将网络分析仪设置成最小IFBW和最大输出功率的工作模式；对网络分析仪进行校准；将待测设备与衰减器串联，并将待测设备工作在欲测试频点附近的频点；将网络分析仪设定在测试频点，测量待测设备在测试频点时的动态阻态，并读出结果。其测量装置包括衰减装置、带通滤波器及网络分析仪，所述衰减器、带通滤波器及网络分析仪依次串联。本发明具有可以测量射频功率输出设备的动态阻抗的优点。

说明书

技术领域

本发明涉及一种高功率射频模块的动态阻抗测量方法，即通过间接的方式在射频模块正常工作的情况下进行动态阻抗的测量方法及其测量装置。

背景技术

目前已有的测量动态阻抗的方法称为阻抗扫描(Z-SCAN)，它是通过测量输入待测设备的电压和电流矢量，然后计算得出待测设备的动态阻抗，这种方法只能测量没有功率输出的设备的动态阻抗，对于有功率输出的设备比如功放、射频电源等设备则无法测量。

发明内容

本发明的目的是克服上述问题，向社会提供一种可以测量射频功率输出设备的动态阻抗的方法。

本发明的另一个目的是：还向社会提供可以实现上述方法的测量装置。

本发明的基本原理是：如果要测量待测设备在C频点的动态阻抗，将待测设备工作在C频点附近的频点，通过网络分析仪测量其在C频点的动态阻抗。

假设待测设备的工作频段从A Hz到B Hz，如果要测量待测设备在频点C Hz(A≤C≤B)处的动态阻抗，可以选取频点C Hz附近的频点XHz(A≤X≤B)，使待测设备工作在频点X Hz，将网络分析仪的测试频点设定在C Hz，测量待测设备的在频点C Hz处的动态阻抗并读出结果。网络分析仪的校准要先断开待测设备端口A处的电缆并在电缆的端口处进行校准，网络分析仪要设置成最小IFBW(中频带宽)和最大输出功率的测试模式。

假设网络分析仪的最大输出功率为P₀ dBm，带通滤波器在频点C Hz处的衰减为Ap dB，在频点X Hz处的衰减为As dB，衰减器在整个工作频段的衰减都是A dB，待测设备在测试的过程中通过端口A的输出功率为P_A dBm。

首先网络分析仪发出的功率为P₀ dBm的信号通过带通滤波器和衰减器的衰减后到达待测设备端口的功率为P₀-Ap-A dBm；对于在待测设备端口A的频率为C Hz和频率为X Hz的信号，通过衰减器和带通滤波器分别衰减A+Ap和A+As dB后进入网络分析仪，所以在网络分析仪的输入端口看来，频率为C Hz的信号强度比频率为X Hz的信号大P₀-P_A+As-2Ap-A dB。选取合适的带通滤波器、衰减器和待测设备的工作频点X Hz，可以使P₀-P_A+As-2Ap-A的值大于一定的值(一般为10至20dB)，使在网络分析仪输入端看来，干扰信号相对于正常信号很小，加上网络分析仪内部的IF滤波器，将能很好的滤除干扰信号，得出正确的测量结果。

具体地说，本发明的测量步骤为：

(1)、将衰减装置、带通滤波器及网络分析仪依次串联；

(2)、将网络分析仪设置成最小IFBW和最大输出功率的工作模式；

(3)、对网络分析仪进行校准；

(4)、将待测设备与衰减器串联，并将待测设备工作在欲测试频点附近的频点；

(5)、将网络分析仪设定在测试频点，测量待测设备在测试频点时的动态阻态，并读出结果。

本发明的测量装置一为：包括衰减器、带通滤波器及网络分析仪，所述衰减器、带通滤波器及网络分析仪依次串联。

本发明的测量装置二为：包括定向耦合器、电阻、负载、带通滤波器及网络分析仪，所述定向耦合器通过其端口C与带通滤波器及网络分析仪依次串联；所述定向耦合器的端口D接电阻，定向耦合器的端口E接负载。

本发明具有可以测量射频功率输出设备的动态阻抗的优点。

附图说明

图1是本发明的测量装置一的一种实施例的结构示意图。

图2是利用图1所示装置测试结果的示意图。

图3是本发明的测量装置二的一种实施例的结构示意图。

具体实施方式

为能使审查员更清楚地理解本发明的原理及结构组成，兹配合图式说明如下：

请参见图1，图1是本发明的测量装置一的一种实施例的结构示意图。该装置包括衰减器、带通滤波器及网络分析仪，所述衰减器、带通滤波器及网络分析仪依次串联。

有一待测设备(射频电源)工作频率在54MHz至66MHz，现要测量在60.3MHz处输出功率为40dBm时的动态阻抗。使待测设备工作在54MHz，选取衰减为20dB的衰减器，带通滤波器在54MHz处的衰减为30dB，在60.3MHz处的衰减近似为0dB，为了达到更好的滤波效果采取两个滤波器串联，串联后滤波器在54MHz处的衰减为60dB，在60.3MHz处的衰减为0dB。将网络分析仪设置在最大输出功率10dBm和最小IFBW(中频带宽)工作模式，这样在网络分析仪的输入端口看来干扰信号比正常信号小10dB，能得到很好的测试结果，测试结果由史密斯圆图2所示。其测量值1为59.386Ω-j43.865Ω。

上述测量装置可以采用下述方法进行测试：

(1)、将衰减器、带通滤波器及网络分析仪依次串联；

(2)、将网络分析仪设置成最小IFBW和最大输出功率的工作模式；

(3)、对网络分析仪进行校准；

(4)、将待测设备与衰减器串联，并将待测设备工作在欲测试频点附近的频点；

(5)、将网络分析仪设定在测试频点，测量待测设备在测试频点时的动态阻态，并读出结果。

请参见图3，图3是本发明的测量装置二的一种实施例的结构示意图。该装置包括定向耦合器、电阻、负载、带通滤波器及网络分析仪，所述定向耦合器通过其端口C与带通滤波器及网络分析仪依次串联；所述定向耦合器的端口D接电阻，定向耦合器的端口E接负载。假设定向耦合器端口B到端口C的耦合系数为A dB，则可以套用上面的表达式进行测量。如果选择耦合系数为20dB的定向耦合器和50欧姆的负载，使用上述例子中同样带通滤波器，则可得到一致的测试结果。

上述测量装置可以采用下述方法进行测试：

(1)、将定向耦合器通过其端口C与带通滤波器及网络分析仪依次串联；所述定向耦合器的端口D接电阻，定向耦合器的端口E接负载；

(2)、将网络分析仪设置成最小IFBW和最大输出功率的工作模式；

(3)、对网络分析仪进行校准；

(4)、将待测设备与衰减器串联，并将待测设备工作在欲测试频点附近的频点；

(5)、将网络分析仪设定在测试频点，测量待测设备在测试频点时的动态阻态，并读出结果。