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功率衰减器的原理  功率衰减器是一种能量损耗性射频/微波元件,元件内部含有电阻性材料。除了常用的电阻性固定衰减器外,还有电控快速调整衰减器。衰减器广泛使用于需要功率电平调整的各种场合。一、衰减器的技术指标  衰减器的技术指标包括衰减器的工作频带、衰减量、功率容量、回波损耗等。  1)工作频带。衰减器的工作频带是指在给定频率范围内使用衰减器,衰减器才能*指标值。由于射频/微波结构与频率有关,不同频段的元器件,结构不同,也不能通用。现代同轴结构的衰减器使用的工作频带相当宽,设计或使用中要加以注意。  2)衰减量。无论形*衰减的机理和具体结构如何,总是可以用下图所示的两端口网络来描述衰减器。  图中,信号输入端的功率为P1,而输出端得功率为P2,衰减器的功率衰减量为A(dB)。若P1、P2以分贝毫瓦(dBm)表示,则两端功率间的关系为  P2(dBm)=P1(dBm)-A(dB)  可以看出,衰减量描述功率通过衰减器后功率的变小程度。衰减量的大小由构成衰减器的材料和结构确定。衰减量用分贝作单位,便于整机指标计算。  3)功率容量。衰减器是一种能量消耗元件,功率消耗后变成热量。可以想象,材料结构确定后,衰减器的功率容量就确定了。如果让衰减器承受的功率*过这个*限值,衰减器就会被烧毁。设计和使用时,*须明确功率容量。  4)回波损耗。回波损耗就是衰减器的驻波比,要求衰减器两端的输入输出驻波比应尽可能小。我们希望的衰减器是一个功率消耗元件,不能对两端电路有影响,也就是说,与两端电路都是匹配的。设计衰减器时要考虑这一因素。  5)功率系数。当输入功率从10mW变化到额定功率时,衰减量的变化系数表示为dB/(dB*W)。衰减量的变化值的具体算法是将系数乘以总衰减量功率(W)。如:一个功率容量50W,标称衰减量为40dB的衰减器的功率系数为0.001dB/(dB*W),意味着输入功率从10mW加到50W时,其衰减量会变化0.001*40*50=2dB之多!二、衰减器的基本构成  构成射频/微波功率衰减器的基本材料是电阻性材料。通常的电阻是衰减器的一种基本形式,由此形成的电阻衰减器网络就是集总参数衰减器。通过*的工艺把电阻材料放置到不同波段的射频/微波电路结构中就形成了相应频率的衰减器。如果是大功率衰减器,体积肯定要*,关键就是散热设计。随着现代电子技术的发展,在许多场合要用到快速调整衰减器。这种衰减器通常有两种实现方式,一是半导体小功率快调衰减器,如PIN管或FET单片集成衰减器;二是开关控制的电阻衰减网络,开关可以是电子开关,也可以是射频继电器。三、衰减器的主要用途  衰减器有以下基本用途:  1)控制功率电平:在微波*外差接收机中对本振输出功率进行控制,获得*佳噪声系数和变频损耗,**佳接收效果。在微波接收机中,实现自动增益控制,*动态范围。  2)去耦元件:作为振荡器与负载之间的去耦合元件。  3)相对标准:作为比较功率电平的相对标准。  4)用于雷达*干扰中的跳变衰减器:是一种衰减量能突变的可变衰减器,平时不引入衰减,遇到外界干扰时,突然*衰减。  从微波网络观点看,衰减器是一个二端口有耗微波网络。它属于通过型微波元件。四、衰减器的相关参数  1)衰减:用于描述传输过程中从一端到另一端的信号减少的量值。可用倍数或分贝数来表达。  2)VSWR:等于特性阻*与连接在传输线输出端的负载阻*的比值。  3)*大平均功率:在衰减器输出端接特性阻*时,在指定的*高工作温度上可长期加到衰减器输入端的*大功率。当工作温度降至20ºC,输入功率降到10mW时,衰减器的其它指标不应该发生变化。  4)*损耗的功率系数:当输入功率从10mW到额定功率时,*损耗的变化值(dB)。  5)*大峰值功率:在衰减器输出端接特性阻*时,在指定的*高工作温度上,在指定的时间内,加到衰减器输入端的5ms脉冲宽度*大峰值功率。当工作温度降至20ºC,输入功率降到10mW时,衰减器的其它指标不应该发生变化。  6)温度系数:在*大工作温度范围内*损耗的*大变化,用dB/ºC表示。  7)冲击和振动:衰减器*须承受三个方向的冲击和振动试验。  8)*损耗的频率响应:在20ºC时,整个频率范围内损耗值的变化量(dB)。  9)工作温度上限:衰减器工作在*大输入功率时的*高温度(ºC)。  10)标称*损耗的偏差:在20ºC,输入功率10mW时测得的*损耗和标称值的偏差。  11)接头寿命:正常连接/断开的次数;在规定的寿命内*的电气和机械指标应该满足指标要求。  12)互调失真:互调失真由杂散信号组成,它是由于器件中的非线性因素而产生的。尤其需要关注的是三阶互调失真,因为三阶互调产物*大而且不可被滤除。三阶互调电平的测试方法是将二个等幅的纯净信号(f1和f2)注入到被测器件中,三阶互调将出现在输出频谱的2f1-f2和2f2-f1处。三阶互调产物由相对于f1或f2的大小来定义,由-dBc来表示。
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