1、导言
信号的功率测验，一般以功率计的测验成果作为规范。
现代功率探头具有以下特色：数字化，小型化;探头完结一切测验功用，和测验数据的收集;无需主机，可以由包含手机在内的具有操作系统的设备进行探头操控和数据剖析。
针对不同的测验意图和使命，怎么选用适宜的功率探头，是摆在每个射频工程师面前的问题。
2、功率探头类型及原理
从探头选用的技能类型区分，可分为两大类：热电探头和二极管探头。热电探头又分为热敏、热偶和热电堆三个类别;二极管探头又分为单通道、多通道和宽带(峰值)几个类别。
从运用场合看，热电探头小功率(1mW左右)测验准确度高，功率测验动态规模小，合适射频微波信号平均功率的计量校准;二极管探头功率丈量动态规模大，速度快，合适研制测验和工程运用。
2.1、热电功率探头
热敏功率探头选用热敏电阻作为中心元部件，输入信号经过热敏电阻的功率被其吸收后温度升高，电阻值发生明显改变，运用电桥丈量电阻值的改变，显现功率值。
热偶功率探头的中心部件是热电偶。将两种不同的导体或半导体衔接成闭合回路，当两个接点处的温度不一起，回路中将发生温差电势，电势的巨细正比于吸收的高频功率值，这种现象称为热电效应，又称为塞贝克(Seebeck)效应。运用热电偶型功率计中的热偶结直接吸收高频信号功率，热结点温度升高，发生温差电势，电势的巨细正比于吸收的射频功率值，进行功率丈量。
为了进步热电偶的灵敏度，可将多个热电偶串联起来组成热电堆;热电堆的输出电压(输出温差电动势)是多个热电偶的输出电压之和。
归纳考虑测验频率规模、功率规模和准确度，热电堆是现在最佳热电功率探头技能。
2.2、二极管功率探头
二极管功率探头选用半导体二极管作为中心元部件，选用平方率检波，取得功率值。所谓平方率检波，便是在小信号规模(-70dBm~-13dBm)，肖特基(schottky)二极管输出电压正比于输入功率，或者说正比于输入电压起伏的平方，经过输出电压的丈量，得出功率丈量值。
单通道二极管的功率测验规模不够高，现代智能探头一般选用多通道办法。一般增设两路不同前端衰减器的通道，与不加衰减器的通道并行丈量，对一组三通道测验数据进行智能判别和批改。经过这种办法，可以完结大动态规模(-70dBm~+23dBm)功率的准确丈量。
上述智能探头选用不同的视频滤波器(低通)，取得更佳灵敏度和动态规模。关于特别测验运用，如峰值功率丈量，选用宽带视频滤波器(如30MHz)，然后取得更快的响应速度，可以测验更窄的脉冲，取得接连的脉冲信号功率改变曲线，从而剖析实时功率值。
2.3、功率探头的调零校准与数值批改
功率探头的作用是取得准确的功率丈量值，每个探头必须有准确的校准数据。现代功率探头的校准数据一般内置在探头内置存储器中。功率探头的校准数据，即包含入射功率的批改，也包含驻波反射批改。
功率探头的输入端衔接输入被测信号，输出端直接是测验数据(丈量值)，数据批改是在丈量中主动完结的。
现代功率探头在丈量前无需外置源校准，由于探头内部有参阅源和参阅温度，“调零”进程就包含了曾经的丈量前校准进程。
为了确保丈量准确度，功率探头需求送到计量单位溯源和校准，假如计量单位给出的批改数据与功率探头原有数据差错，在丈量不确定度规模之内，则此探头经过校准，无需批改数据。
假如计量单位选用原厂功率规范，例如RS NRPC，计量RS功率探头，那么计量进程可以完结真实的“校准”，可以主动擦写探头内部批改数据，差错归零;当然，假如用NRPC计量其他公司探头，仅能完结“计量”进程，给出差错而不能擦写内置数据。
3、功率计(探头)运用及选型
3.1、通用大动态功率丈量
统筹测验准确度和丈量动态规模(-70dBm~+23dBm)，通用功率探头是二极管(智能多通道)探头。
选型参阅类型：
| RS®NRP8S（N） | 100 pW ~ 200 mW, 10 MHz ~ 8 GHz |
| RS®NRP18S（N） | 100 pW ~ 200 mW, 10 MHz ~ 18 GHz |
| RS®NRP33S（N） | 100 pW ~ 200 mW, 10 MHz ~ 33 GHz |
| RS®NRP40S（N） | 100 pW ~ 100 mW, 50 MHz ~ 40 GHz |
| RS®NRP50S（N） | 100 pW ~ 100 mW, 50 MHz ~ 50 GHz |
| RS®NRP6A（N） | 100 pW ~ 200 mW, 8 kHz ~ 6 GHz |
| RS®NRP18A（N） | 100 pW ~ 200 mW, 8 kHz ~ 18 GHz |
3.2、信号平均功率计量和校准
从准确度考虑，平均功率的测验一般选用热电堆智能探头。
小功率信号(-10~+10dBm)的计量校准，选用热电堆功率探头，具有最佳丈量不确定度。
别的，假如功率规模在(-35dBm~+20dBm)，而且只需求丈量信号的平均功率，热电堆功率探头也是最佳挑选。
选型参阅类型：
| RS®NRP18T（N） | 300 nW ~ 100 mW, DC ~ 18 GHz |
| RS®NRP33T（N） | 300 nW ~ 100 mW, DC ~ 33 GHz |
| RS®NRP40T（N） | 300 nW ~ 100 mW, DC ~ 40 GHz |
| RS®NRP50T（N） | 300 nW ~ 100 mW, DC ~ 50 GHz |
| RS®NRP67T（N） | 300 nW ~ 100 mW, DC ~ 67 GHz |
| RS®NRP110T | 300 nW ~ 100 mW, DC ~ 110 GHz |
假如是针对功率探头的计量，需求功率规范，参阅类型：
| RS®NRPC18 | DC ~ 18 GHz |
| RS®NRPC33 | DC ~ 33 GHz |
| RS®NRPC40 | DC ~ 40 GHz |
| RS®NRPC50 | DC ~ 50 GHz |
3.3、峰值功率剖析
脉冲调制信号，一般选用峰值功率探头测验，也便是宽带二极管(智能多通道)探头。其视频带宽决议其窄脉冲测验才能。
选型参阅类型：
| RS®NRP-Z81 | 1nW~100mW, 50MHz~18GHz，可检测最小脉宽50ns |
| RS®NRP-Z85 | 1nW~100mW, 50 MHz~40GHz，可检测最小脉宽50ns |
脉冲功率剖析，一般的测验参数有功率参数和时刻参数：
脉冲功率;脉内功率平整度;上升沿过冲;脉内功率滑降。
脉宽和周期;脉冲重复频率;上升下降沿。
下图(左)：单路信号脉冲功率测验;下图(右)：两路信号脉冲功率测验，可分辩两路脉冲相对时刻联系。
3.4、大功率测验
在大功率(或许高达几十kW)测验场合，一般需求外接衰减器或定向耦合器。现在较先进的功率探头可以进行S参数批改，也便是把外接设备的全频段S参数内置在功率探头，完结每个频点的测验值主动批改。
功率探头内置参数批改，导入外部衰减器S参数数据，进行大功率信号准确功率测验：
4、丈量数据的收集、传输和显现
现代功率探头可以完结一切丈量功率，并发送出丈量数值。数据传输接口可所以专用主机接口，也可所以通用USB接口或网口。因而，除了功率计仪器，可运用其它带有操作系统的设备，如电脑、其它仪器乃至手机。假如选用网口，可以用电脑经过TCP/IP协议长途拜访功率探头。
