用于衛(wèi)星通信的射頻光纖鏈路如何實現(xiàn)功率測量？

介紹

系統(tǒng)或信號鏈路的功率是保證可靠信號完整性和足夠信噪比的主要指標(biāo)之一。在信號鏈中，每個設(shè)備的工作情況都取決于前一個設(shè)備是否提供了適當(dāng)?shù)男盘栯娖剑绻竭^高，將會出現(xiàn)非線性性能，或者在最壞的情況下，設(shè)備將會受損，而如果電平過低，載波信號可能會丟失。

在直流應(yīng)用中，甚至在低頻情況下，都需要進(jìn)行電壓和電流測量以計算功率。然而，由于駐波等效應(yīng)，如果電壓和電流沿電纜變化，這種測量無法獲得可靠的結(jié)果，但功率是始終保持不變的，因此對于判斷高頻傳輸線非常有用。

單位

為了同時處理非常大和非常小的功率電平，使用了對數(shù)來進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。dB是兩個功率比率的對數(shù)，它表示相對功率。同時為了獲得絕對值，以1mW為參考，得到以dBm為單位的結(jié)果，或相對于1mW的dB。

如何測量

在很多應(yīng)用中，信號不僅在頻率上被調(diào)制，在振幅和其他方面也會被進(jìn)行調(diào)制（即使是脈沖信號也會如此），因此，通常選擇測量信號的平均功率。

信號的功率可以通過各種不同的儀器來進(jìn)行測量，頻譜分析儀和網(wǎng)絡(luò)分析儀均可用于進(jìn)行功率測量。然而這些設(shè)備的工作頻率是有選擇性的，頻譜分析儀只能在配置的帶寬內(nèi)進(jìn)行功率測量，而射頻功率計則可以測量整個頻率范圍的功率，包括所有的載波、諧波等。

為了在寬帶上進(jìn)行這些測量，通常使用特定的傳感器，最常見的類型是二極管檢波器。檢波器基本上由一個線路終端組成，該終端具有與系統(tǒng)相對應(yīng)的阻抗，二極管用于校正信號，旁路電容用于消除通過二極管的任何高頻信號，整流后的信號可以通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器來接收。

虹科DEV的大多數(shù)產(chǎn)品都有內(nèi)置的射頻感應(yīng)功能，可以測量整個帶寬上的累積射頻功率，這個數(shù)據(jù)是向M&C系統(tǒng)發(fā)送警報或完全自主執(zhí)行冗余切換的質(zhì)量指示，這一功能通過將信號從主傳輸路徑耦合出來，并將其饋送至內(nèi)置射頻功率檢測器IC來實現(xiàn)。該芯片基于與二極管檢測器相同的原理，耦合器和傳感器針對各自的頻帶進(jìn)行調(diào)諧，以確保在使用的整個頻譜上進(jìn)行測量。

由于光傳輸線路中的功率測量更具挑戰(zhàn)性，因此通常選擇測量虹科Optribution系列的電氣數(shù)據(jù)。例如，在通用光傳輸卡上，會感應(yīng)到輸入信號，而在接收卡上，會檢測到外部邊界信號，這會將測量轉(zhuǎn)移到信號流的電氣數(shù)據(jù)部分，從而更容易進(jìn)行測量。

功率感測指示

在虹科DEV設(shè)備中，為每個通道設(shè)置閾值水平，如果閾值電平不足，則LED燈變?yōu)榧t色，并同時觸發(fā)報警或自動切換至備用信號。在實際應(yīng)用中，當(dāng)施加信號時，在信號電平的中間設(shè)置閾值電平和信號失敗時的信號電平可以確?？煽康厍袚Q和監(jiān)控。

注意

• 射頻應(yīng)用中的功率通常是在一定時間內(nèi)直接測量的；
• 單位dBm使用對數(shù)計算，與1mW有關(guān)；
• 頻譜分析儀和網(wǎng)絡(luò)分析儀測量窄帶段的功率，虹科DEV中的功率計和IC測量的是寬頻段；
• 在虹科Optribution系列中，測量的是電功率，而不是光功率，電信號的測量相對而言更容易執(zhí)行。