用于卫星通信的射频光纤链路如何实现功率测量

介绍

系统或信号链路的功率是保证可靠信号完整性和足够信噪比的主要指标之一。在信号链中，每个设备的工作情况都取决于前一个设备是否提供了适当的信号电平，如果水平过高，将会出现非线性性能，或者在最坏的情况下，设备将会受损，而如果电平过低，载波信号可能会丢失。

在直流应用中，甚至在低频情况下，都需要进行电压和电流测量以计算功率。然而，由于驻波等效应，如果电压和电流沿电缆变化，这种测量无法获得可靠的结果，但功率是始终保持不变的，因此对于判断高频传输线非常有用。

单位

为了同时处理非常大和非常小的功率电平，使用了对数来进行数据处理。dB是两个功率比率的对数，它表示相对功率。同时为了获得绝对值，以1mW为参考，得到以dBm为单位的结果，或相对于1mW的dB。

如何测量

在很多应用中，信号不仅在频率上被调制，在振幅和其他方面也会被进行调制（即使是脉冲信号也会如此），因此，通常选择测量信号的平均功率。

信号的功率可以通过各种不同的仪器来进行测量，频谱分析仪和网络分析仪均可用于进行功率测量。然而这些设备的工作频率是有选择性的，频谱分析仪只能在配置的带宽内进行功率测量，而射频功率计则可以测量整个频率范围的功率，包括所有的载波、谐波等。

为了在宽带上进行这些测量，通常使用特定的传感器，最常见的类型是二极管检波器。检波器基本上由一个线路终端组成，该终端具有与系统相对应的阻抗，二极管用于校正信号，旁路电容用于消除通过二极管的任何高频信号，整流后的信号可以通过模数转换器来接收。

虹科DEV的大多数产品都有内置的射频感应功能，可以测量整个带宽上的累积射频功率，这个数据是向M&C系统发送警报或完全自主执行冗余切换的质量指示，这一功能通过将信号从主传输路径耦合出来，并将其馈送至内置射频功率检测器IC来实现。该芯片基于与二极管检测器相同的原理，耦合器和传感器针对各自的频带进行调谐，以确保在使用的整个频谱上进行测量。

由于光传输线路中的功率测量更具挑战性，因此通常选择测量虹科Optribution系列的电气数据。例如，在通用光传输卡上，会感应到输入信号，而在接收卡上，会检测到外部边界信号，这会将测量转移到信号流的电气数据部分，从而更容易进行测量。

功率感测指示

在虹科DEV设备中，为每个通道设置阈值水平，如果阈值电平不足，则LED灯变为红色，并同时触发报警或自动切换至备用信号。在实际应用中，当施加信号时，在信号电平的中间设置阈值电平和信号失败时的信号电平可以确保可靠地切换和监控。

注意

• 射频应用中的功率通常是在一定时间内直接测量的；
• 单位dBm使用对数计算，与1mW有关；
• 频谱分析仪和网络分析仪测量窄带段的功率，虹科DEV中的功率计和IC测量的是宽频段；
• 在虹科Optribution系列中，测量的是电功率，而不是光功率，电信号的测量相对而言更容易执行。