僅用100W功率就能對(duì)1kw設(shè)備進(jìn)行老化測(cè)試的傳輸線

　　一臺(tái)13.56MHz  ISM（工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療）頻段射頻測(cè)量設(shè)備要求進(jìn)行50小時(shí)1kw老化測(cè)試。被測(cè)設(shè)備需要同時(shí)加上等效于1kw的射頻電壓和射頻電流，而手里唯一可用的射頻信號(hào)源是一臺(tái)100W射頻發(fā)生器，體現(xiàn)節(jié)省能源的重要性。圖1所示電路將能量?jī)?chǔ)存在傳輸線中，就可利用這100W射頻發(fā)生器產(chǎn)生1kw功率。該電路由兩根電氣長(zhǎng)度為43°（約6英尺長(zhǎng)）、兩端有UHF連接器的RG－213型同軸電纜組成。電氣長(zhǎng)度為4°的被測(cè)設(shè)備連接在兩根傳輸線T1和T2之間，總長(zhǎng)度為90°。一個(gè)現(xiàn)成的業(yè)余無(wú)線電天線調(diào)諧器可使射頻發(fā)生器的50Ω輸出阻抗與傳輸線的輸入阻抗相匹配。
　　電路的工作原理很簡(jiǎn)單。射頻能量通過(guò)天線調(diào)諧器進(jìn)入傳輸線輸入端。射頻能量行進(jìn)到傳輸線的短路端，被反射回輸入端。被反射的射頻能量又被天線調(diào)諧器的共軛匹配所反射，并與下半個(gè)周斯的射頻輸入能量相組合，再次向短線端行進(jìn)。這一過(guò)程不斷進(jìn)行下去，存儲(chǔ)的射頻能量繼續(xù)增加，直到該電路的損耗等于發(fā)生器的輸出功率為止。從阻抗的角度來(lái)考慮電路工作時(shí)，需要提醒的是，一根短路的無(wú)損耗90°傳輸線的輸入阻抗為無(wú)窮大。在傳輸線的短路端，V／I為零，而在傳輸線的輸入端，V／I則為無(wú)窮大。在被測(cè)設(shè)備所在的傳輸線中心點(diǎn)，V／I的大小等于傳輸線的特性阻抗——本例為50Ω。射頻電壓和射頻電流的相位相差90°，但這不影響設(shè)備的老化。
　　現(xiàn)在來(lái)考慮需要多大的傳輸線輸入功率才能在被測(cè)設(shè)備處產(chǎn)生1kw功率。每根6英尺長(zhǎng)的RG－213電纜的損耗為0.025dB，被測(cè)設(shè)備的損耗為0.05dB。因此，沿傳輸線行進(jìn)的射頻信號(hào)的損耗為0.1dB。來(lái)回?fù)p耗RL是這一損耗的兩倍，即0.2dB，因?yàn)樯漕l信號(hào)心須沿傳輸線行進(jìn)到短路端，然后再返回到射頻信號(hào)源。這時(shí)你就可以利用下列公式計(jì)算出入射功率PIN為1000W時(shí)的反射功率PR：PR＝（PIN）10（RL／10）＝（1000）10（－0.2／10）＝955W。
　　所以，當(dāng)1000W功率沿傳輸線傳輸時(shí)，有955W功率返回到輸入端。所需的傳輸線輸入功率等于入射功率減去反射功率，也就是1000－955＝45W。因?yàn)閭鬏斁€損耗和被測(cè)設(shè)備都是0.05dB，所以45W損耗有一半在傳輸線中，另一半在被測(cè)設(shè)備中。已測(cè)得天線調(diào)諧器損耗為40W，這就使電路總損耗為85W。你確定傳輸線輸入阻抗的方法是，利用以下公式先計(jì)算出傳輸線輸入端復(fù)數(shù)反射系數(shù)（Γ），再求出輸入阻抗：Γ=10(RL/2Δ)=10(-0.2/20)=0.9772，
　　天線調(diào)諧器必須使射頻發(fā)生器的50Ω輸出阻抗與傳輸線的4.3KΩ輸入阻抗相匹配。只要測(cè)量被測(cè)設(shè)備的電壓和電流的振幅和相位，便可證實(shí)該電路的工作原理。電壓和電流的測(cè)量要使用具有電壓探頭和電流探頭的示波器來(lái)進(jìn)行。被測(cè)設(shè)備處的功率計(jì)測(cè)量1KW的正向和反射功率。由于電路Q值很高，你會(huì)發(fā)現(xiàn)：通過(guò)調(diào)整射頻發(fā)生器的頻率來(lái)使電路諧振要比微調(diào)電纜長(zhǎng)度來(lái)使電路諧振更方便。該電路的兩個(gè)主要限制因素是同軸電纜的溫升和阻抗匹配電路的損耗。損耗較小的同軸電纜能達(dá)到更大的“功率倍增系數(shù)”和更高的被測(cè)設(shè)備功率。