無線電測量是指利用電子技術對無線電通信系統及其設備、部件和元器件等的性能進行的測量。
基本介紹
- 中文名：無線電測量
- 外文名：radiomeasurement
定義
無線電測量是指利用電子技術對無線電通信系統及其設備、部件和元器件等的性能進行的測量。測量涉及的頻率範圍可以從極低頻3Hz到至高頻3THZ；涉及的功率等級可從10-15W（―120dBm）到108W。測量的參數有頻率、功率、衰減、阻抗、駐波、場強、相位、波形和數據等。使用的儀器有信號發生器、頻率計、功率計、阻抗及駐波測量儀、場強計、頻譜儀、測試接收機、示波器、網路分析儀、積體電路測試儀等以及測量數據信號參數的各種儀表。現代的測量儀器具有多倍頻程、多量程和多種自動化功能，並有很高的準確度。如原子頻標可達到10-14數量級的準確度。
特點
無線電測量與有線電測量的區別無線電測量的對象是一個空間開故的系統，而有線電則是一個空間封閉的系統，是否激發自由空間電磁場是無線和有線系統的最大區別。突出表現這一特徵的部分是天線。
分布參數與集總參數的區別
無線電通信的天線系統是收發信機的射頻信號與空間的電磁波進行傳輸模式轉換的器件，由於一側必須與空間匹配，因而必須是分布參數器件（如面天線及喇叭饋源）、或具有明顯分布參數特徵的集總器件（如線天線，不過是長度可與波長相比的傳輸線的變形分布參數器件的特徵，在於以波的存在模式決定其電特性。集中參數器件則以靜電場、靜磁場、電磁、電熱轉換以及通斷，控制關係的存在形式決定其功能，是人為地強化其某方向的特徵所形成的，其中最明顯的是重疊多層靜電場形成的電容器和同向耦合多個環電流的靜磁場形成的電感器。當工作頻率升髙到電容器、電感器的尺寸可與波長相比時，分布參數的本性（即感容同在的本性）就會顯現出來。這是在無線電測量中必須注意的。
嚴格保證高頻電路的阻抗匹配，使駐波比接近於1。阻抗不匹配將影響測量精度和通信效率，會使通信中斷，甚至使天線和發射系統燒損。匹配的要求對低頻電路部分也不例外。
儀器接口很少採用雙線
為抗干擾和實現寬頻帶測量的需要，無線電測量儀器多採用同軸接口。儀器所使用的同軸線和接頭的頻率上限達18GHZ，2.4mm同軸系統則可達40GHz。頻率高於18GHz就需用波導連線。同軸線特性阻抗在300MHz以下用75Ω，在18GHz以下用50Ω，在1GHz以下可任選75Ω或50Ω。通信系統和測量儀器之間的接口阻抗不同時，可以用相應的阻抗轉換器。
注意事項
輻射干擾、電波泄漏、禁止接地和耦合效應等都會影響測量的準確度，有時甚至無法測量。這是在無線電測量中必須全面注意的問題。
（1）輻射干擾：來自空間的天電、宇宙射線和各種電器設備等都會產生不同形式、不同頻率和不同功率的輻射干擾。通信設備上被測點以外的許多部位都可能產生輻射干擾。干擾強度可能大到阻塞測量儀器。採取合適的測量探頭、有效的測量技術和良好的禁止與接地，可減小干擾的影響，得到可用的測量結果。
（2）禁止與接地：被測設備與測量系統都應有良好的禁止。必要時要在微波暗室內測量，使開放系統接近於封閉系統。無線通信的收發電平相差很大，要用同軸測量探頭並在合適的接地點接地，以減小地電流在地電路中產生的干擾信號經過高倍放大所造成的誤差。
（3）耦合效應：測量系統的存在，有時會改變通信系統的工作狀態而造成誤差。測試天線的儀表設備有時會破壞天線發射場的分布。測量探頭會成為通信電路的可比負載。探頭可能成為振盪迴路的一部分影響頻率和功率，頻率愈高這些問題就會愈嚴重。有時由於測量還可能破壞了原有的禁止狀態使通信系統不能正常工作。這些問題都要在測量過程中予以妥善處理。
電磁場的測量
輻射源的周圍可分為三個場區。一個波長之內，電抗近場占優勢，場強與距離的高次冪成反比。近場的電場用偶極子天線和相應的檢波、接收儀表進行測量，磁場則用環形天線測量。超過10個波長是小型天線的輻射遠區，電抗場已不起作用，輻射場強與場源距離的一次冪成反比。在電抗近場和輻射遠場之間是輻射近場，或叫作中場。三倍波長時輻射場比電抗場的場強約大25dB。在此以外測量輻射場可以得到可用的數據。
測量的自動化和接口匯流排
測量技術、微電子技術和計算機技術的結合使自動化測量迅速普及。整個被測系統可以在幾分鐘之內由計算機自動測定各種參數。為配合自動化測量，測量系統與被測系統之間、測量系統內的多種儀器之間以及它們與計算機系統之間的接口正在趨向標準化。國際電工委員會（IEC）制訂了IEC—625標準。我國也將其定為國標（GB249.1～249.2—85），是套用最廣的接口匯流排標準。1987年出現的Vxi接口匯流排，小巧、靈活、最高數據傳輸速率可達上述系統的40倍，已被各國推廣使用，並將定為標準。
模擬測量
模擬測量主要是模擬改變溫度、濕度、壓力等環境參數，採用便於測量的頻率和功率來模擬實用的頻率和功率，用已知的線性和非線性變換關係來預測通信系統的性能等，都是常用的方法。例如按同樣比例縮小天線尺寸，相應提高測試信號頻率，可以較方便的取得測試數據。設備壽命也可以進行模擬試驗。用計算機模擬各種測量已很普遍，但任何模擬都不是真實的。特別是影響壽命的因素複雜，雖然提高工作溫度、工作電壓、加重負載等可以加速老化，但是時間效應還難以完全模擬。實用中的測量仍然是必要的。
遙感測量
遙感測量主要用於無人值守的通信台站或專用的遠距離測量。有人台站也需要傳送測量數據到中心控制台，可以按規定的程式定時通過原有的信道或專用的測量信道傳送信息和監測數據。通過無線電傳輸，還可以在飛機上、在衛星上進行各種遙感遙測取得相當梢確的數據或圖像。
勞動保護無線電測量
人體長期或短期處於強大的電磁場中是有損害的。國內外都規定了相應的安全標準。我國試行的輻射安全標準是功率密度應該小於0.038mW/cm2（E≤12V/m）。一些強力發射台包括極低頻電台和衛星通信地球站近場區的電磁輻射顯然大大超過這個標準。因此需要測出危險區加以隔離，並採取有效的保護措施，必要時要穿保護服、戴保護帽。測量場強可用複雜的場強計或簡單的手持輻射計。
電磁環境測量
電磁環境測量是指在建設新的無線電台站時，需要進行電磁環境的測量，包括各種輻射干擾的場強、所需主信號的強度和電波衰落情況等，使台站設定在良好的電磁環境中是得到優良通信質量的保證。此外，城市電磁環境的測量也厲於環保測量的範圍，良好的電磁環境可以保證各種通信廣播電視業務的正常工作和接收。對各種電氣設備的非正常輻射也要進行監督管理。
