Un medidor de potencia de microondas es un instrumento que mide la potencia eléctrica en frecuencias de microondas típicamente en el rango de 100 MHz a 40 GHz.
Por lo general, un medidor de potencia de microondas constará de un cabezal de medición que contiene el elemento sensor de potencia real, conectado mediante un cable al medidor propiamente dicho, que muestra la lectura de potencia. El cabezal puede denominarse sensor de potencia o soporte . Se pueden utilizar diferentes sensores de potencia para diferentes frecuencias o niveles de potencia. Históricamente, el modo de funcionamiento en la mayoría de las combinaciones de medidor y sensor de potencia era que el sensor convertía la potencia de microondas en un voltaje analógico que el medidor leía y convertía en una lectura de potencia. Varios cabezales de sensores de potencia modernos contienen componentes electrónicos para crear una salida digital y se pueden conectar mediante USB a una PC que actúa como medidor de potencia.
Los medidores de potencia de microondas tienen un amplio ancho de banda y no son selectivos en frecuencia. Para medir la potencia de un componente de frecuencia específico en presencia de otras señales en diferentes frecuencias se necesita un analizador de espectro o un receptor de medición .
Existe una variedad de tecnologías diferentes que se han utilizado como elemento sensor de potencia. Cada uno tiene ventajas y desventajas.
Los sensores térmicos generalmente se pueden dividir en dos categorías principales: sensores de potencia de termopar y sensores de potencia basados en termistores. Los sensores térmicos dependen del proceso de absorción de la energía de la señal de RF y microondas, y detectan el aumento de calor resultante. Por lo tanto, responden a la verdadera potencia promedio de la señal, ya sea pulsada, CW, AM/FM o cualquier modulación compleja. (Agilent 2008). Los sensores de potencia de termopar constituyen la mayoría de los sensores de potencia térmica vendidos en la actualidad. Generalmente son razonablemente lineales y tienen un tiempo de respuesta y un rango dinámico razonablemente rápidos . La potencia de microondas se absorbe en una carga cuyo aumento de temperatura se mide mediante el termopar. Los sensores de termopar a menudo requieren una fuente de alimentación de CC o microondas de referencia para calibrarse antes de medir; Esto se puede integrar en el medidor de potencia. Los sensores de potencia basados en termistores , como el Keysight 8478B, generalmente solo se utilizan en situaciones en las que su excelente linealidad es importante, ya que son mucho más lentos y tienen un rango dinámico más pequeño que los sensores basados en termopares o diodos. Los sensores de potencia basados en termistores siguen siendo el sensor elegido para los estándares de transferencia de energía debido a su capacidad de sustitución de energía de CC. Otras tecnologías de detección térmica incluyen calorímetros y bolómetros de microondas y sensores de microondas pulsados cuasi ópticos .
Muchos cabezales de potencia de microondas utilizan diodos para rectificar la potencia de microondas incidente y tienen una respuesta extremadamente rápida. El diodo generalmente se usaría en su región de ley cuadrada y, por lo tanto, daría un voltaje de salida proporcional a la potencia de RF incidente. Para ampliar su rango dinámico más allá de la región de la ley del cuadrado, se utilizan circuitos de corrección de linealidad o múltiples pilas de diodos. Con avances en el algoritmo integral de compensación de datos y la topología de pilas de diodos, los sensores de diodos como el Keysight E9300A pueden responder adecuadamente a señales moduladas complejas en un amplio rango dinámico. Al igual que los sensores de termopar, a menudo requieren una fuente de referencia.
Se han investigado o implementado otras tecnologías para su uso como sensores de potencia, pero no se utilizan ampliamente en la actualidad; Estos incluyen sensores de torsión , haz de electrones , MEMS , efecto Hall y fuente atómica .
Los dos tipos principales de medidores de potencia de microondas son:
Los medidores de potencia generalmente informan la potencia en dBm ( decibeles relativos a 1 milivatio ) , dBW (decibeles relativos a 1 vatio) o vatios. Los fabricantes de medidores de potencia de microondas incluyen: Aeroflex , Keysight , Anritsu , Bird Technologies , Boonton Electronics, Giga-tronics, Rohde and Schwarz , Tektronix y TEGAM Inc..