测脉冲功放，平均功率比预期低了10dB

脉冲射频信号的平均功率包含关断时间，读数低于脉冲期间的功率并不一定是功放增益不足。测试时要先区分平均功率、脉冲功率和峰值功率，并确认占空比与仪器测量方式。

01 连续波与脉冲信号的功率读数

射频功放使用连续波驱动时，功率计读数接近目标值。改成脉冲驱动后，功率读数却明显降低。供电和匹配未必有异常，这时需要确认仪器显示的是完整周期平均功率，还是脉冲期间的功率。

连续波信号一直存在，平均功率和稳定状态下的功率通常容易对应；脉冲信号只在一部分时间内发射，其余时间处于关闭或低功率状态。如果仪器把完整测量时间内的能量都算进去，得到的就是平均功率，而不是脉冲打开那段时间的功率。

例如理想矩形射频脉冲的占空比为10%，脉冲期间功率保持不变，关断期间功率近似为零，那么以完整周期计算的平均功率就比脉冲期间功率低10dB。这个差值来自时间占比，不代表功放增益真的少了10dB。

图1：USB平均功率传感器，读数反映的是其测量带宽与模式下的平均功率。

02 平均功率、脉冲功率与峰值

所谓平均功率，关注的是一段完整时间里的总能量；脉冲功率通常指脉冲打开期间的平均功率；峰值功率或峰值包络功率则更关注波形瞬时最大值。对于上升沿、下降沿平缓或者脉冲顶部有过冲的信号，这几个数不一定能用一个简单差值互相代替。

Keysight的脉冲功率测量资料明确说明：已知占空比时，用平均功率除以占空比可以估算矩形脉冲的脉冲功率，但前提是脉冲形状比较规则、占空比稳定。它不是直接测到了瞬时峰值，也不会告诉你脉冲顶部是否有明显振铃或下垂。

所以面对“功率低了10dB”这个现象，需要先把Pulse Width、PRI或PRF记录下来，算出占空比，再看仪器是否配置了占空比补偿。

不同仪器的Average、Pulse、Peak和Time Gate菜单名称可能不同，不能只看屏幕上有个dBm就把结果当成同一种物理量。

图2：射频脉冲功率测量界面，显示平均功率、峰值以及脉冲参数。

03 功率传感器与测量窗口

常规平均功率传感器适合测量时间平均功率，但不一定能重建每个窄脉冲的上升沿和瞬时峰值。要看脉冲顶部形状、上升时间或峰值，通常需要具备足够视频带宽与时间分辨率的峰值功率传感器，或合适的时域测量方案。

对间歇发射设备，还需要确认测量窗口和触发位置。如果仪器门控窗口没有与发射脉冲对齐，显示结果可能把关断时间也算进去；如果窗口太窄，又可能只截到脉冲顶部的一部分，造成新的误判。

使用频谱仪的Channel Power功能测脉冲发射，同样要确认它是在什么时间范围和检波条件下积分。频域读数与时间域功率波形各有用途，不能把调小RBW或提高Reference Level当作修正占空比的办法。

如果使用外部衰减器或耦合器取样，还要把频率范围内的插入损耗和耦合度校正考虑进去。测量链路损耗带来的功率差，与占空比造成的平均功率差是两件事，不能把两者混在一起补偿。

比较连续波与脉冲信号时，最好在同一频率和同一条测量链路上做A/B测试，先固定能控制的变量。

图3：射频功率计时间域测量界面，读数仍需结合传感器类型和测量窗口确认。

04 测量记录应包含哪些参数

建议把功放输入信号功率、脉宽、重复周期、占空比、供电条件和负载都写在同一张测试记录里；再记录仪器型号、传感器类型、外部衰减量、平均或峰值模式，以及是否开启门控。这样前后两张测试结果才真正可比较。

如果完成占空比修正以后，脉冲期间功率仍低于连续波，就再去看功放电源能否支持脉冲峰值电流、偏置建立时间、开关时序以及脉冲顶部是否下垂。此时才进入功放本身的工程问题，而不是只凭一个平均功率读数下结论。

测量前还应核对仪器的功率限制。脉冲平均功率不高，不代表峰值功率一定低；外部衰减器、传感器和频谱仪输入口都要分别核对允许的平均功率和峰值功率。尚未统一功率定义与测量条件前，不宜直接调整功放增益参数。