射頻功率量測：深入解析峰值與平均功率感測器技術
射頻功率的量測高度仰賴專業測試儀器，例如：峰值功率感測器、平均功率感測器與射頻功率計，用以偵測、擷取並分析無線通訊系統中的功率位準，而精準的功率量測是確保無線系統達到最佳效能與可靠度的基礎，無論是在雷達、衛星通訊或 5G 等先進應用中，準確掌握訊號的峰值功率、平均功率與峰值因數 (Crest Factor)，對於驗證產品設計、優化系統效率以及確保元件在安全範圍內運作都至關重要，特別是針對採用氮化鎵 (GaN) 或砷化鎵 (GaAs) 等半導體技術的高功率放大器 (HPA)，其線性度與效率表現，直接影響訊號品質與傳輸穩定性，因此，選擇具備足夠視訊頻寬 (Video Bandwidth, VBW) 與快速上升時間 (Rise Time) 的感測器，才能精確捕捉快速變化的脈衝訊號或複雜的調變訊號封包，從而進行完整的分析。
歡迎觀看「射頻與微波常見問答：偵測射頻功率」影片，我們將針對四個常見的射頻功率偵測問題，提供清晰易懂的解答。
射頻與微波常見問答集
此播放清單涵蓋的射頻與微波常見問答包括：
為何需要量測系統的射頻功率？
從雷達系統到 5G 通訊網路，量測系統射頻功率的常見應用場景，包含了驗證設計成果、符合法規標準、遵循安全限制以防止高功率射頻輻射的危害、確保系統效率以及保護元件等目的。
採用二極體偵測器的射頻測試儀器如何量測射頻功率？
採用二極體的功率感測器，是利用高頻二極體將射頻訊號整流為直流電壓訊號，此電壓會與射頻訊號的振幅成正比，並在靠近訊號源的位置進行擷取，而像是射頻功率計等儀器，便可以量測並換算此直流電壓，藉此呈現所需的功率量測結果，直流電壓與功率結果之間的關係，取決於二極體是在平方率區 (Square-law Region)、轉態區 (Transition Region) 還是線性區 (Linear Region) 運作。
什麼是峰值功率感測器？
峰值功率感測器具有較小的平滑電容，並在平滑電容兩端使用低阻抗負載，以便在射頻振幅下降時快速放電，這意味著峰值功率感測器能夠提供極快的上升時間與寬廣的視訊頻寬。
峰值功率感測器具備觸發功能，使其能夠同步進行脈衝量測，在選擇峰值功率測試解決方案時，工程師應考量感測器的視訊頻寬以準確追蹤訊號的封包功率、上升時間以擷取脈衝的上升緣、時間解析度以驗證脈衝形狀和時序，以及峰值因數 (Crest Factor) 和統計量測功能以評估元件的線性度。
什麼是平均功率感測器？
平均功率感測器通常在平方率區運作，在此區域內，其輸出的直流電壓與輸入的射頻電壓平方值呈現高度正比關係，因此，即使存在調變訊號，這些感測器依然能夠提供精確且可靠的平均功率量測值。
在選擇平均功率感測器時，視訊頻寬以及追蹤訊號輪廓的能力就不是主要考量，因為這類儀器僅用於量測一段時間內的平均功率，並不需要獲得瞬時的封包量測結果。