RF檢波器是將高頻RF信號(hào)轉(zhuǎn)換為直流或低頻信號(hào)的電路，不同類型的RF檢波器原理有所差異，以下為你介紹常見的幾種：

二極管包絡(luò)檢波器

• 原理：利用二極管的單向?qū)щ娦詫?duì)RF信號(hào)進(jìn)行半波整流，再通過低通濾波器濾除高頻成分，從而得到與輸入信號(hào)包絡(luò)幅度成正比的直流電壓。

• 示例：在調(diào)幅廣播接收機(jī)中，輸入的調(diào)幅RF信號(hào)是載波幅度隨音頻信號(hào)變化的信號(hào)。二極管對(duì)信號(hào)進(jìn)行整流后，高頻載波部分被濾除，剩下的低頻音頻信號(hào)對(duì)應(yīng)的直流分量就被提取出來，經(jīng)過放大等處理后就可以推動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)出聲音。

對(duì)數(shù)放大器檢波器

• 原理：由多個(gè)級(jí)聯(lián)的放大器單元組成，每個(gè)單元的增益呈對(duì)數(shù)關(guān)系，使得輸出電壓隨輸入信號(hào)幅度的增加按對(duì)數(shù)規(guī)律增長，適用于寬動(dòng)態(tài)范圍信號(hào)的測(cè)量。

• 示例：在通信系統(tǒng)中，接收到的信號(hào)強(qiáng)度可能在很大范圍內(nèi)變化。對(duì)數(shù)放大器檢波器可以將不同強(qiáng)度的輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的對(duì)數(shù)電壓輸出，這樣無論輸入信號(hào)是微弱還是較強(qiáng)，都能在輸出端得到相對(duì)穩(wěn)定的測(cè)量結(jié)果。

平方律檢波器

• 原理：利用半導(dǎo)體器件（如肖特基二極管）在小信號(hào)下的平方律特性，即輸出電流與輸入信號(hào)電壓的平方成正比，通過測(cè)量電流并將其轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，就可以得到與輸入信號(hào)幅度相關(guān)的信息。

• 示例：在測(cè)量小信號(hào)時(shí)，平方律檢波器能夠提供較高的靈敏度。例如在一些精密的射頻測(cè)量儀器中，用于檢測(cè)微弱的射頻信號(hào)幅度變化。

同步檢波器

• 原理：需要一個(gè)與輸入RF信號(hào)同頻同相的本地參考信號(hào)，將兩者相乘后通過低通濾波器濾除高頻分量，從而得到與輸入信號(hào)幅度相關(guān)的直流或低頻信號(hào)。

• 示例：在相干解調(diào)系統(tǒng)中，同步檢波器可以準(zhǔn)確地恢復(fù)原始信號(hào)的幅度信息。比如在某些數(shù)字通信系統(tǒng)中，利用同步檢波器可以從接收到的調(diào)制信號(hào)中解調(diào)出原始的數(shù)字信號(hào)。

RF檢波器的作用

信號(hào)解調(diào)

• 在通信系統(tǒng)中，RF檢波器可用于解調(diào)調(diào)幅（AM）、調(diào)頻（FM）等信號(hào)。以AM收音機(jī)為例，檢波器將調(diào)幅的RF信號(hào)解調(diào)為音頻信號(hào)，讓人們能夠聽到廣播內(nèi)容。調(diào)幅信號(hào)的載波幅度隨著音頻信號(hào)的變化而變化，檢波器提取出這種幅度變化，還原出原始的音頻信息。

功率測(cè)量

• 通過對(duì)檢波器輸出信號(hào)的分析，可以測(cè)量輸入RF信號(hào)的功率。在無線通信設(shè)備的調(diào)試、測(cè)試以及功率控制等方面非常重要。例如在基站建設(shè)中，需要準(zhǔn)確測(cè)量發(fā)射信號(hào)的功率，以確保信號(hào)覆蓋范圍和通信質(zhì)量。通過RF檢波器將射頻功率轉(zhuǎn)換為可測(cè)量的直流或低頻信號(hào)，再經(jīng)過校準(zhǔn)和處理，就可以得到精確的功率值。

幅度測(cè)量

• 在許多應(yīng)用中，需要知道RF信號(hào)的幅度大小，RF檢波器可以將幅度信息轉(zhuǎn)換為可測(cè)量的直流或低頻信號(hào)，方便進(jìn)行幅度監(jiān)測(cè)和分析。比如在雷達(dá)系統(tǒng)中，需要精確測(cè)量回波信號(hào)的幅度，以確定目標(biāo)物體的距離、大小等信息。回波信號(hào)的幅度與目標(biāo)物體的反射特性、距離等因素有關(guān)，通過檢波器測(cè)量幅度，可以為雷達(dá)系統(tǒng)的目標(biāo)識(shí)別和定位提供重要依據(jù)。

信號(hào)監(jiān)測(cè)

• 用于監(jiān)測(cè)RF信號(hào)的存在、強(qiáng)度和質(zhì)量。在無線通信網(wǎng)絡(luò)維護(hù)中，技術(shù)人員可以使用RF檢波器來檢測(cè)信號(hào)覆蓋情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)信號(hào)弱區(qū)或干擾源。例如在一個(gè)大型商場(chǎng)中，通過在不同位置布置RF檢波器，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各個(gè)區(qū)域的無線信號(hào)強(qiáng)度，如果發(fā)現(xiàn)某個(gè)區(qū)域信號(hào)較弱，就可以及時(shí)調(diào)整基站的位置或功率，以改善信號(hào)覆蓋。

RF檢波器的關(guān)鍵指標(biāo)

靈敏度

• 含義：指檢波器能夠檢測(cè)到的最小輸入信號(hào)功率或幅度，反映了檢波器對(duì)微弱信號(hào)的感知能力。

• 影響：靈敏度越高，能檢測(cè)到的信號(hào)越弱，適用于對(duì)微弱信號(hào)的測(cè)量場(chǎng)景，如無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星通信中的信號(hào)捕獲等。

• 典型值范圍：-70dBm至-120dBm（不同類型檢波器有差異）

動(dòng)態(tài)范圍

• 含義：表示檢波器能夠準(zhǔn)確測(cè)量的最小和最大輸入信號(hào)功率或幅度之間的范圍，體現(xiàn)了檢波器處理不同強(qiáng)度信號(hào)的能力。

• 影響：動(dòng)態(tài)范圍越寬，檢波器可測(cè)量的信號(hào)強(qiáng)度范圍越大，適用場(chǎng)景更廣。在無線通信基站中，需要同時(shí)處理從微弱信號(hào)到較強(qiáng)信號(hào)的各種情況，寬動(dòng)態(tài)范圍的檢波器能夠確保信號(hào)測(cè)量的準(zhǔn)確性。

• 典型值范圍：40dB - 100dB（常見范圍）

頻率響應(yīng)

• 含義：指檢波器在不同頻率下的輸出特性，通常用頻率范圍和增益平坦度來描述。

• 影響：決定了檢波器能夠正常工作的頻率區(qū)間，增益平坦度影響測(cè)量準(zhǔn)確性。在多頻段的無線通信系統(tǒng)中，如同時(shí)支持2G、3G、4G、5G頻段的基站，需要檢波器在各個(gè)頻段都有良好的頻率響應(yīng)。

• 典型值范圍：頻率范圍可從幾百kHz至幾十GHz；增益平坦度一般要求在±1dB以內(nèi)（優(yōu)質(zhì)檢波器）

輸出阻抗

• 含義：檢波器輸出端的等效電阻。

• 影響：輸出阻抗應(yīng)與后續(xù)測(cè)量電路的輸入阻抗匹配，以確保信號(hào)傳輸效率和測(cè)量準(zhǔn)確性。若阻抗不匹配，會(huì)導(dǎo)致信號(hào)反射，降低測(cè)量精度。

• 典型值：常見的輸出阻抗有50Ω、75Ω等，需與后續(xù)測(cè)量電路的輸入阻抗匹配。

線性度

• 含義：反映檢波器輸出信號(hào)與輸入信號(hào)之間的線性關(guān)系程度，通常用非線性誤差表示。

• 影響：線性度越好，輸出信號(hào)與輸入信號(hào)的線性關(guān)系越緊密，測(cè)量誤差越小，能更準(zhǔn)確地反映輸入信號(hào)的實(shí)際變化。在精確的信號(hào)測(cè)量和分析中，如科研領(lǐng)域的射頻信號(hào)研究，對(duì)線性度要求較高。

• 表示方式：一般用非線性誤差表示，優(yōu)質(zhì)檢波器要求小于1% - 5%

溫度穩(wěn)定性

• 含義：指檢波器在不同溫度環(huán)境下輸出特性的穩(wěn)定性，通常用溫度系數(shù)表示。

• 影響：溫度穩(wěn)定性越好，受溫度影響越小，測(cè)量結(jié)果越可靠。在工業(yè)控制、航空航天等環(huán)境溫度變化大的領(lǐng)域，溫度穩(wěn)定性尤為重要。

• 示例：用溫度系數(shù)±0.1dB/℃表示，即溫度每變化1℃，輸出信號(hào)幅度變化不超過±0.1dB。