功率是微波信号的基本参数之一。传统的功率测量方法受限于同轴电缆传输损耗大、体积大等因素, 难以适应分布式长距离组网应用。文章提出基于电光转换的微波功率测量方法, 将微波功率测量转换为对光边带抑制比的测量。分别分析了采用相位调制和强度调制的电光转换方法时, 微波功率与光边带抑制比之间的映射关系。实测对比了测量值与理论计算值之间的符合性。该方法经过电光转换后, 可以采用光纤传输信号, 进行长距离远拉测试, 在分布式长距离组网中具有较好的应用前景。

提出了一种低成本的新型强度调制型光纤温度传感器。该传感器主要由宽谱光源、三端口光环形器、光纤耦合器、偏振控制器、PMF光纤、光电探测器,以及信号处理单元组成。在较短的PMF光纤条件下, 温度变化会对PMF光纤双折射产生直接影响, 导致两相干光束产生一定的相移变化, 使经过Sagnac环干涉后具有不同的透射光谱, 即发生波长漂移。利用光电转换和信号处理, 将检测到的光信号转换为电压信号, 对其进行解算从而完成对温度的检测。在无需光谱分析仪的情况下, 通过对Sagnac干涉仪的透射光谱进行信号处理, 根据随温度的变化函数解算出测量温度。在25~50.5℃的温度范围内进行了实验, 测试结果表明该光纤温度传感器的灵敏度为0.066mW/℃, 分辨率为0.34℃。

综述了现有各种光学电功率传感器的传感机理和主要特点, 提出了电功率传感器研究中存在的问题、方法和研究方向。光学电功率传感器一般具有测量范围大、响应频带宽和电气绝缘能力强等优点。根据光载波中是否含有电功率调制信号, 可将光学电功率传感器分为直接调制型和间接调制型两类；与光学电压、电流传感信号相比, 直接调制型光学电功率传感信号更加微弱, 且其有功功率传感信号为直流信号, 易与光载波强度波动混淆。对于单晶体型电功率传感器, 一般要求传感介质兼具线性电光、磁光效应, 或者具有双横向电光Pockels或Kerr效应；此外, 选择传感介质时应全面考虑其多重光学效应及其相互关系, 并应考虑如何避免或抑制传感信号的温度漂移。光学电功率传感器在智能电网、微波功率及电磁脉冲功率测量等领域具有潜在的应用前景。

针对传统激光功率计体积庞大、响应速度慢且检测精度难以保证的缺陷，提出了一种基于高性能黑硅MEMS热电堆的激光功率测试方法。该测试方法利用激光的热效应，以CO2激光器为被测激光光源，黑硅MEMS热电堆探测器为激光探测传感器。根据能量转换原理，热电堆吸收激光辐射的能量转换为自身热力学能，热力学能以电压的形式输入CMOS接口电路。通过TopView2000通用虚拟仪器应用软件采集和处理数据，获得激光功率相关数据。在室温条件下，对MEMS热电堆激光功率检测系统在不同占空比和不同出光时间的CO2激光照射下，进行重复实验。结果表明，在激光输出占空比为30%、总出光时间为150 ms条件下，系统热响应时间为14.92 ms，计算出激光功率值为23.01 W，测量相对偏差为0.55%，满足了实际应用中对激光功率高精度、低成本、低功耗、强便携性等的需求。

研究了TE1n/TM1n模式激励的圆形口径喇叭天线的辐射场特征，导出了根据辐射场计算天线辐射总功率的方法：通过测定天线E面和H面的辐射场功率密度分布，分别进行球冠积分，其平均值即为天线的辐射总功率；并进行了数值仿真验证。分析了测量角度范围和测量点数目对测量功率的影响，提出了通过数据拟合来降低测量误差的一种方法；给出了测量角度范围和测量点数的选取原则，功率测量可在15 dB或18 dB波束宽度范围内进行，测量点数一般选15个左右。

分析了光纤熔接点处的菲涅尔散射光模型,得出熔接点散射光功率与输出光功率成线性关系的结论.利用该结论设计了kW级光纤激光器的振荡器、泵浦源输出功率检测装置,并安装在某kW级光纤激光器上进行了实验.通过建立线性估计函数,利用最小二乘法对光纤熔接点的散射光功率与光纤激光器的振荡器、泵浦源输出功率的关系进行了拟合.通过实验验证了熔接点散射功率与光纤输出功率的线性关系.实验表明利用熔接点散射光功率间接测量光纤激光器输出功率的方法线性度优于4%.

基于真空二极管设计了一种X波段大功率微波检波器,该检波器主要由真空二极管、BJ-100波导、调谐螺栓、低通滤波器和直流电源组成,其工作频率可根据需要在8.6~9.8 GHz范围内调谐。重点阐述该型大功率微波检波器的结构设计、实验室标定及辐射场测量实验结果,研究了不同脉宽和不同灯丝电压与检波特性的依赖关系。实验结果表明: 该型检波器具有承受微波脉冲功率高(大于7 kW)、响应快(响应时间小于2.0 ns)、动态范围大、输出信号幅度高(可达数十V)、不需要同步信号等特点,适用于在高功率微波干扰环境下的单次和高重复频率脉冲功率测量。

基于高功率微波辐射场分布积分方法,通过衰减、延迟、合路等技术手段,研制了一套高功率微波辐射场功率阵列测量实验装置。该装置仅利用一台示波器就可以同时测得16个不同点处的高功率微波辐射场波形,由此得到不同点处的功率密度,在辐射天线方向图旋转对称的条件下,利用编写的程序可以迅速求得单次、短脉冲高功率微波源的空间辐射功率,并在X波段相对论返波管高功率微波源功率测试中得到应用,为高功率微波功率测量特别是单次HPM功率测量,提供了一种新的功率测量阵列装置。

对波导的截止特性作了理论分析,并分析了利用该特性进行高功率微波功率测量的可行性及准确性.在远场条件下,利用该特性对工作频率为1.75 GHz的磁绝缘线振荡器进行了微波功率测量.测量结果表明:微波源辐射功率2.3 GW,辐射模式为TM01主模,实测辐射模式方向图与模拟计算结果一致,微波脉宽大于40 ns,未发现明显的功率击穿现象;使用波导截止特性测量微波功率是可行的,有利于防止接收喇叭的功率击穿,测量精度较高.