功率探头，顾名思义，是一种用于测量功率的仪器。它们的核心原理是将高频电信号转换为可以直接检测的电信号。这个过程涉及到功率传感器和功率指示器两个关键部分。功率传感器，也就是功率计探头，负责将高频电信号通过能量转换，而功率指示器则包括信号放大、变换和显示器，最终将功率值直接显示出来。
功率传感器和功率指示器之间通过电缆连接，为了适应不同频率、不同功率电平和不同传输线结构的需要，一台功率计通常需要配备多个不同功能的功率计探头。这些探头根据被测信号频率的不同，可以分为直流功率计、工频功率计、变频功率计、射频功率计和微波功率计。
功率探头根据其测量原理和应用的领域，可以分为多种类型。其中，热电传感器和二极管传感器是最常见的两种类型。
热电传感器采用热电堆技术，当输入射频功率引起结合点处的温度升高时，回路中将产生温差电势，电势的大小正比于吸收的射频功率值。热电功率探头测试信号的平均功率准确度最高，常用作功率计量校准标准设备，但功率量程范围较小。
二极管传感器则采用平方率检波技术，在小信号范围内，肖特基二极管输出电压正比于输入电压幅度的平方，从而得到功率测量值。通过增设前端衰减器的通道并行测量，并对各通道测试数据进行智能判断和修正，可以实现超过90dB大动态范围功率的准确测量。
功率探头在多个领域有着广泛的应用，包括但不限于以下几个方面：
- 集成电路（IC）测试：用于验证和调试射频IC的性能，确保其在特定频率和功率范围内的正常工作。
- 电路板测试：对射频电路板上的元件和电路进行测试和评估，检查其是否存在故障或性能问题。
- 天线测试：评估和优化天线的性能，包括增益、方向性等参数。
在选购或研制功率探头时，了解其关键技术指标至关重要。这些指标包括频率范围、功率测量范围、绝对功率测量精度等。
以Agilent安捷伦E9301H功率探头为例，它主要技术指标包括测量所有调制制式的平均功率、宽动态范围功率测量从-50 dBm至30 dBm、无线通信格式频率范围从10 MHz至6 GHz、较低的SWR可降低失配的不确定性、校准系数、线性度和温度补偿数据存储于EEPROM等。
Keysight 81624B 光功率探头则不仅测量准确度更高，而且经过专门设计，可确保低偏振相关性、低频谱纹波和高回波损耗。8162xB 系列光功率探头在远程探头中配有大面积探测器，可以灵活定位，执行准确的功率测量。
让我们通过几个实际应用案例，更深入地了解功率探头的应用场景。
在无线通信系统中，功率探头用于测量信号的功率水平，确保信号在传输过程中不会因为过强或过弱而影响通信质量。例如，在W-CDMA和cdma2000应用中，安捷伦E9323A功率探头MHz视频带宽，适用于高速测试，通过GPIB进行，高达1000次每秒修正读数的速度，拥有宽动态范围，存储在EEPROM上的有校准因数、线性、温度及带宽修正，N型连接器的标配精确。
在射频电路板测试中，功率探头用于评估电路板上的元件和电路的性能。例如，NRP功率计探头在提供卓越的精度和速度方面一直得到广泛认可。NRPxxS和NRPxxSN功率探头将功率测量提升到更高水平，快而准确地测量连续波及调制信号的功率，最大动态范围：-70dBm至45dBm，通过LAN以及USB控制和监测，每秒触发10，000次测量，超过50，000次读数/秒，功能和性能特点：经过充分修正的功率探头，最大程度地降低测量不确定度，智能平均功能，最大程度地缩短测量时间，多种测量功能，使用USBTMC实现简单系统集成，内置触发I/O端口，使用状态LED，探头状态一目了然，可拆卸电缆，便于灵活操作。