一种脉冲峰值功率计的校准装置制造方法及图纸

技术编号:12692384 阅读:107 留言:0更新日期:2016-01-13 10:14
本发明专利技术公开一种脉冲峰值功率计的校准装置,包括:信号产生单元,输出连续波或脉冲调制信号;脉冲功率射频单元,将连续波或脉冲调制信号进行放大、耦合为两路,第一路发送至标准连续波或被校脉冲峰值功率计,第二路进行峰值检波,生成信号包络波形;脉冲功率稳幅单元,对脉冲功率射频单元输出的信号包络波形进行取样、保存及比较,并控制连续波或脉冲调制信号的幅度;监控单元,利用在连续波和脉冲调制信号的幅度相同时标准连续波和被校脉冲峰值功率计分别测量的功率值计算脉冲功率校准因子,并根据该因子对被校脉冲峰值功率计进行校准。本发明专利技术所述技术方案提高了脉冲功率的测量准确度,同时扩展了脉冲功率的测量范围。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及脉冲功率校准。更具体地,涉及一种脉冲峰值功率计的校准装置
技术介绍
脉冲功率校准装置是进行脉冲功率测量的标准装置,在功率计量领域内,脉冲功 率作为微波功率的一种调制方式通常进行单独检定校准。目前,国内只有一套脉冲功率标 准装置,频段覆盖50MHz~18GHz,采用取样比较法设计而成。其基本原理框图如图1所示, 图1中,外围空心箭头表示控制总线,实心箭头表示信号走向。 取样比较法测量脉冲峰值功率的基本原理是:将脉冲调制的微波信号与一个辅助 的幅度可调的连续波信号,通过高速射频开关分别取样和检波,通过幅度比较完成的。连续 波功率用标准小功率计精确测出,两个通路的路径衰减可以用连续波定标。 取样比较法的测量过程是: 第一、程控射频开关接到图1中所示的1端口,这时脉冲调制信号经定向耦合器1 通过程控开关馈入二极管高速射频开关,二极管开关受与调制脉冲同步的开关脉冲控制而 开启。在开关脉冲的持续时间内,脉冲调制信号接到3端口,并由连续波功率计测出平均功 率。同时,在二极管高速射频开关的其它时间,在4端口出现取样后的信号,该信号经检波 后,由示波器显示,用于监视信号波形。 第二、程控射频开关接到2端口,这时连续波信号经定向耦合器2通过程控射频开 关馈入二极管高速射频开关,同样在开关脉冲的持续时间内,连续波信号接到3端口,并由 连续波功率计测出平均功率,在二极管高速射频开关的其它时间,在4端口出现取样后的 信号,该信号经检波后,示波器显示取样后的波形。调节连续波信号的幅度,使其在连续波 功率计的指示功率幅值与脉冲调制信号相等。这时读出连续波功率在标准小功率计的指示 值P,即可得到被校脉冲功率值。 此装置由于信号通过程控射频开关和高速射频开关时存在路径衰减,且目前无法 精确测量,故连续波功率计的指示值无法代替标准小功率计的指示值,而只能作为监视参 考。 目前,这套50MHz~18GHz的脉冲功率校准装置已经用于日常的检定及校准,但采 用取样比较法设计的脉冲功率校准存在几个局限:1、当脉冲产生器产生的脉冲信号占空比 减小时,连续波功率计的测量不确定度将会显著增大;2、当脉冲产生器产生的脉冲信号周 期减小时,高速射频开关的反应时间将使脉冲功率的测量误差变大;3、由于缺少稳幅环路 对信号的稳幅作用,因此,信号源的输出幅度需要不断手动调节;4、由于检波器输出的包络 电平较低,而示波器的幅度测量范围较大,因此,使用示波器读取的电压幅值精度不高。 因此,需要提供一种脉冲峰值功率计的校准装置。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种脉冲峰值功率计的校准装置,该装置突破了原有脉冲 峰值功率校准装置测量频段范围不高且不适用于窄脉冲、小占空比的条件,解决高频段、窄 脉冲条件下脉冲峰值功率的检定校准,且该装置采用脉冲稳幅环路技术,不仅适用于各种 脉冲宽度及周期下的脉冲信号稳幅,还能解决由于检波器输出的包络电平较低而使示波器 读取的电压幅值精度不高的问题,保证了小占空比条件下功率测量不确定度数值不变。 为达到上述目的,本专利技术采用下述技术方案: 一种脉冲峰值功率计的校准装置,该装置包括: 信号产生单元,用于输出连续波信号或脉冲调制信号; 脉冲功率射频单元,用于将连续波信号或脉冲调制信号进行放大、耦合为两路,第 一路信号发送至标准连续波功率计或被校脉冲峰值功率计,第二路信号进行峰值检波,生 成信号包络波形; 脉冲功率稳幅单元,用于对脉冲功率射频单元输出的信号包络波形进行取样、保 存及比较,并利用比较后的差值电压用来控制连续波信号或脉冲调制信号的幅度; 标准连续波功率计,用于测量第一路连续波信号的功率值; 被校脉冲峰值功率计,用于测量第一路脉冲调制信号的功率值;监控单元,用于控制信号产生单元、脉冲功率稳幅单元,利用在连续波信号和脉冲 调制信号的幅度相同时标准连续波功率计和被校脉冲峰值功率计分别测量的功率值计算 脉冲功率校准因子,并根据脉冲功率校准因子对被校脉冲峰值功率计进行校准。 优选地,脉冲功率射频单元包括: 功率放大器、定向耦合器、功分器、峰值检波器, 定向耦合器和功分器,组合用于将经功率放大器方大后的连续波信号或脉冲调制 信号分为两路,第一路信号作为测试信号发送至标准连续波功率计或被校脉冲峰值功率 计,用于校准被校脉冲功率计;第二路信号通过峰值检波器进入脉冲功率稳幅单元,用于稳 定连续波信号或脉冲调制信号的幅度。 峰值检波器,用于线性还原续波信号或脉冲调制信号的包络波形。 优选地,峰值检波器置于控温装置中。 优选地,脉冲功率稳幅单元包括: 精密电压源,用于产生参考电平; 高速取样电路,用于根据信号产生单元发送的采样起止信号对脉冲功率射频单元 输出的信号包络波形取样,得到的视频取样信号; 比较器,用于对视频取样信号的幅度与参考电平的幅度进行比较,生产比较信号, 并将比较信号送入信号产生单元以控制信号产生单元输出的信号幅度。 优选地,监控单元计算脉冲功率校准因子的公式为:式中,K。为脉冲功率射频单元内的峰值检波器的校准因子;A为脉冲幅度修正因 子,即连续波幅度与脉冲幅度的幅度比;Pbu为被校脉冲功率计指示值;Pbs为连续波标准功 率计指示值。 本专利技术的有益效果如下: 本专利技术所述技术方案适用于各频段的脉冲峰值功率计的校准,解决了由于检波器 输出的包络电平较低而使示波器读取的电压幅值精度不高的问题,保证了小占空比条件下 功率测量不确定度数值不变,有效提高了脉冲功率的测量准确度,同时扩展了脉冲功率的 测量范围,为研制脉冲功率标准提供了技术保障。【附图说明】 下面结合附图对本专利技术的【具体实施方式】作进一步详细的说明。 图1示出脉冲功率标准装置示意图。 图2示出脉冲峰值功率计的校准装置示意图。【具体实施方式】 为了更清楚地说明本专利技术,下面结合优选实施例和附图对本专利技术做进一步的说 明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解,下面所具 体描述的内容是说明性的而非限制性的,不应以此限制本专利技术的保护范围。 如图2所示,本实施例提供的脉冲峰值功率计的校准装置包括: 信号产生单元,作为脉冲峰值功率计的校准装置的配套设备,用于通过计算机的 控制,输出连续波信号或脉冲调制信号两种信号; 脉冲功率射频单元,用于将连续波信号或脉冲调制信号进行放大、耦合为第一路、 第二路连续波信号或第一路、第二路脉冲调制信号,第一路连续波信号发送至标准连续波 功率计,第一路脉冲调制信号发送至被校脉冲峰值功率计,第二路连续波信号或脉冲调制 信号进行峰值检波,生成连续波信号包络波形或脉冲调制信号包络波形; 脉冲功率稳幅单元,用于对脉冲功率射频单元输出的连续波信号包络波形或脉冲 调制信号包络波形进行取样、保存及比较,并利用比较后的差值电压用来控制信号产生单 元输出的连续波信号或脉冲调制信号的幅度; 标准连续波功率计,是脉冲峰值功率标准的上级量值标准,用于对脉冲峰值功率 标准进行定标及量传,即测量经放大、耦合后的连续波信号的功率值; 被校脉冲峰值功率计,是脉冲峰值功率校准装置的校准对象,测量经放大、耦合后 的脉冲调制信号的功率值,标准连续波功率计和被校脉冲峰值功率计交替接在定向耦合器 的输出端; 监控单元,用于控制信号产生单元、脉冲本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种脉冲峰值功率计的校准装置,其特征在于,该装置包括:信号产生单元,用于输出连续波信号或脉冲调制信号;脉冲功率射频单元,用于将连续波信号或脉冲调制信号进行放大、耦合为两路,第一路信号发送至标准连续波功率计或被校脉冲峰值功率计,第二路信号进行峰值检波,生成信号包络波形;脉冲功率稳幅单元,用于对脉冲功率射频单元输出的信号包络波形进行取样、保存及比较,并利用比较后的差值电压用来控制连续波信号或脉冲调制信号的幅度;标准连续波功率计,用于测量第一路连续波信号的功率值;被校脉冲峰值功率计,用于测量第一路脉冲调制信号的功率值;监控单元,用于控制信号产生单元、脉冲功率稳幅单元,利用在连续波信号和脉冲调制信号的幅度相同时标准连续波功率计和被校脉冲峰值功率计分别测量的功率值计算脉冲功率校准因子,并根据脉冲功率校准因子对被校脉冲峰值功率计进行校准。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员:刘挺杨绪军侯海娇杨琳张萌
申请(专利权)人:北京无线电计量测试研究所
类型:发明
国别省市:北京;11

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