隔离器反向功率耐受试验系统和方法技术方案

本发明专利技术提供了一种隔离器反向功率耐受试验系统及方法，包括：信号源发出的原始单载波信号通过微波功率放大器放大后，通过第一双定向耦合器提供至第一功率计和真空罐；第一功率计测量原始单载波信号的功率值，形成第一功率值；隔离器放置在真空罐中；原始单载波信号通过隔离器提供至第二正向耦合器，通过第二正向耦合器提供至短路块；原始单载波信号进入短路块进行延迟后反向传输，形成反向载波信号，反向载波信号通过第二正向耦合器和隔离器后，被提供至第一双定向耦合器，并提供至第三功率计；第三功率计测量反向载波信号的功率值，形成第三功率值；根据第一功率值计算得到合成信号功率值；根据合成信号功率值和第三功率值得到反向隔离度。

A Test System and Method for Reverse Power Tolerance of Isolators

【技术实现步骤摘要】
隔离器反向功率耐受试验系统和方法
本专利技术涉及航空航天
，特别涉及一种隔离器反向功率耐受试验系统和方法。
技术介绍
目前，随着遥感观测需求能力提升，遥感卫星呈现迅猛发展势头。遥感卫星装载的有效载荷逐步向多手段、多样化发展，高光谱、多光谱载荷带来了更高精度、更高分辨率的图像效果，同时产生了越来越多的有效载荷数据量。为满足低轨遥感卫星海量数据的高速下传需求，需要提高星地数传速率。在某卫星型号中，对某光学载荷每天产生的有效数据及过境时间计算，可得出星地数据速率几百Mbps，才能满足每天下行数据需求。为进行高速数据传输，选择了具有较高功率效率的X波段行波管功率放大器作为功率放大器件，对星上射频微波信号进行功率放大。隔离器后端故障会引起大功率反射，造成行波管功放损伤甚至烧毁，必须在行波管功放后端接入隔离器。当隔离器后端出现短路或者开路，隔离器可以实现至少20db的功率衰减作用，隔离大功率反射信号，保护行波管功放等大功率器件。隔离器是无源微波器件，由铁氧体加工形成，是一个具有标准输入输出接口的腔体器件。当接收反射信号时，功率全部损耗在隔离器负载端。当双向信号合成时，不同相位信号叠加，隔离器的负载端不同位置产生了峰值瞬时功耗。隔离器随卫星在空间运动，因此需要考核其真空功率耐受性能。为了验证隔离器空间环境中的反向功率隔离性能，需要进行真空中的隔离器反向功率耐受试验。传统的反向功率耐受试验只是在真空罐中直接对隔离器反向功率耐受性能做简单的测试，这种测试无法观察不同相位反射信号与原信号叠加对隔离器的影响，观测结果并不可靠。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种隔离器反向功率耐受试验系统和方法，以解决现有的反向功率耐受试验试验结果不可靠的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种隔离器反向功率耐受试验系统，所述隔离器反向功率耐受试验系统包括信号源、微波功率放大器、第一双定向耦合器、第二正向耦合器、真空罐、第一功率计和短路块，其中：所述信号源发出原始单载波信号；所述原始单载波信号通过所述微波功率放大器放大后，通过所述第一双定向耦合器提供至所述第一功率计和所述真空罐；所述第一功率计测量所述原始单载波信号的功率值，形成第一功率值；所述隔离器放置在所述真空罐中；所述原始单载波信号通过所述隔离器提供至所述第二正向耦合器，所述原始单载波信号通过所述第二正向耦合器提供至所述短路块；所述原始单载波信号进入所述短路块进行延迟后反向传输，形成反向载波信号，所述反向载波信号通过所述第二正向耦合器和所述隔离器后，被提供至所述第一双定向耦合器，并提供至所述第三功率计；所述第三功率计测量所述反向载波信号的功率值，形成第三功率值；根据所述第一功率值计算得到合成信号功率值；根据所述合成信号功率值和所述第三功率值得到反向隔离度。可选的，在所述的隔离器反向功率耐受试验系统中，所述原始单载波信号的表达式为：yo＝m*sin(w1t)；所述第一功率值的表达式为：PI＝(m*sin(w1t))2；所述原始单载波信号与所述反射载波信号合成后，形成合成信号，所述合成信号的表达式为：其中：2π/8，3π/8，4π/8，5π/8，6π/8，7π/8；所述合成信号功率值的表达式为：所述反向隔离度的表达式为：10lgPc-10lgPv＝X2；其中：Pv是第三功率值，X2是反向隔离度，当X2＞20时，隔离器满足反向功率耐受试验。可选的，在所述的隔离器反向功率耐受试验系统中，所述隔离器反向功率耐受试验系统还包括第二功率计，其中：所述原始单载波信号通过所述第二正向耦合器被提供至所述第二功率计；所述第二功率计测量所述原始单载波信号的功率值，形成第二功率值；根据所述第一功率值和所述第二功率值得到正向链路输出衰减；10lgPI-10lgP0＝X1；其中：X1为正向链路输出衰减，Po为第二功率值。可选的，在所述的隔离器反向功率耐受试验系统中，所述真空罐包括第一波导窗和第二波导窗，其中：所述原始单载波信号通过所述第一波导窗提供至所述真空罐；所述原始单载波信号通过所述第二波导窗提供至所述第二正向耦合器；所述反向载波信号通过所述第二波导窗提供至所述隔离器。可选的，在所述的隔离器反向功率耐受试验系统中，所述真空罐的外表面上安装有第一测温计、第二测温计、第三测温计和第四测温计，其中：所述隔离器负载端具有第一温度贴点，所述隔离器本体上具有第二温度贴点和第三温度贴点，所述隔离器与热沉设备之间具有第四温度贴点；所述第一温度贴点测量所述隔离器负载端的温度，并提供至所述第一测温计；所述第二温度贴点测量所述隔离器本体的温度，并提供至所述第二测温计；所述第三温度贴点测量所述隔离器本体的温度，并提供至所述第三测温计；所述第四温度贴点测量所述真空罐中的温度，并提供至所述第四测温计。本专利技术还提供一种隔离器反向功率耐受试验方法，所述隔离器反向功率耐受试验方法包括：信号源发出原始单载波信号；所述原始单载波信号通过微波功率放大器放大后，通过第一双定向耦合器提供至第一功率计和真空罐；所述第一功率计测量所述原始单载波信号的功率值，形成第一功率值；所述隔离器放置在所述真空罐中；所述原始单载波信号通过所述隔离器提供至第二正向耦合器，所述原始单载波信号通过所述第二正向耦合器提供至短路块；所述原始单载波信号进入所述短路块进行延迟后反向传输，形成反向载波信号，所述反向载波信号通过所述第二正向耦合器和所述隔离器后，被提供至所述第一双定向耦合器，并提供至所述第三功率计；所述第三功率计测量所述反向载波信号的功率值，形成第三功率值；根据所述第一功率值计算得到合成信号功率值；根据所述合成信号功率值和所述第三功率值得到反向隔离度。可选的，在所述的隔离器反向功率耐受试验方法中，所述隔离器反向功率耐受试验方法还包括：选择多个不同厚度的所述短路块，以使所述隔离器负载端不同位置出现瞬时信号功率峰值，所述短路块的厚度为所述原始单载波信号波长的1/16倍、2/16倍、3/16倍、4/16倍、5/16倍、6/16倍或7/16倍。可选的，在所述的隔离器反向功率耐受试验方法中，所述隔离器反向功率耐受试验方法还包括：在常温常压条件下进行小信号下电性能初测；连接隔离器反向功率耐受试验系统，将所述隔离器放置于所述真空罐中，所述隔离器输入端连接所述第一双定向耦合器，所述隔离器负载端连接所述第二正向耦合器；在所述真空罐内部和所述隔离器上安装第一温度贴点、第二温度贴点、第三温度贴点和第四温度贴点，在所述真空罐外表面安装第一测温计、第二测温计、第三测温计和第四测温计；将所述真空罐中的空气抽出，以使所述真空罐内的气压低于1.3×10-3Pa；开启热沉设备，将所述真空罐内环境温度保持在试验温度，所述试验温度为60℃；将所述真空罐高温静置，静置时间大于等于12小时；对所述隔离器反向功率耐受试验系统进行标校，确认所述第一双定向耦合器及所述第二正向耦合器完成系统调零；进行正式试验；正式试验结束后，取下所述隔离器、所述第一双定向耦合器、所述第二正向耦合器和所述短路块；一验证信号分别对所述隔离器、所述第一双定向耦合器、所述第二正向耦合器和所述短路块进行电性能终测。可选的，在所述的隔离器反向功率耐受试验方法中，所述正式试验包括：开启所述信号源和所述微波功率放大器，将所述信号源的输出参本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种隔离器反向功率耐受试验系统，其特征在于，所述隔离器反向功率耐受试验系统包括信号源、微波功率放大器、第一双定向耦合器、第二正向耦合器、真空罐、第一功率计和短路块，其中：所述信号源发出原始单载波信号；所述原始单载波信号通过所述微波功率放大器放大后，通过所述第一双定向耦合器提供至所述第一功率计和所述真空罐；所述第一功率计测量所述原始单载波信号的功率值，形成第一功率值；所述隔离器放置在所述真空罐中；所述原始单载波信号通过所述隔离器提供至所述第二正向耦合器，所述原始单载波信号通过所述第二正向耦合器提供至所述短路块；所述原始单载波信号进入所述短路块进行延迟后反向传输，形成反向载波信号，所述反向载波信号通过所述第二正向耦合器和所述隔离器后，被提供至所述第一双定向耦合器，并提供至所述第三功率计；所述第三功率计测量所述反向载波信号的功率值，形成第三功率值；根据所述第一功率值计算得到合成信号功率值；根据所述合成信号功率值和所述第三功率值得到反向隔离度。

【技术特征摘要】
1.一种隔离器反向功率耐受试验系统，其特征在于，所述隔离器反向功率耐受试验系统包括信号源、微波功率放大器、第一双定向耦合器、第二正向耦合器、真空罐、第一功率计和短路块，其中：所述信号源发出原始单载波信号；所述原始单载波信号通过所述微波功率放大器放大后，通过所述第一双定向耦合器提供至所述第一功率计和所述真空罐；所述第一功率计测量所述原始单载波信号的功率值，形成第一功率值；所述隔离器放置在所述真空罐中；所述原始单载波信号通过所述隔离器提供至所述第二正向耦合器，所述原始单载波信号通过所述第二正向耦合器提供至所述短路块；所述原始单载波信号进入所述短路块进行延迟后反向传输，形成反向载波信号，所述反向载波信号通过所述第二正向耦合器和所述隔离器后，被提供至所述第一双定向耦合器，并提供至所述第三功率计；所述第三功率计测量所述反向载波信号的功率值，形成第三功率值；根据所述第一功率值计算得到合成信号功率值；根据所述合成信号功率值和所述第三功率值得到反向隔离度。2.如权利要求1所述的隔离器反向功率耐受试验系统，其特征在于，所述原始单载波信号的表达式为：yo＝m*sin(w1t)；所述第一功率值的表达式为：PI＝(m*sin(w1t))2；所述原始单载波信号与所述反射载波信号合成后，形成合成信号，所述合成信号的表达式为：其中：2π/8，3π/8，4π/8，5π/8，6π/8，7π/8；所述合成信号功率值的表达式为：所述反向隔离度的表达式为：10lgPc-10lgPv＝X2；其中：Pv是第三功率值，X2是反向隔离度，当X2＞20时，隔离器满足反向功率耐受试验。3.如权利要求2所述的隔离器反向功率耐受试验系统，其特征在于，所述隔离器反向功率耐受试验系统还包括第二功率计，其中：所述原始单载波信号通过所述第二正向耦合器被提供至所述第二功率计；所述第二功率计测量所述原始单载波信号的功率值，形成第二功率值；根据所述第一功率值和所述第二功率值得到正向链路输出衰减；10lgPI-10lgP0＝X1；其中：X1为正向链路输出衰减，Po为第二功率值。4.如权利要求1所述的隔离器反向功率耐受试验系统，其特征在于，所述真空罐包括第一波导窗和第二波导窗，其中：所述原始单载波信号通过所述第一波导窗提供至所述真空罐；所述原始单载波信号通过所述第二波导窗提供至所述第二正向耦合器；所述反向载波信号通过所述第二波导窗提供至所述隔离器。5.如权利要求1所述的隔离器反向功率耐受试验系统，其特征在于，所述真空罐的外表面上安装有第一测温计、第二测温计、第三测温计和第四测温计，其中：所述隔离器负载端具有第一温度贴点，所述隔离器本体上具有第二温度贴点和第三温度贴点，所述隔离器与热沉设备之间具有第四温度贴点；所述第一温度贴点测量所述隔离器负载端的温度，并提供至所述第一测温计；所述第二温度贴点测量所述隔离器本体的温度，并提供至所述第二测温计；所述第三温度贴点测量所述隔离...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈娟，朱振才，姚晔，胡海鹰，何涛，邱琳，
申请(专利权)人：上海微小卫星工程中心，
类型：发明
国别省市：上海,31