微波器件雷基图自动测绘装置制造方法及图纸

本发明专利技术由驻波及相位检测器，步进电机及其驱动的微波失配器，定向耦合器，大功率匹配负载，可变衰减器，功率检波器，微波混频器及本地振荡器，与等值线相应的功率门并联电路组及频率门并联电路组，放大器，微机系统，绘图仪组成对微波器件进行雷基图自动测绘的装置。本发明专利技术仅在阻抗的自动扫描过程中与等值线相交时，采集数据，数据处理简单，实现了雷基图快速测绘（１０分钟内），能为微波器件的生产厂及使用单位使用，提高效益。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于微波器件作为振荡器时的负载特性，即微波器件雷基图的一种自动测绘装置。众所周知，现有的微波器件雷基图自动测绘装置如图一所示日本东芝公司的技术方案，其工作原理是由伺服电机驱动的微波失配器(双块失配器)按一定规律扫描阻抗，与其联动的电位计则由微机去采样，从而得到了阻抗在Smith圆图上的位置信息，也就得到了相应的阻抗值。功率计和频率计采集到不同阻抗时微波振荡管输出的功率及频率值，并传送给微机，最后由微机进行处理，找出等值线(如P1，P2，…Pm及F1，F2…Fn值)从而在绘图仪上自动绘出雷基图。这一方法采集的数据量大，而且最后能被利用来形成等值线的处理(例如采用网格化法)时间较长。测绘一张典型的雷基图需要1小时甚至更多的时间，速度慢、效率低。本专利技术旨在提出一种抛弃现有的数据处理技术，能在极短时间内(10分钟内)完成一张雷基图测绘的一种微波器件雷基图自动测绘装置。本专利技术能完成脉冲或连续波状态微波器件(包括微波电子管、微波固体器件)雷基图的自动测绘工作。本专利技术的框图如图二所示。图中(1)为待测的微波振荡器，(2、6)为驻波及相位检测器，(3)为步进电机驱动的微波失配器，(4、8)为定向耦合器，(5)为大功率负载，(7)为两只步进电机驱动器，(9、10)为可变衰减器，(11)为功率检波器，(12)为微波混频器，(13)为本地振荡器，(16)是作为控制及数据采集与处理的微机系统，(17)为绘图仪，另外本专利技术还设置了与雷基图等值线相应的功率门并联电路组(14)，及频率门并联电路组(15)，以及放大器(18)、(19)。本专利技术的原理是采用微机控制微波失配器在Smith圆图上作径向(驻波系数)及角向(相位)的微波阻抗自动扫描，在扫描过程中按事先设定的等功率线值(P1，P2…)及等频率线值(f1、f2、f3…)，进行定量的数据采集(其采集量取决于等功率线及等频率线的数目)。本专利技术在阻抗自动扫描过程中，当扫描至与等值线相交时，如该等值线为等功率线，则在作为与该等功率值相应功率门电路产生一输出信号;如该等值线为等功率线，则在作为与该频率值相应频率门电路产生一输出信号，该信号经检波后由触发电路转变成一阶跃信号作为中断信号传给微机，让微机采集并存储此时相应的阻抗在圆图上的位置，而凡是与等值门限值不相符的其它任何功率值及频率值均不再被采集并存储。微机采集的数据都是有用的(数据利用率达100%)，绘图时只需要恢复在相应阻抗值时的数据排列，启动绘图程序在绘图仪上绘图，而不是象现有技术为寻找等值线对采集的大量数据进行颇费时间的大量网络化处理，使测绘时间降低一个数量级甚至更短。综上所述，本专利技术通过专门设置的与等功率线及等频率线相应的功率门，及频率门在微波阻抗的自动扫描过程中，检测出与等值线门限相符的功率及频率值，让微机采集并存储相应的阻抗在圆图上的位置，绘图时只需恢复在相应阻抗值时的数据排列。因此本专利技术采集的数据量大为减少，且已经是某一等值线，不必再花大量时间去对极大量的数据进行等值线处理。即只需作数据的采集、存储、传输及绘图，从而大大节省了处理时间，其正实现了快速测绘。本专利技术可供微波器件生产厂对其产品性能进行快速的检测，更有效地控制产品质量，同时也对微波器件使用单位提供快速的复测装置，作为在设计整机时的重要依据。 附图说明图一是现有的微波器件雷基图自动测绘装置结构框图。图二是本专利技术的结构框图。图中1为待测的微波振荡器，2、6为驻波及相位检测器，3为步进电机驱动的微波失配器，4、8为定向耦合器，5为大功率匹负载，7为两只步进电机驱动器，12为微波混频器，13为本地振荡器，14功率门并联电路组，15为频率门并联电路组，16为微机系统，17为绘图仪，18、19为放大器。图3是本专利技术及实施例的微波阻抗自动扫描过程示意图。图4是本专利技术及实施例的功率门电路。图5是本专利技术及实施例的频率门电路。下面结合附图进一步说明本专利技术及其最佳实施方案。如图3所示的微波阻抗自动扫描。扫描从Smith圆图中心A点开始，由驻波控制步进电机M1经N1步径向扫描至B点，扫描结束;相位步进电机M2作角向扫描2°至C点;接着M1从C点作径向扫描回至A点，M2作第二次角向扫描2°;然后M1在等相位上从A点作径向第三次扫描至D点;M2作第三次角向扫描2°E点;依此类推，直至扫完整个圆周，相位完成360°为止。本实施例的微波失配器的构成及运行方式采用波导三分贝定向耦合器和联动的两个短路活塞组成。活塞的相对往复运动产生驻波变化，活塞的同步运动改变相位，从而完成前述的阻抗径向及角向扫描。其特点是功率容量大，实现阻抗自动扫描十分简便，只需配上两只步进电机即可。本专利技术及实施例的功率门并联电路组是由与功率等值线数目相同数目的功率门电路并联组成。图4为功率门电路实施例，图中Vin为微波功率检波器的输出脉冲，它送入比较器后，如果其幅值大于E1而小于E2，进入本功率门，这时在电路输出端将产生输出电压Vout。否则将进入其它功率门，当Vin的幅值大于上限E2，在其脉冲上升沿期间，有很短的时间通过E1和E2之间，异或门将产生一窄尖峰输出，这时用去尖峰电路加以消除，此电路对正常的脉冲也有影响，但可通过整形电路加以改善。本专利技术及实施例的频率门并联电路组是由与频率等值线数目相同数目的频率门电路并联组成。图5为频率门电路实施例。图中输入中频脉冲V′in的频率f代表微波的频率，如果f值处于选频电路中心频率f0附近的一个宽度△f(称为鉴频带宽)之内，那未在输出端将产生输出脉冲Vout，否则无输出。两选频电路选频特性设计得不同，通频带都比较宽，保证检波器输出脉冲波形失真小;而检波器产生的正负两脉冲相加，视频放大器只对正脉冲起放大作用，故可使得鉴频带宽L即窗口宽度变窄，这样解决了要求脉冲波形失真小和窗口宽度窄的矛盾，整形电路进一步改善输出波形。本专利技术可适用于脉冲工作或连续波工作两种状态。微波阻抗扫描原理相同，数据采集部分略有不同。脉冲方式时采用模拟电压比较器及触发电路和窄带调谐放大器及检波器分别检测等功率值及等频率值。连续波方式时则采用数字比较窗口电路及高速计数器电路分别采集等功率值及等频率值。权利要求1.一种对待测微波器件(1)进行测绘，由驻波及相位检测器(2、6)，两只步进电机驱动(7)的微波失配器(3)，定向耦合器(4、8)，大功率匹负载(5)，可变衰减器(9、10)，用作控制及数据采集与处理的微机系统(16)，绘图仪(17)等构成的微波器件雷基图自动测绘装置，其特征在于耦合器输出的一路微波信号经功率检波器(11)检波后，输入到由与功率值线数目相同数目的功率门电路并联组成的功率门并联电路组(14)，当径向扫描与等功率线相交时产生一输出信号经放大器(18)处理后作为中断信号，耦合器(8)输出的另一路微波信号经微波混频器(12)与本振荡器(13)处理后，产生脉冲信号送入由与频率等值线数目相同的频率门电路并联组成的频率门并联电路组(15)，当径向扫描至与等频率线相交时产生一输出信号经放大器(19)处理后作为中断信号，阻抗的自动扫描过程从Smith圆图中心开始，由步进电机控制作径向扫描至圆边，相位步进电机作角向扫描后，再径向扫描回至圆图中心，在径向扫描过程中，当扫描至与某等值线相交时，则本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对待测微波器件（１）进行测绘，由驻波及相位检测器（２、６），两只步进电机驱动（７）的微波失配器（３），定向耦合器（４、８），大功率匹负载（５），可变衰减器（９、１０），用作控制及数据采集与处理的微机系统（１６），绘图仪（１７）等构成的微波器件雷基图自动测绘装置，其特征在于耦合器输出的一路微波信号经功率检波器（１１）检波后，输入到由与功率值线数目相同数目的功率门电路并联组成的功率门并联电路组（１４），当径向扫描与等功率线相交时产生一输出信号经放大器（１８）处理后作为中断信号，耦合器（８）输出的另一路微波信号经微波混频器（１２）与本振荡器（１３）处理后，产生脉冲信号送入由与频率等值线数目相同的频率门电路并联组成的频率门并联电路组（１５），当径向扫描至与等频率线相交时产生一输出信号经放大器（１９）处理后作为中断信，阻抗的自动扫描过程从Ｓｍｉｔｈ圆图中心开始，由步进电机控制作径向扫描至圆边，相位步进电机作角向扫描后，再径向扫描回至圆图中心，在径向扫描过程中，当扫描至与某等值线相交时，则在与该等值线相应的等功率电路或等频率电路将产生一输出信号，微机系统中断并采集及存储相应的阻抗在圆图上的位置，扫描完整个圆图后，恢复相应阻抗值的数据排列并绘出雷基图。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张兆镗，胡义正，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：51[中国|四川]