单端口测试微波腔体滤波器无载Q值的测量方法技术

本发明专利技术涉及的一种单端口测试微波腔体滤波器无载Ｑ值的测量方法，是用矢量网络分析测试仪电连接含有数据采集分析软件程序的计算机，建立测试平台；在矢量网络分析测试仪的一个端口上，分别测量微波滤波器腔体谐振频率、微波滤波器腔体谐振频率偏离＋４５°处的频率ｆ２和偏离－４５°处的频率ｆ１，测量出滤波器的传输零点和极点；通过计算机数据采集分析软件程序计算Ｑ↓［Ｌ］＝ｆ↓［０］／（ｆ↓［２］－ｆ↓［１］）计算出腔体的有载Ｑ值，由公式ｋ＝１／（２／ｄ－１）计算出输入耦合ｋ，由公式Ｑｕ＝（１＋ｋ）Ｑ↓［Ｌ］算出微波滤波器腔体的无载Ｑ值。本发明专利技术采用单端口直接在需调试的滤波器上进行测试滤波器的无载Ｑ值，不需单独加工测试附件。避免了现有技术加工测试附件的复杂性和操作上的不方便性。相比于现有技术双端口的测试精高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于测试微波腔体滤波器无载Q值的测量方法，尤其是测试微波 同轴腔体滤波器无载Q值的测量方法。
技术介绍
现有技术中测试微波同轴腔体滤波器无载Q值测量方法，通常采用双端口 传输测试法。该测试法通过测试单个微波谐振器的传输参数，计算得出谐振器 的无载Q值。从图1微波谐振器双端口传输测试无载Q值的测试框图中，我们 可以进一步了解双端口传输测试法的基本原理和存在的不足之处。在图2所示 连接测试系统中，双端口传输测试法主要是通过矢量网络分析测试仪直接测试 出谐振器的中心频率和3dB带宽，并根据下面的公式计算出谐振器的有载Q值:2el仏仏2式中QL为谐振器的有载Q值 F0为谐振器的中心频率 Af雄为谐振器的3dB带宽再通过矢量网络分析测试仪测量出谐振器1中心频率处的插入损耗，由下 式计算出谐振器的外部Q值-式中U为谐振器中心频率的插入损耗Q"和Q62为谐振器两个端口的外部Q值 Q,为谐振器的有载Q值在已知Qm、 Qd和QL后，由(1)式计算出谐振器的无载Q值Qu。计算Qu 时，可假设谐振器两个端口的外部Q值完全一样。端口的外部Q值完全由图1 耦合环2的物理结构确定。由于加工中，很难甚至无法将两个耦合环做成精度 一模一样，因此很难也无法保证两个端口的外部Q值完全一致。这种在外部Q 值不完全一致的情况下，测量出的无载Q值的测量精度不高，只具有一定的近 似值。又由于双端口测试法需要在一个谐振腔体上有两个输出端口，而一般的微 波腔体滤波器都由多个谐振腔体构成，只有输入和输出腔体上各有一个输出端 口，因此，无法在滤波器上直接进行测量，因而需要单独加工一个与滤波器腔 体一模一样的单独谐振腔体作为测试附件。由于单独加工的测试附件很难做到 与滤波器腔体的完全一致，因此也存在一定的近似。由此可见，双端口测试法 在测试理论和测试附件上均存在着近似，所测得的无载Q值的必然结果是准确 度不高，精度低。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种测试精度高，使用方便，无需测试附件辅助，能 够直接在滤波器上进行测试的单端口测试微波腔体滤波器无载Q值的测量方法， 以提高微波腔体滤波器无载Q值的准确性和操作上的方便性。本专利技术实现上述目的方法可以通过以下措施来达到。 一种单端口测试微波 腔体滤波器无载Q值的测量方法，包括下列步骤1) 用矢量网络分析测试仪电连接含有数据采集分析软件程序的计算机，建立测试平台；2) 在矢量网络分析测试仪的一个端口上，分别测量微波滤波器腔体谐振频 率、微波滤波器腔体谐振频率偏离+45。处的频率f2和偏离_45°处的频率fl， 测量出滤波器的传输零点和极点；3) 用矢量网络分析测试仪测量微波滤波器腔体有载圆的半径d;4) 通过计算机数据采集分析软件程序计算由公式Q^f。/(f2-f》计算出腔体的有载Q值，由公式k二l/(2/d-l)计算出输 入耦合k，由公式011= (l+k) Qi算出微波滤波器腔体的无载Q值。 本专利技术相比于现有技术具有如下有益效果。本专利技术采用单端口测试滤波器的无载Q值，测试只需在一个端口上进行， 因此不需单独加工测试附件，可直接在需调试的滤波器上进行测试。经过理论 推导得出滤波器的无载Q值与传输零点与传输极点的关系，由矢量网络分析测 试仪测量出滤波器的传输零点和极点，经连接测试仪器的计算机数据采集和分 析软件程序计算得出滤波器的无载Q值。避免了现有技术加工测试附件辅助测 量滤波器无载Q值的复杂性和操作上的不方便性，节约了成本。测量时，只需 通过矢量网络分析测试仪上的单端口测试，即可完成微波腔体滤波器无载Q值 的测试，从而提高了微波腔体滤波器无载Q值的准确性和方便性。这种采用反 射参量测试无载Q值方式，相比于现有技术双端口传输测试法的测试精度更高。 附图说明为了更清楚地理解本专利技术，现将通过本专利技术实施例，同时参照附图，来描述本专利技术，其中图1是本专利技术单端口微波腔体滤波器无载Q值测试框图。图2是现有技术微波谐振器双端口传输测试无载Q值的测试框图。 具体实施例方式图1中，根据本专利技术的测试方法，用一台装有数据采集分析软件程序的计算 机和高性能的矢量网络分析测试仪，建立测试平台。测试平台由矢量网络分析 仪和含有数据采集分析软件的计算机组成。通过测试仪器的GPIB接口，用GPIB 接口卡和GPIB电缆连接计算机。测试试仪器可采用矢量网络分析测试仪。对测 试仪器进行测试前应进行状态校准。通过网络分析测试仪引出的测试电缆连接被测件微波滤波器腔体两端同轴接口，用矢量网络分析仪测量微波滤波器腔体两端的有载圆半径d。将被测件参 数的测试数据通过GPIB接口传输到计算机，确定耦合条件(欠耦合或过耦合)， 通过计算机安装的数据采集软件程序计算耦合参量。通过计算机中的数据采集 软件程序计算测量A/的反射损耗水平A 。数据采集分析软件根据矢量网络分仪 测量的数据计算出微波腔体滤波器的无载Q值。在矢量网络分析测试仪的一个端口上，分别测量微波滤波器腔体谐振频率、 微波滤波器腔体谐振频率偏离+45°处的频率f2和偏离一45°处的频率fl,领懂 出滤波器的传输零点和极点和谐振频率的反射损耗。通常在矢量网络分析测试 仪显示的反射系数圆图上(也称为史密斯圆图)，移动频率标记Mark，找反射最 小的点，该点显示的值即为中心频率fo。找到偏离中心频率fo， +45°处频率『2 和一45。处频率fl。经计算机数据采集分析软件程序，由公式QL^fO/(f2-fl)计 算出微波滤波器腔体的有载Q值；在矢量网络分仪的史密斯圆图上移动频率标 记测量出史密斯圆的半径d;由公式l^l/(2/d-l)计算出输入耦合参量k，由公 式Qu二 (l+k) QL计算出微波滤波器腔体的无载Q值。上述设计的数据采集分析软件至少含有按流程运行的数据读入、曲线拟合、 频率寻取和Q值计算四个子程序。数据读入主要完成将矢量网络分析仪测量的 数据通过GPIB接口读入软件；曲线拟合子程序以最佳的拟合多项式将读入的测 量数据拟合成曲线；频率读取子程序完成在拟合曲线上找到无载Q值所需的频 率点的数值;Q值计算子程序根据频率寻取读取出频率点数值，计算出无载Q值。在本专利技术的另一个实施例中，可以考虑将上述数据采集分析软件设置在具 有计算机功能的单片机中。单片机连接矢量网络分析测试仪的输出电路，矢量 网络分析仪连接被测件微波滤波器腔体两端的有载圆半径d，通过矢量网络分析 测试仪将测试的参数数据传输给单片机含有的数据采集软件程序，计算耦合参 量，确定欠耦合或过耦合的耦合条件，经单片机中的数据采集软件程序计算测 量A/的反射损耗水平p"计算出微波腔体滤波器的无载Q值。权利要求1. 一种单端口测试微波腔体滤波器无载Q值的测量方法，包括下列步骤1)用矢量网络分析测试仪电连接含有数据采集分析软件程序的计算机，建立测试平台；2)在矢量网络分析测试仪的一个端口上，分别测量微波滤波器腔体谐振频率、微波滤波器腔体谐振频率偏离+45°处的频率f2和偏离—45°处的频率f1，测量出滤波器的传输零点和极点；3)用矢量网络分析测试仪测量微波滤波器腔体有载圆的半径d；4)通过计算机数据采集分析软件程序计算由公式计算出腔体的有载Q值，由公式k＝1/(2/d-1)计算出输入耦合k，由公式Qu＝(1+k)QL算出微波本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单端口测试微波腔体滤波器无载Ｑ值的测量方法，包括下列步骤：　１）用矢量网络分析测试仪电连接含有数据采集分析软件程序的计算机，建立测试平台；　２）在矢量网络分析测试仪的一个端口上，分别测量微波滤波器腔体谐振频率、微波滤波器腔体谐振频率偏离＋４５°处的频率ｆ２和偏离－４５°处的频率ｆ１，测量出滤波器的传输零点和极点；　３）用矢量网络分析测试仪测量微波滤波器腔体有载圆的半径ｄ；　４）通过计算机数据采集分析软件程序计算　由公式Ｑ↓［Ｌ］＝＊＊＊计算出腔体的有载Ｑ值，由公式ｋ＝１／（２／ｄ－１）计算出输入耦合ｋ，由公式Ｑｕ＝（１＋ｋ）Ｑ↓［Ｌ］算出微波滤波器腔体的无载Ｑ值。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：唐波，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十研究所，
类型：发明
国别省市：90[中国|成都]