一种具有监测定位功能的高功率微波效应试验系统和方法技术方案

本发明专利技术提供了一种具有监测定位功能的高功率微波效应试验系统和方法，通过在现有试验系统上增加传输系数测量分系统、故障定位分系统和功能切换分系统，实现了监测效应物宽频段的传输系数和定位故障部位的功能。本发明专利技术增强了测试能力，为高功率微波效应试验研究提供了有力支撑。有力支撑。有力支撑。

【技术实现步骤摘要】
一种具有监测定位功能的高功率微波效应试验系统和方法


[0001]本专利技术属于微波
，具体涉及一种具有监测定位功能的高功率微波效应试验系统和方法。

技术介绍

[0002]对各类电子设备，尤其是射频前端功能模块开展高功率微波效应试验是摸清设备电磁环境适应能力、有针对性进行防护改进的重要依据。在高功率微波效应试验方法方面，目前主要是通过定向耦合器将微波能量注入到受试模块(如限幅器模块、低噪声放大器模块)的同时，提供另外一路单频点、幅度固定的连续波参考工作信号注入到受试模块，并利用示波器监测入射、反射和透射的电压波形。当反射或透射信号幅度发生变化时，意味着受试模块的传输系数发生了改变，从而判断该模块出现物理损伤。试验系统如图1所示。
[0003]这种方法在线监测注入试验过程中各个位置的信号波形，能够用于判断受试模块在某个频点是否出现性能降级，以及计算模块吸收的电磁脉冲能量。但该方法存在两个问题：(1)它仅适用于判断受试模块在单频点处的传输系数是否变化，无法在线监测试验前后受试模块在特定频段内传输系数的变化情况；(2)当受试模块出现损伤时，无法定位损伤部位，明确损伤机理。因此，有必要研究新的试验方法，实现电磁脉冲效应试验中受试模块宽频段传输系数的在线监测和损伤部位的快速定位。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是：提供一种具有监测定位功能的高功率微波效应试验系统和方法，用于监测效应物宽频段的传输系数和定位故障部位。
[0005]本专利技术为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种具有监测定位功能的高功率微波效应试验系统，包括高功率微波注入分系统、传输系数测量分系统、故障定位分系统和功能切换分系统；高功率微波注入分系统用于向受试模块注入高功率微波；设n≥1，则受试模块数量为n时，高功率微波注入分系统包括反射功率监测定耦、第一透射功率监测定耦、
…
、第n透射功率监测定耦、匹配负载；反射功率监测定耦用于监测从受试模块反射的反向信号功率；第n透射功率监测定耦用于监测第n受试模块输出的透射信号功率；传输系数测量分系统用于测量受试模块的传输系数；传输系数测量分系统包括矢量网络分析仪和隔直器；故障定位分系统用于定位受试模块的故障；故障定位分系统包括阶跃信号发生器和采样示波器；阶跃信号发生器用于输出快速上升沿脉冲方波信号并注入到受试模块；采样示波器用于监测受试模块端口的时域电压波形；功能切换开关分系统用于切换高功率微波注入分系统、传输系数测量分系统、故障定位分系统与受试模块的连接状态；功能切换开关分系统包括第一传输系数测量切换开关、第二传输系数测量切换开关、
…
、第2n传输系数测量切换开关、第一故障定位测量切换开关、第二故障定位测量切换开关；第一受试模块的输入端口连接第一传输系数测量切换开关的输入端口，第一传输系数测量切换开关的1状态端口连接第二故障定位测量切换开关的输入端口，第二故障定位测量切换开关的1状态端
口连接反射功率监测定耦；第一受试模块的输出端口连接第二传输系数测量切换开关的输入端口，第二传输系数测量切换开关的1状态端口依次连接第一透射功率监测定耦和第二受试模块，
…
，第n受试模块连接第(2n-1)传输系数测量切换开关的输入端口，第(2n-1)传输系数测量切换开关的1状态端口依次连接第n透射功率监测定耦和匹配负载；第一传输系数测量切换开关的0状态端口通过第一隔直器连接矢量网络分析仪，矢量网络分析仪连接第2n传输系数测量切换开关的输入端口，第2n传输系数测量切换开关的1状态端口通过第n隔直器连接第(2n-1)传输系数测量切换开关的0状态端口；第二传输系数测量切换开关的0状态端口通过第二隔直器连接第2n传输系数测量切换开关的0状态端口；第二故障定位测量切换开关的0状态端口连接第一故障定位测量切换开关的输入端口，第一故障定位测量切换开关的1状态端口分别连接阶跃信号发生器和采样示波器，第一故障定位测量切换开关的0状态端口接地。
[0006]按上述方案，高功率微波注入分系统还包括高功率微波源、环行器、参考信号源、隔离器、参考信号注入定耦、入射功率监测定耦、衰减器、检波器、数字存储示波器；参考信号注入定耦用于注入微波信号源产生的参考信号；入射功率监测定耦用于监测注入到受试模块的前向高功率微波信号功率；高功率微波源依次连接环行器、参考信号注入定耦、入射功率监测定耦和反射功率监测定耦；参考信号源通过隔离器连接参考信号注入定耦的耦合端；入射功率监测定耦、反射功率监测定耦、透射功率监测定耦分别通过成对的衰减器和检波器连接数字存储示波器。
[0007]按上述方案，传输系数测量切换开关和故障定位测量切换开关均采用机械式单刀双掷微波开关。
[0008]进一步的，机械式单刀双掷微波开关切换到1状态时，输入端口与1状态端口连通；机械式单刀双掷微波开关切换到0状态时，输入端口与0状态端口连通。
[0009]一种具有监测定位功能的高功率微波效应试验方法，包括以下步骤：
[0010]S1：确定受试模块个数，并搭建相应的具有监测定位功能的高功率微波效应试验系统；试验系统包括高功率微波注入分系统、传输系数测量分系统、故障定位分系统和功能切换分系统；设n≥1，则受试模块数量为n时，高功率微波注入分系统包括反射功率监测定耦、第一透射功率监测定耦、
…
、第n透射功率监测定耦、匹配负载、高功率微波源、环行器、参考信号源、隔离器、参考信号注入定耦、入射功率监测定耦、衰减器、检波器、数字存储示波器；高功率微波源依次连接环行器、参考信号注入定耦、入射功率监测定耦和反射功率监测定耦；参考信号源通过隔离器连接参考信号注入定耦的耦合端；入射功率监测定耦、反射功率监测定耦、透射功率监测定耦分别通过成对的衰减器和检波器连接数字存储示波器；传输系数测量分系统包括矢量网络分析仪和隔直器；障定位分系统包括阶跃信号发生器和采样示波器；功能切换开关分系统包括第一传输系数测量切换开关、第二传输系数测量切换开关、
…
、第2n传输系数测量切换开关、第一故障定位测量切换开关、第二故障定位测量切换开关；第一受试模块的输入端口连接第一传输系数测量切换开关的输入端口，第一传输系数测量切换开关的1状态端口连接第二故障定位测量切换开关的输入端口，第二故障定位测量切换开关的1状态端口连接反射功率监测定耦；第一受试模块的输出端口连接第二传输系数测量切换开关的输入端口，第二传输系数测量切换开关的1状态端口依次连接第一透射功率监测定耦和第二受试模块，
…
，第n受试模块连接第(2n-1)传输系数测量切换
开关的输入端口，第(2n-1)传输系数测量切换开关的1状态端口依次连接第n透射功率监测定耦和匹配负载；第一传输系数测量切换开关的0状态端口通过第一隔直器连接矢量网络分析仪，矢量网络分析仪连接第2n传输系数测量切换开关的输入端口，第2n传输系数测量切换开关的1状态端口通过第n隔直器连接第(2n-1)传输系数测量切换开关的0状态端口；第二传输系数测量切换开关的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有监测定位功能的高功率微波效应试验系统，其特征在于：包括高功率微波注入分系统、传输系数测量分系统、故障定位分系统和功能切换分系统；高功率微波注入分系统用于向受试模块注入高功率微波；设n≥1，则受试模块数量为n时，高功率微波注入分系统包括反射功率监测定耦、第一透射功率监测定耦、
…
、第n透射功率监测定耦、匹配负载；反射功率监测定耦用于监测从受试模块反射的反向信号功率；第n透射功率监测定耦用于监测第n受试模块输出的透射信号功率；传输系数测量分系统用于测量受试模块的传输系数；传输系数测量分系统包括矢量网络分析仪和隔直器；故障定位分系统用于定位受试模块的故障；故障定位分系统包括阶跃信号发生器和采样示波器；阶跃信号发生器用于输出快速上升沿脉冲方波信号并注入到受试模块；采样示波器用于监测受试模块端口的时域电压波形；功能切换开关分系统用于切换高功率微波注入分系统、传输系数测量分系统、故障定位分系统与受试模块的连接状态；功能切换开关分系统包括第一传输系数测量切换开关、第二传输系数测量切换开关、
…
、第2n传输系数测量切换开关、第一故障定位测量切换开关、第二故障定位测量切换开关；第一受试模块的输入端口连接第一传输系数测量切换开关的输入端口，第一传输系数测量切换开关的1状态端口连接第二故障定位测量切换开关的输入端口，第二故障定位测量切换开关的1状态端口连接反射功率监测定耦；第一受试模块的输出端口连接第二传输系数测量切换开关的输入端口，第二传输系数测量切换开关的1状态端口依次连接第一透射功率监测定耦和第二受试模块，
…
，第n受试模块连接第(2n-1)传输系数测量切换开关的输入端口，第(2n-1)传输系数测量切换开关的1状态端口依次连接第n透射功率监测定耦和匹配负载；第一传输系数测量切换开关的0状态端口通过第一隔直器连接矢量网络分析仪，矢量网络分析仪连接第2n传输系数测量切换开关的输入端口，第2n传输系数测量切换开关的1状态端口通过第n隔直器连接第(2n-1)传输系数测量切换开关的0状态端口；第二传输系数测量切换开关的0状态端口通过第二隔直器连接第2n传输系数测量切换开关的0状态端口；第二故障定位测量切换开关的0状态端口连接第一故障定位测量切换开关的输入端口，第一故障定位测量切换开关的1状态端口分别连接阶跃信号发生器和采样示波器，第一故障定位测量切换开关的0状态端口接地。2.根据权利要求1所述的一种具有监测定位功能的高功率微波效应试验系统，其特征在于：高功率微波注入分系统还包括高功率微波源、环行器、参考信号源、隔离器、参考信号注入定耦、入射功率监测定耦、衰减器、检波器、数字存储示波器；参考信号注入定耦用于注入微波信号源产生的参考信号；入射功率监测定耦用于监测注入到受试模块的前向高功率微波信号功率；高功率微波源依次连接环行器、参考信号注入定耦、入射功率监测定耦和反射功率监测定耦；参考信号源通过隔离器连接参考信号注入定耦的耦合端；
入射功率监测定耦、反射功率监测定耦、透射功率监测定耦分别通过成对的衰减器和检波器连接数字存储示波器。3.根据权利要求1所述的一种具有监测定位功能的高功率微波效应试验系统，其特征在于：传输系数测量切换开关和故障定位测量切换开关均采用机械式单刀双掷微波开关。4.根据权利要求3所述的一种具有监测定位功能的高功率微波效应试验系统，其特征在于：机械式单刀双掷微波开关切换到1状态时，输入端口与1状态端口连通；机械式单刀双掷微波开关切换到0状态时，输入端口与0状态端口连通。5.基于权利要求1至4中任意一项所述的一种具有监测定位功能的高功率微波效应试验系统的试验方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：确定受试模块个数，并搭建相应的具有监测定位功能的高功率微波效应试验系统；试验系统包括高功率微波注入分系统、传输系数测量分系统、故障定位分系统和功能切换分系统；设n≥1，则受试模块数量为n时，高功率微波注入分系统包括反射功率监测定耦、第一透射功率监测定耦、
…
、第n透射功率监测定耦、匹配负载、高功率微波源、环行器、参考信号源、隔离器、参考信号注入定耦、入射功率监测定耦、衰减器、检波器、数字存储示波器；高功率微波源依次连接环行器、参考信号注入定耦、入射功率监测定耦和反射功率监测定耦；参考信号源通过隔离器连接参考信号注入定耦的耦合端；入射功率监测定耦、反...

【专利技术属性】
技术研发人员：王冬冬，郑生全，冀航，王文卓，温定娥，顾晓东，陆凤波，
申请(专利权)人：中国舰船研究设计中心，
类型：发明
国别省市：