一种高功率脉冲测量装置及其测量方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种高功率脉冲测量装置及其测量方法，其测量装置包括脉冲信号高功率衰减器和检波器，其测量方法为利用检波器测量的脉冲幅度峰

【技术实现步骤摘要】
一种高功率脉冲测量装置及其测量方法


[0001]本专利技术涉及雷达测试
，尤其涉及一种高功率脉冲测量装置及其测量方法。

技术介绍

[0002]雷达，是英文Radar的音译，源于radio detection and ranging的缩写，意思为"无线电探测和测距"，即用无线电的方法发现目标并测定它们的空间位置，因此，雷达也被称为“无线电定位”，雷达是利用电磁波探测目标的电子设备，通过发射电磁波对目标进行照射并接收其回波，由此获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率(径向速度)、方位、高度等信息，各种雷达的具体用途和结构不尽相同，但基本形式是一致的，包括:发射机、发射天线、接收机、接收天线，处理部分以及显示器，还有电源设备、数据录取设备、抗干扰设备等辅助设备。
[0003]目前，用于天气雷达、气象雷达等大气雷达发射机脉冲功率测量的装置和方法，基本都采用间接测量方式，利用定向耦合器和衰减器将雷达发射大功率信号进行分量耦合与有效衰减后，再利用功率计进行信号功率测量，利用检波器及其他设备进行脉冲宽度等其他参数测量，例如专利“重频抖动脉冲功率测量装置”(申请号CN201110406257.3)和文献“脉冲多普勒天气雷达发射功率测量技术”(作者：秦建峰王建华，刊物：气象科技，期号：第38卷第3期2010.06，页码：340
‑
343)，其测量方法均是先将功率信号通过定向耦合器和衰减器进行衰减，再进入功率计，探测到的信号功率与检波器获取的信号脉冲宽度、重复周期等参数再进行综合计算，最终得出实际发射功率。
[0004]现有的间接测量技术涉及的测量设备多，处理流程复杂，定向耦合器的直通端还需要外接大功率发射天线或高功率衰减器等功率负载才能正常工作，导致整个测量系统成本高昂、体积庞大、且便携性差，因此，本专利技术提出一种高功率脉冲测量装置及其测量方法以解决现有技术中存在的问题。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本专利技术的目的在于提出一种高功率脉冲测量装置及其测量方法，该测量装置仅包括脉冲信号高功率衰减器和检波器，结构组成简单，容易实现，具有体积小、重量轻、性价比高和易于携带等优点，解决了现有测量装置成本高昂、体积庞大、且便携性差的问题，而本专利技术的测量方法仅利用检波器测量的脉冲幅度峰
‑
峰值，即可计算获得脉冲峰值功率，操作方便，测量准确，解决了现有测量方法处理流程复杂的问题。
[0006]为了实现本专利技术的目的，本专利技术通过以下技术方案实现：一种高功率脉冲测量装置，其特征在于：包括脉冲信号高功率衰减器和检波器，所述脉冲信号高功率衰减器的输入端与雷达发射机的输出端连接，所述检波器的输入端与脉冲信号高功率衰减器的输出端连接。
[0007]进一步改进在于：所述脉冲信号高功率衰减器接入雷达发射机输出的经脉冲调制
过的射频信号，并将射频信号衰减至检波器的功率范围。
[0008]进一步改进在于：所述检波器接入脉冲信号高功率衰减器输出的脉冲调制射频信号以及雷达发射机输出的同步脉冲信号，并进行脉冲信号时域特征测量。
[0009]进一步改进在于：所述脉冲信号包括脉冲幅度峰
‑
峰值、脉冲宽度、脉冲重复周期、脉冲上升沿和下降沿以及脉冲顶降。
[0010]一种高功率脉冲测量装置的测量方法，包括以下步骤：
[0011]步骤一：标定测量装置中脉冲信号高功率衰减器的衰减量A
tt
、测量线缆及接插件的插损量L
s
；
[0012]步骤二：先将脉冲信号高功率衰减器、检波器和雷达发射机进行连接，随后启动雷达发射机对脉冲信号高功率衰减器输出射频信号，同时对检波器输出同步脉冲信号，然后脉冲信号高功率衰减器将接收到的射频信号衰减至检波器的功率范围；
[0013]步骤三：通过检波器测量和计算衰减后的射频信号脉冲包络特性和参数，具体为：
[0014]S1、先测量脉冲幅度峰
‑
峰值V
pp
、脉冲宽度τ、脉冲重复周期T
r
、脉冲顶降δ、脉冲上升沿τ
r
和下降沿τ
f
；
[0015]S2、再通过测量得到的脉冲幅度峰
‑
峰值V
pp
、脉冲宽度τ、脉冲重复周期T
r
、脉冲顶降δ、脉冲上升沿τ
r
和下降沿τ
f
来计算等效脉冲幅度峰
‑
峰值V
′
pp
；
[0016]步骤四：先计算检波器输入端的信号峰值功率P，计算公式如下：
[0017][0018]其中，V
′
pp
的单位为V，P的单位为dBm；
[0019]再计算雷达发射机输出端口的发射脉冲信号峰值功率，计算公式如下：
[0020]P
p
＝P+A
tt
+L
s
[0021]其中，P
p
为雷达发射机输出端口的发射脉冲信号峰值功率，且单位为dBm，A
tt
和L
s
的单位为dB。
[0022]进一步改进在于：所述步骤二中，所述脉冲信号高功率衰减器、检波器和雷达发射机的具体连接结构为：先将脉冲信号高功率衰减器的输入端与雷达发射机的输出端连接，再将检波器的输入端分别与脉冲信号高功率衰减器以及雷达发射机的输出端连接。
[0023]进一步改进在于：所述步骤二中，所述脉冲信号高功率衰减器、检波器和雷达发射机连接完毕后，设置检波器的阻抗为50欧姆。
[0024]进一步改进在于：所述步骤三中，计算等效脉冲幅度峰
‑
峰值V
′
pp
过程中，
[0025]忽略脉冲顶部振铃效应时，得
[0026][0027]对于非方波的脉冲，得
[0028]V
′
pp
＝V
pp
×
τ/τ
′
[0029]其中，τ
′
为与V
′
pp
对应的等效脉冲宽度。
[0030]本专利技术的有益效果为：本专利技术的测量装置仅包括脉冲信号高功率衰减器和检波器，结构组成简单，容易实现，且本专利技术的测量装置仅通过检波器测量高功率脉冲信号的时
域特征，即可实现对雷达发射机输出的脉冲峰值功率、脉冲宽度等参数的准确测量，无需再采用功率计实现功率测量，仅通过高功率衰减器实现信号功率耗散，无需额外的大功率发射天线或高功率衰减器等功率负载，具有体积小、重量轻、性价比高和易于携带等优点，另外本专利技术提出的测量方法仅利用检波器测量的脉冲幅度峰
‑
峰值，即可计算获得脉冲峰值功率，操作方便，测量准确，测试过程更简单，提高了测量效率，可精确测量各种脉冲形状的高功率发射脉冲信号峰值功率，同时完成脉冲信号时域特征与峰值功率测量，测量一致性好，值得广泛推广本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高功率脉冲测量装置，其特征在于：包括脉冲信号高功率衰减器和检波器，所述脉冲信号高功率衰减器的输入端与雷达发射机的输出端连接，所述检波器的输入端与脉冲信号高功率衰减器的输出端连接。2.根据权利要求1所述的一种高功率脉冲测量装置，其特征在于：所述脉冲信号高功率衰减器接入雷达发射机输出的经脉冲调制过的射频信号，并将射频信号衰减至检波器的功率范围。3.根据权利要求1所述的一种高功率脉冲测量装置，其特征在于：所述检波器接入脉冲信号高功率衰减器输出的脉冲调制射频信号以及雷达发射机输出的同步脉冲信号，并进行脉冲信号时域特征测量。4.根据权利要求3所述的一种高功率脉冲测量装置，其特征在于：所述脉冲信号包括脉冲幅度峰
‑
峰值、脉冲宽度、脉冲重复周期、脉冲上升沿和下降沿以及脉冲顶降。5.一种高功率脉冲测量装置的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：标定测量装置中脉冲信号高功率衰减器的衰减量A
tt
、测量线缆及接插件的插损量L
s
；步骤二：先将脉冲信号高功率衰减器、检波器和雷达发射机进行连接，随后启动雷达发射机对脉冲信号高功率衰减器输出射频信号，同时对检波器输出同步脉冲信号，然后脉冲信号高功率衰减器将接收到的射频信号衰减至检波器的功率范围；步骤三：通过检波器测量和计算衰减后的射频信号脉冲包络特性和参数，具体为：S1、先测量脉冲幅度峰
‑
峰值V
pp
、脉冲宽度τ、脉冲重复周期T
r
、脉冲顶降δ、脉冲上升沿τ
r
和下降沿τ
f
；S2、再通过测量得到的脉冲幅度峰
‑
峰值V
pp
、脉冲宽度τ、脉冲重复周期T
r
、脉冲顶降δ、脉冲上升沿τ...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐轻尘，张增茂，张权，蔡冰，胡雄，李文，
申请(专利权)人：中国科学院国家空间科学中心，
类型：发明
国别省市：