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    重庆时时彩走势图m: 一种用于探针式微波电压测量系统的校准装置、系统及方法.pdf

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    一种 用于 探针 式微 电压 测量 系统 校准 装置 方法
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    摘要
    申请专利号:

    CN201510072783.9

    申请日:

    2015.02.11

    公开号:

    CN104678339A

    公开日:

    2015.06.03

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G01R 35/00申请日:20150211|||公开
    IPC分类号: G01R35/00 主分类号: G01R35/00
    申请人: 北京无线电计量测试研究所
    发明人: 李贵兰; 马蔚宇; 黄建领; 叶娟
    地址: 100854北京市海淀区142信箱408分箱
    优先权: 2014108408790 2014.12.30 CN
    专利代理机构: 北京正理专利代理有限公司11257 代理人: 张雪梅
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201510072783.9

    授权公告号:

    104678339B||||||

    法律状态公告日:

    2017.05.17|||2015.07.01|||2015.06.03

    法律状态类型:

    授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明公开一种用于探针式微波电压测量系统的校准装置,该装置包括微波信号输入端、微波信号输出端,所述该装置还包括标准微带线、探针负极触盘、探针负极触点、探针正极触点、探针定位支架;所述标准微带线,用于传输由微波信号输入端输入的微波信号;所述微波信号输出端,用于输出来自标准微带线的微波信号;所述探针负极触盘采用切角设计;所述探针负极触点、探针正极触点和所述探针定位支架点,用于对探针进行定位。本发明所述技术方案,基于电路并联等压原理,可以将微波电压校准结果溯源到50Ω系统的功率参数,适用于任意非零阻抗探针式微波电压测量系统的校准,能够提高非50Ω微波电压测量系统的准确性。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种用于探针式微波电压测量系统的校准装置,该装置包括微波信号 输入端、微波信号输出端,其特征在于,所述该装置进一步包括
    标准微带线、探针负极触盘、探针负极触点、探针正极触点、探针定位 支架;
    所述标准微带线,用于传输由微波信号输入端输入的微波信号;
    所述微波信号输出端,用于输出来自标准微带线的微波信号;
    所述探针负极触盘采用切角设计;
    所述探针负极触点、探针正极触点和所述探针定位支架,用于对探针进 行定位。

    2.  根据权利要求1所述的校准装置,其特征在于,所述包括标准微带线、 探针负极触盘、探针负极触点和探针正极触点的标准微带电路板为宽带设计, 适用频率为DC~18GHz。

    3.  根据权利要求1所述的校准装置,其特征在于,所述探针定位支架是 玻璃钢支架。

    4.  一种基于如权利要求1所述的微波电压测量校准系统,其特征在于, 所述该系统包括信号源、探针式微波电压测量校准装置、参考测量单元、探 针式微波电压测量???;
    所述探针式微波电压测量校准装置,用于采集来自信号源产生的微波信 号,并在信号输出端形成参考测量单元与被校准的探针式微波电压测量???的并联;
    所述参考测量单元,用于测得来自所述探针式微波电压测量校准装置的 微波信号的标准微波电压值V0,作为参考标准值;
    所述被校准的探针式微波电压测量??榻徊桨ㄎ⒉觳ㄆ?、数据处 理单元;
    所述微波检波器,用于将与所述参考测量单元等效并联在探针式微波电 压测量校准装置输出端的被测微波电压探针测量所得的微波信号电压转换为 直流电压信号;
    所述数据处理单元,用于测得所述微波检波器输出的电压信号的电压值 V1,并根据所述参考测量单元测得的标准微波电压值V0与所述微波检波器输 出的直流电压信号的电压值V1,得到微波信号的校准曲线。

    5.  根据权利要求4所述的微波电压测量校准系统,其特征在于,所述微 波电压探针通过所述探针式微波电压测量校准装置中的探针定位支架、探针 负极触点和探针正极触点进行定位。

    6.  根据权利要求4所述的微波电压测量校准系统,其特征在于,所述被 测微波电压探针的特性阻抗可以为任意非零值。

    7.  根据权利要求4所述的微波电压测量校准系统,其特征在于,所述该 装置进一步包括滤波器,用于滤除所述微波检波器输出的直流电压信号中的 高频干扰信号。

    8.  一种基于如权利要求4所述测量系统的微波电压测量校准方法,其特 征在于,所述该方法包括:
    运用所述探针式微波电压测量校准装置传输来自信号源产生的微波信 号;
    运用所述参考测量单元采集来自所述探针式微波电压测量校准装置输出 端的微波信号,并测量微波信号的功率或电压,作为参考标准值;
    运用探针定位支架、探针正极触电和探针负极触电将被测微波电压探针 与所述参考测量单元等效并联,用于探测来自所述探针式微波电压测量校准 装置输出端的微波信号;
    运用微波检波器将被测微波电压探针测量的微波信号电压转换为直流电 压信号;
    根据所述参考测量单元测得的参考标准值与所述微波检波器所得直流电 压信号,计算得到所述微波电压探针的校准值。

    9.  根据权利要求8所述的微波电压测量校准方法,其特征在于,所述微 波电压探针通过所述探针式微波电压测量校准装置中的探针定位支架、探针 负极触点和探针正极触点进行定位。

    10.  根据权利要求8所述的微波电压测量校准方法,其特征在于,所述 被测微波电压探针的特性阻抗可以为任意非零值。

    说明书

    说明书一种用于探针式微波电压测量系统的校准装置、系统及方法
    技术领域
    本发明涉及一种校准装置。更具体地,涉及一种用于探针式微波电压测 量系统的校准装置、系统及方法。
    背景技术
    目前,国内外常用的微波电压测量系统主要是基于微波检波管的检波原 理,将微波信号转变为直流信号,然后进行直流电压测量。目前,国内外常 用的探针式微波电压测量系统的校准装置一般为探针台(用于精确定位)及 其标准片(短路负载、开路负载、匹配负载和直通件等)。由于探针和标准片 一般为50Ω系统,而一种典型非50Ω负载(电爆装置桥丝)的阻抗为1Ω~10Ω, 两者阻抗严重失配,因此在探针台上校准的50Ω探针式微波电压测量系统并 不适用于非50Ω负载(电爆装置桥丝)上微波电压的测量,这严重影响非50Ω 负载上微波电压测量的准确度。
    根据电路分压原理,要实现非50Ω负载上微波电压的准确测量,作为接 收装置的探针阻抗应该远大于负载阻抗。而要实现对非50Ω大阻抗探针进行 校准,就应当使用适合于大阻抗探针的校准装置。针对现有微波电压测量系 统校准装置只适用于50Ω探针式微波电压测量系统的缺点,本发明设计的微 波电压测量用校准装置适用于任意非零阻抗探针式微波电压测量系统的校 准,能够提高非50Ω微波电压测量系统校准的准确性。
    因此,需要提供一种用于探针式微波电压测量系统的校准装置、系统及 方法,基于电路并联等压原理,可以将微波电压校准结果溯源到50Ω系统的 功率参数,适用于任意非零阻抗探针式微波电压测量系统的校准,能够提高 非50Ω微波电压测量系统校准的准确性。
    发明内容
    本发明的目的在于提供一种用于探针式微波电压测量系统的校准装置、 系统及方法,解决了目前微波电压测量系统校准装置只适用于50Ω探针式微 波电压测量系统的缺点,适用于任意非零阻抗探针式微波电压测量系统的校 准,能够提高非50Ω微波电压测量系统校准的准确性。
    为达到上述目的,本发明采用下述技术方案:
    一种用于探针式微波电压测量系统的校准装置,该装置包括微波信号输 入端、微波信号输出端,所述该装置进一步包括
    标准微带线、探针负极触盘、探针负极触点、探针正极触点、探针定位 支架;
    所述标准微带线,用于传输由微波信号输入端输入的微波信号;
    所述微波信号输出端,用于输出来自标准微带线的微波信号;
    所述探针负极触盘采用切角设计;
    所述探针负极触点、探针正极触点和所述探针定位支架,用于对探针进 行定位。
    优选的,所述包括标准微带线、探针负极触盘、探针负极触点和探针正 极触点的标准微带电路板为宽带设计,适用频率为DC~18GHz。
    优选的,所述探针定位支架是玻璃钢支架。
    一种基于上述所述的微波电压测量校准系统,所述该系统包括信号源、 探针式微波电压测量校准装置、参考测量单元、探针式微波电压测量???;
    所述探针式微波电压测量校准装置,用于采集来自信号源产生的微波信 号,并在信号输出端形成参考测量单元与被校准的探针式微波电压测量???的并联;
    所述参考测量单元,用于测得来自所述探针式微波电压测量校准装置的 微波信号的标准微波电压值V0,作为参考标准值;
    所述被校准的探针式微波电压测量??榻徊桨ㄎ⒉觳ㄆ?、数据处 理单元;
    所述微波检波器,用于将与所述参考测量单元等效并联在探针式微波电 压测量校准装置输出端的被测微波电压探针测量所得的微波信号电压转换为 直流电压信号;
    所述数据处理单元,用于测得所述微波检波器输出的电压信号的电压值 V1,并根据所述参考测量单元测得的标准微波电压值V0与所述微波检波器输 出的直流电压信号的电压值V1,得到微波信号的校准曲线。
    优选的,所述微波电压探针通过所述探针式微波电压测量校准装置中的 探针定位支架、探针负极触点和探针正极触点进行定位。
    优选的,所述被测微波电压探针的特性阻抗可以为任意非零值。
    优选的,所述该装置进一步包括滤波器,用于滤除所述微波检波器输出 的直流电压信号中的高频干扰信号。
    一种基于上述测量系统的微波电压测量校准方法,所述该方法包括:
    运用所述探针式微波电压测量校准装置传输来自信号源产生的微波信 号;
    运用所述参考测量单元采集来自所述探针式微波电压测量校准装置输出 端的微波信号,并测量微波信号的功率或电压,作为参考标准值;
    运用探针定位支架、探针正极触电和探针负极触电将被测微波电压探针 与所述参考测量单元等效并联,用于探测来自所述探针式微波电压测量校准 装置输出端的微波信号;
    运用微波检波器将被测微波电压探针测量的微波信号电压转换为直流电 压信号;
    根据所述参考测量单元测得的参考标准值与所述微波检波器所得直流电 压信号,计算得到所述微波电压探针的校准值。
    优选的,所述微波电压探针通过所述探针式微波电压测量校准装置中的 探针定位支架、探针负极触点和探针正极触点进行定位。
    优选的,所述被测微波电压探针的特性阻抗可以为任意非零值。
    本发明的有益效果如下:
    本发明所述技术方案与现有技术相比,有以下优点:
    1、基于电路并联等压原理,可以将微波电压校准结果溯源到50Ω系统的 功率参数;
    2、所述校准装置中的探针负极触盘采用了切角设计,该设计降低触盘对 50Ω校准微带线阻抗的扰动,有利于提高校准的准确度;
    3、所述校准装置适用于任意非零阻抗探针式微波电压测量系统的校准, 能够提高非50Ω微波电压测量系统校准的准确性。
    附图说明
    下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
    图1(a)示出本发明实施例中一种用于探针式微波电压测量系统的校准装 置的正视图;
    图1(b)示出本发明实施例中一种用于探针式微波电压测量系统的校准装 置的左视图;
    图1(c)示出本发明实施例中一种用于探针式微波电压测量系统的校准装 置的俯视图;
    图2示出本发明实施例中一种用于探针式微波电压测量系统的校准装置 中校准微带线电路板结构示意图;
    图3示出本发明实施例中一种用于探针式微波电压测量系统的校准装置 的系统结构示意图。
    具体实施方式
    为了更清楚地说明本发明,下面结合优选实施例和附图对本发明做进一 步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员 应当理解,下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的,不应以此限制 本发明的?;し段?。
    如图1(a)-(c)所示,本发明公开了一种用于探针式微波电压测量的校准装 置,该装置包括输入端同轴SMA微带座101、标准盒壳体102、校准微带线 电路板103、探针定位支架(玻璃钢支架)104、输出端同轴SMA微带座105; 如图2所示,校准微带线电路板103进一步包括标准微带线基板1031、标准 微带线(50Ω)1032、探针负极触盘1033、探针负极触盘上的金属化过孔1034、 探针负极触点1035、探针正极触点1036。
    所述输入端同轴SMA微带座101,用于输入微波信号,并输送信号至标 准微带线(50Ω)1032;
    所述标准微带线(50Ω)1032,用于传输微波信号;
    所述输出端同轴SMA微带座105,用于输出来自标准微带线(50Ω)1032 的微波信号;
    所述探针负极触盘1033采用的是切角设计,该设计降低了触盘对50Ω校 准微带线1032阻抗的扰动,有利于提高校准的准确度;
    所述金属化过孔1034,与所述标准微带线基板1031上的位于所述探针负 极触盘相对一侧的金属地连接;
    所述探针负极触点1035、探针正极触点1036和探针定位支架104,用于 对探针进行定位。
    微波信号源产生的微波信号通过输入端同轴SMA微带座101注入到所述 校准装置的校准微带线电路板103上;注入到校准微带线电路板103上的微 波功率通过输出端同轴SMA微带座105进入到功率计或频谱仪中。
    校准时,探针的正极接触探针正极触点1036,探针的负极接触探针负极 触触点1035。此时,探针与连接在输出端同轴SMA微带座105上的功率计 (或频谱仪)等效并联,两者的电压应相等?;诘缏凡⒘妊乖?,利用 功率计的功率读数可以计算得到50Ω条件下的微波电压,利用该电压对非50Ω 探针读出的微波电压进行校准。
    所述该装置的校准微带线电路板103为宽带设计,适用频率范围 DC~18GHz。
    如图3所示,本发明还公开了一种基于上述装置的探针式微波电压测量 校准系统,该系统包括微波信号源301、探针式微波电压测量校准装置302、 功率计(或频谱仪)303、被校准的探针式微波电压测量系统;被校准的探针 式微波电压测量系统进一步包括被测微波电压探针304、微波检波器305、滤 波器306、示波器307。
    微波信号源301,用于产生一个功率或电压信号;
    探针式微波电压测量校准装置302,用于将功率或电压信号传输给功率计 (或频谱仪)和探针式微波电压测量系统,并在输出端形成功率计(或频谱 仪)和探针式微波电压测量系统的并联;
    功率计(或频谱仪)303,用于该测量校准装置302输出端的功率或电压 信号,形成参考标准值,该标准值用于探针式微波电压测量系统的校准;
    被测微波电压探针304,用于接触被测电压的正负极,其特性阻抗可以任 意,一般为50Ω或远大于50Ω;
    微波检波器305,用于将微波电压探针304传输的微波电压信号通过检波 的方式变成直流信号;
    滤波器306,用于滤除微波检波器305输出信号中的高频干扰信号;
    示波器307,用于对微波检波器305输出直流信号的读数。
    本发明还公开了一种基于上述装置的微波电压测量校准方法,该方法包 括:
    S1、通过探针定位支架104和探针负极触点1035、探针正极触点1036 对微波电压探针304进行定位;
    S2、微波信号源301产生的功率通过输入端同轴SMA微带座101注入到 校准微带线电路板103上;
    S3、注入到校准微带线电路板103上的微波功率通过输出端同轴SMA微 带座105进入到功率计(或频谱仪)303中;
    S4、将微波电压探针304与连接在输出端同轴SMA微带座105上的功率 计(或频谱仪)303等效并联,两者的电压应相等;
    S5、利用功率计(或频谱仪)303的功率读数可以计算得到50Ω条件下的 微波电压V0;
    S6、利用该电压对非50Ω探针式微波电压测量系统读出的微波电压V1进 行校准;
    S7、根据所述功率计(或频谱仪)303测得的标准微波电压值V0与所述 微波检波器304输出的直流电压信号的电压值V1,得到微波信号的校准曲线。
    该方法校准过程进一步包括:在固定频率点下,连续改变微波信号源的 输出功率Pi,得到相应的标准微波电压值V0i,并同时记录下被校准物(探针 式微波电压测量系统)的读数V1i,从而得到某一固定频点下的校准曲线 V1i-V0i;然后,将频率步进到下一个校准频率点,重复上述步骤,得到新频率 点下的校准曲线;重复上述步骤,直至覆盖校准所要求的频点和功率水平。
    综上所述,本发明所述方案,基于并联等压原理,使得非50Ω微波电压 测量系统读数可以溯源到50Ω的功率参数,提高校准准确度,使得任意非零 阻抗探针式微波电压测量系统都能够进行校准,提高非50Ω微波电压测量系 统校准的准确性。
    显然,本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例,而 并非是对本发明的实施方式的限定,对于所属领域的普通技术人员来说,在 上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动,这里无法对所有 的实施方式予以穷举,凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变 化或变动仍处于本发明的?;し段е?。

    关于本文
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