[發明專利]一種雙負載波導量熱計的替代效率測量方法和系統

有效

• 申請號: 201710130505.3
• 申請日: 2017-03-07
• 公開（公告）號: CN106772186B
• 公開（公告）日: 2019-05-07
• 發明（設計）人: 何巍;張偉偉;程春悅
• 申請（專利權）人: 北京無線電計量測試研究所
• 主分類號: G01R35/00
• 分類號: G01R35/00;G01K19/00
• 代理公司: 北京國昊天誠知識產權代理有限公司 11315
• 代理人: 黃熊

本申請公開了一種雙負載波導量熱計的替代效率測量方法和系統。方法包括以下步驟：向工作隔熱波導傳輸線輸入微波信號，測量熱電堆輸出的第一電壓值；用短路片將所述傳輸線末端短路，再向所述傳輸線輸入相同功率的微波信號后，測量熱電堆輸出的第二電壓值；測量所述傳輸線的散射參數和負載的反射系數，計算量熱計的傳輸效率；測量短路片反射系數；計算替代效率。測量系統包括：雙負載波導量熱計、信號源、功分器、隔離器、短路片、納伏表和功率監視模塊。本發明的方法步驟簡潔，測量系統設計簡單、成本較低，能夠提高雙負載波導量熱計直流/微波功率復現準確度，修正工作隔熱波導負載吸收微波和直流功率所引起熱電堆響應差異引入的測量誤差。

技術領域

本申請涉及無線電測量領域，尤其涉及雙負載波導量熱計的測量。

背景技術

雙負載波導量熱計作為復現功率量值的關鍵儀器設備，能夠通過溫度變化情況將微波功率溯源至直流功率，從而實現微波功率的準確測量。國際上對替代效率測量方法的研究工作主要集中在微量熱計領域，其結構、工作過程、用途與量熱計并不相同，無法借鑒。尤其是隨著毫米波技術的不斷進步，110GHz以上測量設備不斷涌現，對功率參數提出了明確的量值溯源需求，而且在該頻率范圍復現功率量值僅能采用量熱計方式。因此，為保證全部微波頻段，尤其是110GHz以上頻率范圍功率量值的準確可靠，需要發明一種用于衡量工作隔熱波導負載吸收微波功率和直流功率所引起的熱電堆響應差異的方法。

發明內容

本發明提供一種雙負載波導量熱計的替代效率測量方法和系統，測量替代效率能夠修正工作隔熱波導負載吸收微波功率和直流功率所引起的熱電堆響應存在差異。

本發明提供的一種雙負載波導量熱計的替代效率測量方法。雙負載波導量熱計包括工作隔熱波導傳輸線、工作隔熱波導負載、參考隔熱波導傳輸線、參考隔熱波導負載、熱電堆。所述方法包括以下步驟：向工作隔熱波導傳輸線輸入微波信號，測量熱電堆輸出的第一電壓值；用短路片將工作隔熱波導傳輸線末端短路，再向工作隔熱波導傳輸線輸入相同功率的微波信號后，測量熱電堆輸出的第二電壓值；測量工作隔熱波導傳輸線散射參數和工作隔熱波導負載的反射系數，計算雙負載波導量熱計的傳輸效率；測量短路片的反射系數；計算雙負載波導量熱計的替代效率：

其中，η_se為所述替代效率，e₁為第一電壓值，e₂為第二電壓值，η_te為傳輸效率，Γ_L為工作隔熱波導負載的反射系數，Γ_s為短路片的反射系數。

本發明提供另一種雙負載波導量熱計的替代效率測量方法，包括以下步驟：向工作隔熱波導傳輸線輸入微波信號，測量熱電堆輸出的第一電壓值；用短路片將工作隔熱波導傳輸線末端短路，再向工作隔熱波導傳輸線輸入相同功率的微波信號后，測量熱電堆輸出的第二電壓值；向工作隔熱波導傳輸線輸入直流信號，測量熱電堆輸出的第三電壓值；測量工作隔熱波導傳輸線散射參數和工作隔熱波導負載的反射系數，計算雙負載波導量熱計的傳輸效率；測量短路片的反射系數；計算雙負載波導量熱計的吸收功率近似值；計算工作隔熱波導傳輸線的損耗功率；計算工作隔熱波導傳輸線的損耗功率對熱電堆輸出電壓值的影響因子；計算工作隔熱波導傳輸線的損耗功率與工作隔熱波導負載的吸收功率的比值；計算雙負載波導量熱計的替代效率。

作為本發明雙負載波導量熱計的替代效率測量方法的一種優選方案，可以通過矢量網絡分析儀測量工作隔熱波導傳輸線的散射參數、工作隔熱波導負載的反射系數和短路片的反射系數。第一電壓值、第二電壓值通過納伏表測量。

工作隔熱波導傳輸線的傳輸效率為：