[發明專利]一種矩形波導定向耦合器的功率測試裝置及方法

有效

• 申請號: 202011196348.4
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112327081B
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 李健;張沛;林海英;馬強;黃彤明;羅元力;孟繁博;趙發成
• 申請（專利權）人: 中國科學院高能物理研究所
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G01R21/00
• 代理公司: 北京天達知識產權代理事務所(普通合伙) 11386
• 代理人: 竇艷鵬

1.一種矩形波導定向耦合器的功率測試裝置，其特征在于，包括依次連接的功率源、第一定向耦合器、環行器、待測定向耦合器和滑動短路器；其中，所述環行器的第一端口連接第一定向耦合器的輸出端口，環行器的第二端口連接待測定向耦合器的輸入端口，環行器的第三端口連接吸收負載；

移動滑動短路器的絲杠位置在的變化過程中，基于所述第一定向耦合器的耦合端口的采樣功率和待測定向耦合器的耦合端口的采樣功率，得到待測定向耦合器的耦合端口的采樣功率波動范圍的實際值，并通過所述實際值和理論值的比較，驗證所述待測定向耦合器功率測試的準確度，其中，λ_g為波導傳輸線在相應工作頻率下的波導波長。

2.根據權利要求1所述的矩形波導定向耦合器的功率測試裝置，其特征在于，所述第一定向耦合器和待測定向耦合器均包括矩形波導和至少一個耦合頭，耦合頭的外殼與矩形波導的寬面焊接，所述耦合頭包括與矩形波導寬面垂直的兩個端口，所述兩個端口分別為耦合端口和隔離端口，所述兩個端口為兩條同軸傳輸線，每一同軸傳輸線均包括由內向外同軸設置的內導體和外導體；所述耦合頭還包括耦合片和下部墊環，所述耦合片的兩端與兩個內導體的底部焊接，所述下部墊環位于外殼下部向內方向設置的邊沿與外導體之間。

3.根據權利要求1所述的矩形波導定向耦合器的功率測試裝置，其特征在于，所述第一定向耦合器的耦合端口連接第一功率探頭，所述第一功率探頭的另一端連接第一功率計，用于測量所述第一定向耦合器的耦合端口的采樣功率；

所述待測定向耦合器的耦合端口連接第二功率探頭，所述第二功率探頭的另一端連接第二功率計，用于測量所述待測定向耦合器耦合端口的采樣功率。

4.根據權利要求3所述的矩形波導定向耦合器的功率測試裝置，其特征在于，得到待測定向耦合器的耦合端口的采樣功率波動范圍的實際值，包括下述步驟：

基于某一時刻待測定向耦合器耦合端口的采樣功率與第一定向耦合器耦合端口的采樣功率的比值，得到待測定向耦合器耦合端口的采樣功率相對值；

移動滑動短路器的絲杠位置在的變化過程中，得到待測定向耦合器耦合端口的采樣功率相對值的序列；

基于所述待測定向耦合器耦合端口的采樣功率相對值的序列，得到待測定向耦合器耦合端口的采樣功率相對值的最大值和最小值，并基于所述最大值和最小值得到待測定向耦合器的耦合端口的采樣功率波動范圍的實際值。

5.根據權利要求1所述的矩形波導定向耦合器的功率測試裝置，其特征在于，待測定向耦合器的耦合端口的采樣功率波動范圍的理論值為：

其中，D為待測定向耦合器的方向性指標。

6.根據權利要求1所述的矩形波導定向耦合器的功率測試裝置，其特征在于，所述功率源的輸入激勵為射頻信號源。

7.一種矩形波導定向耦合器的功率測試方法，其特征在于，包括如下步驟：

依次連接功率源、第一定向耦合器、環行器、待測定向耦合器和滑動短路器，其中，所述環行器的第一端口連接第一定向耦合器的輸出端口，環行器的第二端口連接待測定向耦合器的輸入端口，環行器的第三端口連接吸收負載；

移動滑動短路器的絲杠位置在的變化過程中，基于所述第一定向耦合器的耦合端口的采樣功率和待測定向耦合器的耦合端口的采樣功率，得到待測定向耦合器的耦合端口的采樣功率波動范圍的實際值，并通過所述實際值和理論值的比較，驗證所述待測定向耦合器功率測試的準確度，其中，λ_g為波導傳輸線在相應工作頻率下的波導波長。

8.根據權利要求7所述的矩形波導定向耦合器的功率測試方法，其特征在于，所述第一定向耦合器和待測定向耦合器均包括矩形波導和至少一個耦合頭，耦合頭的外殼與矩形波導的寬面焊接，所述耦合頭包括與矩形波導寬面垂直的兩個端口，所述兩個端口分別為耦合端口和隔離端口，所述兩個端口為兩條同軸傳輸線，每一同軸傳輸線均包括由內向外同軸設置的內導體和外導體；所述耦合頭還包括耦合片和下部墊環，所述耦合片的兩端與兩個內導體的底部焊接，所述下部墊環位于外殼下部向內方向設置的邊沿與外導體之間。