[發明專利]一種微波功率測量裝置及方法

在審

• 申請號: 202110423904.5
• 申請日: 2021-04-20
• 公開（公告）號: CN113203892A
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 曾凡劍;黃貴榮;孫列鵬;施龍波;金珂安;何源
• 申請（專利權）人: 中國科學院近代物理研究所
• 主分類號: G01R21/00
• 分類號: G01R21/00;G01R31/00;H04B17/10;H04B17/20
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 冀志華

本發明涉及一種微波功率測量裝置及方法，其特征在于，包括：第一定向耦合器、第二定向耦合器和低電平系統；所述第一定向耦合器和第二定向耦合器串接在待測微波線路中，且待測射頻功率由所述第一定向耦合器的入射端口進入，并由所述第二定向耦合器的輸出端口輸出；所述第一定向耦合器和第二定向耦合器的隔離端口均與匹配負載連接；所述第一定向耦合器和第二定向耦合器的耦合端口分別與所述低電平系統相連，由所述低電平系統對所述第一定向耦合器和第二定向耦合器的輸出信號的幅值和相位進行測量，進而得到待測微波線路的正向信號和正向功率。

技術領域

本發明涉及一種微波功率測量裝置及方法，屬于微波功率測量領域。

背景技術

定向耦合器是微波系統中應用廣泛的一種微波器件，它的本質是將微波信號按一定的比例進行功率分配。定向耦合器作為許多微波電路的重要組成部分被廣泛應用于現代電子系統之中。在通過式功率測量技術中，定向耦合器是一個十分關鍵的器件。

然而，在大反射條件下，由于定向耦合器的方向性不足，正反向信號間的串擾會導致正反向功率測量誤差較大，進而無法精確標定微波功率源的輸出功率以及從負載端反射回來的反射功率。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是提供一種微波功率測量裝置及方法，可以有效提高定向耦合器的方向性。

為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：

本發明的第一個方面，是提供一種微波功率測量裝置，其包括：第一定向耦合器、第二定向耦合器和低電平系統；所述第一定向耦合器和第二定向耦合器串接在待測微波線路中，且待測射頻功率由所述第一定向耦合器的入射端口進入，并由所述第二定向耦合器的輸出端口輸出；所述第一定向耦合器和第二定向耦合器的隔離端口均與匹配負載連接；所述第一定向耦合器和第二定向耦合器的耦合端口分別與所述低電平系統相連，由所述低電平系統對所述第一定向耦合器和第二定向耦合器的輸出信號的幅值和相位進行測量，進而得到待測微波線路的正向信號和正向功率。

本發明的第二個方面，是提供一種微波功率測量方法，其包括以下步驟：

1)將所述第一定向耦合器、第二定向耦合器串接在待測微波線路中，并將所述第一定向耦合器和第二定向耦合器的耦合端口與所述低電平系統相連，將所述第一定向耦合器和第二定向耦合器的隔離端口與匹配負載相連；

2)所述低電平系統對所述第一定向耦合器和第二定向耦合器的耦合端口的輸出信號進行測量，得到所述第一定向耦合器和第二定向耦合器的耦合端口的輸出信號V₁和 V₂及其相位差α；

3)基于所述第一定向耦合器和第二定向耦合器的耦合端口的輸出信號V₁和V₂及其相位差α，計算得到待測微波線路的正向信號V₊和正向功率P₊。

進一步，所述步驟3)中，待測微波線路的正向信號V₊和正向功率P₊的計算公式為：

P₊＝|V₊|²

其中，c₁、c₂分別為第一定向耦合器和第二定向耦合器的耦合度系數；i₁、i₂分別為第一定向耦合器和第二定向耦合器的隔離度系數；是第一定向耦合器和第二定向耦合器間的相位差；V₁和V₂分別為第一定向耦合器和第二定向耦合器的耦合端口的輸出信號；α為第一定向耦合器和第二定向耦合器的耦合端口的輸出信號的相位差。