一种微波功率计自动校准系统设计与实现

2012-08-08 09:20:12来源: 电子设计工程 关键字:微波功率计  自动校准  模块化  树形结构

0 引言
    微波功率是工业科研、生产中有关测量的重要参数。微波功率计具有测量功率动态范围大,频率范围宽等特点,广泛应用于雷达系统、通信系统、电子对抗系统中。如在使用雷达进行跟踪测试时,首先要确定雷达的作用距离,这就必须测量雷达发射机的发射功率,因而微波功率计的准确与否至关重要。校准微波功率计的传统方法是采用标准微波功率计进行手动测试校准对比结果,步骤复杂,精度低,耗时长。针对该问题,本文设计并实现了0.05~26.5 GHz的微波功率计自动校准系统。

1 系统组建、校准原理和方法
    微波功率校准的主要任务是建立功率标准,进行功率量值的传递和保证其量值准确一致。目前最常用的功率量值传递方法有交替比较法、传递标准法和六端口法。其中,传递标准法是目前广泛使用的一种微波功率量值传递方法,采用传递标准法可以确保功率量值传递的准确度,因此本文利用传递标准法建立0.05~26.5 GHz频段的测量标准,其测量标准组成及其测试框图如图1所示。

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     系统采用一个三端口器件、标准功率座及标准功率指示器构成传递标准;由于功分器的工作频率范围(0.05~26.5 GHz)相对于定向耦合器宽且易于实现,以及便于实现完全的自动化校准测试,故采用对称性良好的功分器作为三端口器件。传递标准中没有外接PIN电调衰减器,而是将由功率计探头检测出的电压送到信号发生器,并与信号发生器内部的参考电压比较,从而建立稳幅环路,获得了反射系数小的等效信号源。该传递标准由高一级的功率标准定标,确定出校准因子Kc,然后用于校准被检功率敏感器。
    该校准系统主要由信号发生器、功分器、标准功率座(功率敏感器)和标准功率指示器以及计算机等组成。当功分器的测试端口接入被校的功率敏感器时,入射到被校功率计的微波功率为:

c1.jpg

    式中:Pu为被校功率敏感器的替代功率,即功率指示器的读数,单位为mW;Pe为标准功率座的替代功率,即标准功率指示器的读数,单位为mW;Γge,Γu分别为等效信号源以及被校功率敏感器的反射系数。

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关键字:微波功率计  自动校准  模块化  树形结构

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2012/0808/article_5620.html
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