一種集成微波測量裝置的制作方法

本發明屬于高功率微波測量領域，涉及一種集成微波測量裝置。

背景技術：

在高功率微波(HPM)技術研究工作中，HPM源的功率是HPM源性能的主要評價指標之一。由于高功率微波源(HPM)的脈沖具有峰值功率高(GW量級)、持續時間短(一般幾十ns)等特點，一直存在著測量不確定度大的問題。目前高功率微波測量手段是，采用衰減環節把功率從GW降低到mW量級后，利用常規微波功率測量手段，得到高功率微波源功率。測量環節衰減上百dB，且環節多，因此存在測量不確定度大的問題。提高高功率微波測量的準確性，對于判斷微波源狀態，以及微波源參數的調節，具有重要意義。

微波電纜在實際應用中，有三個方面因素會帶來測量不確定度，一是在微波電纜的標定環節，主要由矢量網絡分析儀測量不確定度造成的；二是微波電纜使用環境溫度的變化也會帶來不確定度，如10m長微波電纜白天和晚上的衰減變化為0.15dB/10°；三是在使用過程中微波電纜由于移動造成電纜接頭連接狀態發生變化，帶來的不確定度。

高功率微波源是產生高功率微波的主要裝置，是一種強電磁輻射源，其在運行過程中會產生功率極高的高速電磁脈沖信號。在以往的高功率微波測量系統中，主要由定向耦合器11、波同轉換12、同軸衰減器13、檢波器14、屏蔽盒15、視頻電纜16、示波器17、微波電纜18組成，如附圖1所示。在測量系統中，由于檢波器功率容量小(小于200mW)，檢波輸出幅值小(小于1V)，因此易受電磁場的干擾。在實際測量中，普遍使用著微波電纜，其作用是連接波同轉換與同軸衰減器、檢波器，將微波信號傳輸到電磁干擾較弱的地方，檢波器才能測得純凈的微波波形，達到準確測量微波信號的目的。同時須采用屏蔽盒，把同軸衰減器、檢波器屏蔽起來，系統的集成化程度不高。

技術實現要素：

本發明的目的在于提出一種集成微波測量裝置，能降低微波測量的不確定度，同時能夠提升測量系統的集成度。

本發明的技術解決方案是提供一種集成微波測量裝置，包括示波器、視屏電纜，其特殊之處在于：還包括屏蔽筒、依次位于屏蔽筒內的波同轉換、同軸衰減器2、檢波器3、轉接頭4；

上述波同轉換的接口端與屏蔽筒的一端固連，上述波同轉換的輸出端與同軸衰減器2的輸入端直接連接，上述同軸衰減器2的輸出端與檢波器3的輸入端直接連接，上述檢波器3的輸出端與轉接頭4一端固連，上述轉接頭4的另一端伸出屏蔽筒的另一端連接視屏電纜，將信號輸送至示波器。

通過將波同轉換、同軸衰減器2、檢波器3置于屏蔽筒內實現對電磁干擾的無縫屏蔽。

優選的，為了防止視頻電纜在移動過程中，造成測量器件狀態變化，本發明還包括屏蔽筒支撐部件，上述屏蔽筒支撐部件與屏蔽筒的另一端固連，用于固定視頻電纜。

上述屏蔽筒與屏蔽筒支撐部件通過法蘭連接。

上述波同轉換為端接波同轉換或正交波同轉換。

上述屏蔽筒與端接波同轉換或正交波同轉換的接口端通過法蘭連接；針對端接波同轉換或正交波同轉換，對波同轉換進行良好屏蔽。

優選的，上述轉接頭與檢波器同軸。

優選的，上述屏蔽筒包括多個屏蔽筒單元，各屏蔽筒單元之間通過法蘭相互連接，根據同軸衰減器、檢波器長度的變化，采取將屏蔽筒單元串接方式連接。

優選的，上述屏蔽筒為矩形或圓形。

優選的，上述屏蔽筒的材料為鋁、銅等電良導體。

本發明的有益效果是：

1、集成微波測量裝置，采用屏蔽筒將波同轉換、同軸衰減器、檢波器封裝在屏蔽筒內，實現對測量部件的良好屏蔽。因此檢波器可以放置在強電磁環境中，同時去掉了微波電纜，使系統的集成度提高，提高系統的抗電磁干擾能力，保證測量結果的可靠性。

2、在微波測量中，微波電纜需要隨測量通道經常移動，容易造成微波電纜損壞，本發明舍棄微波電纜，降低實驗成本。

3、本發明針對可用于微波測量系統中使用的端接波同轉換和正交波同轉換。

4、本發明集成微波測量裝置工作在Ku波段時，高功率微波實驗結果表明，在相同的條件下，與采用微波電纜的傳統測量方法比，降低了使用微波電纜本身帶來的不確定度以及測量環節多帶來的不確定度。該集成微波測量裝置能夠推廣到各波段高功率微波測量系統中。

附圖說明

圖1為現有微波測量系統，圖中：11-耦合器，12-波同轉換，13-同軸衰減器，14-檢波器，15-屏蔽盒，16-視屏電纜，17-示波器，18-微波電纜。

圖2為采用本發明集成微波測量裝置的微波測量系統，圖中：21-耦合器，22-波同轉換，23-同軸衰減器，24-檢波器，25-屏蔽筒，26-視屏電纜，27-示波器；

圖3為一體式端接波同轉換時的裝置結構示意圖；

圖4為分體式端接波同轉換時的裝置結構示意圖；

圖5為一體式正交波同轉換時的裝置結構示意圖；

圖6為分體式正交波同轉換時的裝置結構示意圖。

圖3、圖4、圖5、圖6中附圖標記為：31-端接波同轉換，51-正交波同轉換，2-同軸衰減器，3-檢波器，4-轉接頭，5-視屏電纜，6-屏蔽筒轉接法蘭，7-屏蔽筒連接直段，8-屏蔽筒支撐部件，9-連接件。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明做進一步的描述。

本發明集成微波測量裝置，包括不同的波同轉換(端接波同轉換31、正交波同轉換51)、同軸衰減器2、檢波器3、轉接頭4、視頻電纜5、屏蔽筒等部件，屏蔽筒可以分為屏蔽筒轉接法蘭6、屏蔽筒連接直段7，(為正交波同轉換時，還包括連接件9，連接件9將屏蔽筒轉接法蘭6和正交波同轉換連接，實現波同轉換進行良好屏蔽)實現對電磁干擾的無縫屏蔽。屏蔽筒轉接法蘭其作用是，針對端接波同轉換或正交波同轉換，通過法蘭與波同轉換連接，對波同轉換進行良好屏蔽；屏蔽筒連接直段的作用是與屏蔽筒轉接法蘭連接，實現對同軸衰減器、檢波器進行封閉；同時，如圖4及圖6所示，其長度可以根據同軸衰減器、檢波器的長度變化，具體通過采取屏蔽筒連接直段串接方式連接。

本發明還可以包括屏蔽筒支撐部件8，屏蔽筒支撐部件與屏蔽筒連接直段法蘭連接，其作用是固定視頻電纜，防止視頻電纜在移動過程中，造成測量器件狀態變化。

裝配時，先用力矩扳手依次連接波同轉換、同軸衰減器、檢波器，屏蔽筒通過法蘭與波同轉換相連，最后通過同軸轉接頭與檢波器相連，用力矩扳手擰緊。視頻電纜通過矩形屏蔽筒部件固定，同軸轉接頭連接視頻電纜后，信號輸入到示波器。

本發明原理：

經過對測量系統的分析，將測量部件安裝在屏蔽筒內，可以有效屏蔽強電磁干擾，使測量器件不易損壞，能夠降低測量不確定度。

如圖2所示，測量系統由定向耦合器21、波同轉換22、同軸衰減器23、檢波器24、屏蔽筒25、視頻電纜26、示波器27組成。與圖1系統比較可以看出，圖2系統一方面實現測量部件良好屏蔽，減少測量環節多帶來的不確定度。為了對測量部件進行良好屏蔽，屏蔽筒分為三個屏蔽筒轉接法蘭6、屏蔽筒連接直段7、屏蔽筒支撐部件8部分組成，如圖3所示。針對端接波同轉換或正交波同轉換，屏蔽筒轉接法蘭能將波同轉換良好屏蔽。屏蔽筒連接直段與屏蔽筒轉接法蘭通過法蘭連接。在實際使用中，可根據同軸衰減器、檢波器長度，采用長度不同的屏蔽筒連接直段進行串接，通過法蘭保證連接良好。屏蔽筒支撐部件與屏蔽筒連接直段通過法蘭連接，主要起到對其后的視頻電纜的支撐作用。測量部件之間全部使用力矩扳手連接好后，可以保證在實際測量工作中，移動視頻電纜不會對測量部件產生作用。