CN103529421B - 一种耦合器校准方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耦合器校准方法，该校准方法包括如下步骤：利用第一耦合器校准装置和第二耦合器校准装置测量待测耦合器的耦合度本底值和反射系数本底值；利用高温箱将待测耦合器的温度升高至需要的温度并且保持该温度稳定；利用矢量网络分析仪测量待测耦合器的耦合度和反射系数，获得待测耦合器的耦合度高温测量值和反射系数高温测量值；计算待测耦合器的耦合度高温测量值与耦合度本底值的差值获得待测耦合器的耦合度真实值；计算待测耦合器的反射系数高温测量值与反射系数本底值的差值获得耦合器的反射系数真实值。本发明的校准方法能够适用于大功率耦合器的校准；本发明的校准方法能够提高大功率耦合器的校准精度。

Description

一种耦合器校准方法
技术领域
本发明涉及耦合器校准技术领域，特别涉及一种耦合器校准方法，该方法适用于大功率的耦合器。
背景技术
随着远距离雷达和高功率微波技术的飞速发展，微波源的功率不断提高。目前，实际应用需要的微波源的峰值功率高达GW量级，其平均功率高达kW量级。对于这种大功率的微波源，现有技术的测量方法无法直接测量其功率，通常需要利用耦合器将微波源发射的微波耦合为小功率的微波，然后通过测量小功率的微波实现对微波源功率的间接测量。在利用耦合器对微波耦合之前需要对耦合器进行校准。
利用耦合器对大功率的微波进行耦合时，耦合器的温度将升高。温度升高将导致耦合器产生结构变形，且当升高的温度不同时，耦合器产生的结构变形的程度不同，这必然导致耦合器的耦合特性发生改变。
现有技术的耦合器校准方法采用矢量网络分析仪在常温下测量小功率的耦合器的耦合度和反射系数，而不考虑耦合器的温度升高对校准的影响。对中小功率的耦合器，即对平均功率小于1kW的耦合器，耦合器工作时自身的温度升高对校准的影响较小，现有技术的耦合器校准方法产生的误差较小。但是，当耦合器的功率大于1kW时，耦合器工作时自身的温度升高对校准的影响增大，导致现有技术的校准方法无法满足实际应用的需要。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种耦合器校准方法。
本发明提供的耦合器校准方法包括如下步骤：
利用第一耦合器校准装置和第二耦合器校准装置测量待测耦合器的耦合度本底值和反射系数本底值；
利用高温箱将待测耦合器的温度升高至需要的温度并且保持该温度稳定；
利用矢量网络分析仪测量待测耦合器的耦合度和反射系数，获得待测耦合器的耦合度高温测量值和反射系数高温测量值；
计算待测耦合器的耦合度高温测量值与耦合度本底值的差值获得待测耦合器的耦合度真实值；计算待测耦合器的反射系数高温测量值与反射系数本底值的差值获得耦合器的反射系数真实值。
优选地，所述步骤“利用第一耦合器校准装置和第二耦合器校准装置测量待测耦合器的耦合度本底值和反射系数本底值”包括如下子步骤：
利用第一耦合器校准装置在常温下测量待测耦合器的耦合度和反射系数，获得待测耦合器的第一耦合度常温测量值和第一反射系数常温测量值；
利用第二耦合器校准装置在常温下测量待测耦合器的耦合度和反射系数，获得待测耦合器的第二耦合度常温测量值和第二反射系数常温测量值；
计算待测耦合器的第一耦合度常温测量值和第二耦合度常温测量值的平均值并将该平均值作为待测耦合器的耦合度本底值；计算待测耦合器的第一反射系数常温测量值和第二反射系数常温测量值的平均值并将该平均值作为待测耦合器的反射系数本底值。
优选地，重复所述步骤“利用高温箱将待测耦合器的温度升高至需要的温度并且保持该温度稳定”、所述步骤“利用矢量网络分析仪测量待测耦合器的耦合度和反射系数，获得待测耦合器的耦合度高温测量值和反射系数高温测量值”、以及所述步骤“计算待测耦合器的耦合度高温测量值与耦合度本底值的差值获得待测耦合器的耦合度真实值；计算待测耦合器的反射系数高温测量值与反射系数本底值的差值获得耦合器的反射系数真实值”实现对待测耦合器不同温度的校准。
本发明具有如下有益效果：
(1)本发明的校准方法能够适用于大功率耦合器即功率大于1kW的耦合器的校准；
(2)由于本发明的校准方法考虑了耦合器的温度升高对校准的影响，因此本发明的校准方法能够提高大功率耦合器的校准精度。
附图说明
图1为本发明实施例提供的耦合器校准方法采用的第一校准装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的耦合器校准方法采用的第二校准装置的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的耦合器校准方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明的发明内容作进一步的描述。
如图1所示，本实施例提供的耦合器校准方法采用的第一校准装置包括矢量网络分析仪1和匹配负载2。待测耦合器3的输出端与矢量网络分析仪1的输入端连接；矢量网络分析仪1的输出端与待测耦合器3的输入端连接。匹配负载2与待测耦合器3连接。第一校准装置即现有技术的耦合器校准装置。
如图2所示，本实施例提供的耦合器校准方法采用的第二校准装置包括矢量网络分析仪1、匹配负载2和高温箱4。待测耦合器3设于高温箱3内。待测耦合器3的输出端依次通过隔热传输线6和同轴电缆5与矢量网络分析仪1的输入端连接；矢量网络分析仪1的输出端依次通过同轴电缆5和隔热传输线6与待测耦合器3连接。隔热传输线6位于高温箱4内，且隔热传输线6能够耐高温。同轴电缆5位于高温箱4外。矢量网络分析仪1用于测量待测耦合器3的耦合度和反射系数。待测耦合器3通过隔热传输线6与匹配负载2连接。
在本实施例中，高温箱4采用例如石英加热管。隔热传输线6为同轴线或波导线。
本实施例提供的耦合器校准方法包括如下步骤：
S1：利用第一耦合器校准装置和第二耦合器校准装置测量待测耦合器3的耦合度本底值和反射系数本底值；
S2：利用高温箱4将待测耦合器3的温度升高至需要的温度并且保持该温度稳定；
S3：利用矢量网络分析仪1测量待测耦合器3的耦合度和反射系数，获得待测耦合器3的耦合度高温测量值和反射系数高温测量值；
S4：计算待测耦合器3的耦合度高温测量值与耦合度本底值的差值获得待测耦合器3的耦合度真实值；计算待测耦合器3的反射系数高温测量值与反射系数本底值的差值获得耦合器3的反射系数真实值。
上述步骤S1进一步包括如下子步骤：
S1.1：利用上述第一耦合器校准装置在常温下测量待测耦合器3的耦合度和反射系数，获得待测耦合器3的第一耦合度常温测量值和第一反射系数常温测量值；
S1.2：利用上述第二耦合器校准装置在常温下测量待测耦合器3的耦合度和反射系数，获得待测耦合器3的第二耦合度常温测量值和第二反射系数常温测量值；
S1.3：计算待测耦合器3的第一耦合度常温测量值和第二耦合度常温测量值的平均值并将该平均值作为待测耦合器3的耦合度本底值；计算待测耦合器3的第一反射系数常温测量值和第二反射系数常温测量值的平均值并将该平均值作为待测耦合器3的反射系数本底值。
需要说明的是，上述步骤S1.1与步骤S1.2的顺序可以互换。
重复上述步骤S2至步骤S4即可实现对待测耦合器3不同温度的校准。
本实施例的校准方法能够适用于大功率耦合器即功率大于1kW的耦合器的校准；由于本实施例的校准方法考虑了耦合器的温度升高对校准的影响，因此本实施例的校准方法能够提高大功率耦合器的校准精度。此外，本实施例的校准方法也可以用于中小功率即功率小于1kW的耦合器的校准。
应当理解，以上借助优选实施例对本发明的技术方案进行的详细说明是示意性的而非限制性的。本领域的普通技术人员在阅读本发明说明书的基础上可以对各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (2)

1.一种耦合器校准方法，其特征在于，该校准方法包括如下步骤：
利用第一耦合器校准装置和第二耦合器校准装置测量待测耦合器的耦合度本底值和反射系数本底值；
利用高温箱将待测耦合器的温度升高至需要的温度并且保持该温度稳定；
利用矢量网络分析仪测量待测耦合器的耦合度和反射系数，获得待测耦合器的耦合度高温测量值和反射系数高温测量值；
计算待测耦合器的耦合度高温测量值与耦合度本底值的差值获得待测耦合器的耦合度真实值；计算待测耦合器的反射系数高温测量值与反射系数本底值的差值获得耦合器的反射系数真实值；
所述步骤“利用第一耦合器校准装置和第二耦合器校准装置测量待测耦合器的耦合度本底值和反射系数本底值”包括如下子步骤：
利用第一耦合器校准装置在常温下测量待测耦合器的耦合度和反射系数，获得待测耦合器的第一耦合度常温测量值和第一反射系数常温测量值；
利用第二耦合器校准装置在常温下测量待测耦合器的耦合度和反射系数，获得待测耦合器的第二耦合度常温测量值和第二反射系数常温测量值；
计算待测耦合器的第一耦合度常温测量值和第二耦合度常温测量值的平均值并将该平均值作为待测耦合器的耦合度本底值；计算待测耦合器的第一反射系数常温测量值和第二反射系数常温测量值的平均值并将该平均值作为待测耦合器的反射系数本底值。
2.根据权利要求1所述的耦合器校准方法，其特征在于，重复所述步骤“利用高温箱将待测耦合器的温度升高至需要的温度并且保持该温度稳定”、所述步骤“利用矢量网络分析仪测量待测耦合器的耦合度和反射系数，获得待测耦合器的耦合度高温测量值和反射系数高温测量值”、以及所述步骤“计算待测耦合器的耦合度高温测量值与耦合度本底值的差值获得待测耦合器的耦合度真实值；计算待测耦合器的反射系数高温测量值与反射系数本底值的差值获得耦合器的反射系数真实值”实现对待测耦合器不同温度的校准。
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