CN109460002B - 一种大功率毫米波测试过程中高效控制保护系统及方法 - Google Patents

一种大功率毫米波测试过程中高效控制保护系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种大功率毫米波测试过程中高效控制保护系统及方法，所述高效控制保护系统包括功率检测模块、弧光检测模块、气体检测模块、控保系统、高压脉冲调制电源、打火保护器和回旋行波管；高压脉冲电源通过打火保护器为回旋行波管提供高压脉冲；功率检测模块对回旋行波管进行功率检测，完成回旋行波管的自动化测试；弧光检测模块对回旋行波管进行波导弧光检测，检测亮光时，产生关断信号控制控保系统关断打火保护器；所述气体检测模块用于检测回旋行波管是否出气，并在检测到出气时，由控保系统切断打火保护器。本发明能够对大功率回旋行波管进行自动测试，且在测试过程中能够对回旋行波管进行的出气保护和打火保护，避免了回旋行波管损坏。

Description

一种大功率毫米波测试过程中高效控制保护系统及方法
技术领域
本发明涉及回旋行波管检测，特别是涉及一种大功率毫米波测试过程中高效控制保护系统及方法。
背景技术
电真空器件长期以来依靠手工作坊式的研制，研制周期长、成品率低、一致性差、成本高，严重制约了电真空器件的批量化和用户定制化生产。
回旋行波管是一种将输入的微波信号进行放大的电真空器件，具有大功率、宽带宽和高增益的特点，已广泛用于电子对抗、雷达系统和高速无线通讯领域。回旋行波管由于其高频结构具有全金属结构、竞争模式较少、功率容量大等特点，已成为100GHz以上频段具有应用前景的微电真空器件之一。回旋行波管这种高增益放大器件，对于功率性能有着严格的要求。
为保证回旋行波管的正常使用，常常需要对回旋行波管进行测试，但是，就目前而言，回旋行波管测试难度高，试验周期长，需要专业技术人员2到3周实验调试，浪费了成本，耗费人员精力。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种大功率毫米波测试过程中高效控制保护系统及方法，能够对大功率回旋行波管进行自动测试，且在测试过程中能够对回旋行波管进行的出气保护和打火保护，避免了回旋行波管损坏。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种大功率毫米波测试过程中高效控制保护系统，包括功率检测模块、弧光检测模块、气体检测模块、控保系统、高压脉冲调制电源、打火保护器和回旋行波管；
所述高压脉冲电源通过打火保护器为回旋行波管提供高压脉冲；功率检测模块用于对回旋行波管进行功率检测，完成回旋行波管的自动化测试；
所述弧光检测模块用于对回旋行波管进行波导弧光检测，当检测亮光时，产生关断信号来控制控保系统在使能信号作用下产生动作，关断打火保护器，从而起到对回旋行波管的打火保护；所述气体检测模块用于检测回旋行波管是否出气，并在检测到出气时，输出信号到控保系统，并由控保系统切断打火保护器，实现对回旋行波管的出气保护。
进一步地，所述功率检测模块包括信号源、前置放大器、耦合器、大功率计和小功率计；所述信号源用于产生微波信号，信号源的输出端与前置放大器连接，前置放大器的一路输出端经耦合器与小功率计连接，前置放大器的另一路输出端连接到回旋行波管的输入窗，所述大功率计连接到回旋行波管的输出窗。
进一步地，所述弧光检测模块包括圆波导弧光检测头、控制检测仪和报警显示器；
所述波导弧光检测头靠近回旋行波管的输出端进行安装，包括多个光敏传感器，每一个光敏传感器的输出端均与控制检测仪连接，控制检测仪的输出端与报警显示器连接；
光敏传感器用于对回旋行波管进行波导弧光打火检测，并在检测到亮光，通过对应的电平信号到控制检测仪；
所述控制检测仪，用于将对应的电平信号转换为关断信号，并生成同步使能信号，与关断信号一并发送给控保系统，控制控保系统在使能信号作用下产生动作，关断切断打火保护器，从而起到对回旋行波管的保护作用；同时，所述控制检测仪在电平达到设定阈值时，将对应的电压数值在报警显示器上显示，以达到报警作用。
所述控制检测仪还与远程控制中心连接，将光敏传感器采集的信号传输到远端进行综合管控。
进一步地，所述气体检测模块包括，钛泵电源、数据采集单元、数据平台和智能控制中心；所述钛泵电源用于向回旋行波管钛泵进行高压输出，并接收回旋行波管钛泵返回的钛泵电流，所述数据采集单元对钛泵电流进行采集，经数据平台传输给智能控制中心，智能控制中心根据电流信息，判断回旋行波管是否出气，并在出气时，控制钛泵电源输出信号给控保系统，并同步控制控保系统切断打火保护器，实现对回旋行波管的出气保护。
所述的一种大功率毫米波测试过程中高效控制保护系统的测试方法，包括功率测试步骤、打火保护步骤和出气保护步骤。
所述功率测试步骤包括：
信号源产生微波信号，经前置放大器放大后，一路微波信号经过耦合器的耦合进入小功率计，来测试输入的微波功率；另一路微波信号经输入窗进入回旋行波管，与管中的电子注进行注波互作用，电子注的能量交给微波，微波通过输出窗输出，经过耦合器进入大功率计中，测出输出功率。
所述打火保护步骤包括：
在功率检测的过程中，光敏传感器对回旋行波管进行波导弧光打火检测，并在检测到亮光，通过对应的电平信号到控制检测仪；控制检测仪将对应的电平信号分为三路；
对于第一路信号，控制检测仪将其转换为关断信号，生成同步使能信号，与关断信号一并发送给控保系统，控制控保系统在使能信号作用下产生动作，关断切断打火保护器，从而起到对回旋行波管的保护作用；
对于第二路信号，控制检测仪在电平达到设定阈值时，将其电压数值在报警显示器上显示，以达到报警作用；
对于第三路信号，控制检测仪将其传输到远端进行综合管控。
所述出气保护步骤包括：
在功率检测的过程中，钛泵电源向回旋行波管钛泵进行高压输出，并接收回旋行波管钛泵返回的钛泵电流，数据采集单元对钛泵电流进行采集，经数据平台传输给智能控制中心，智能控制中心根据电流信息，判断回旋行波管是否出气，并在出气时，控制钛泵电源输出信号给控保系统，并同步控制控保系统切断打火保护器，实现对回旋行波管的出气保护。
本发明的有益效果是：能够对大功率回旋行波管进行自动测试，且在测试过程中能够对回旋行波管进行的出气保护和打火保护，避免了回旋行波管损坏。
附图说明
图1为本发明的系统原理框图；
图2为控制检测仪的原理示意图；
图3为本发明的方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1所示，一种大功率毫米波测试过程中高效控制保护系统，包括功率检测模块、弧光检测模块、气体检测模块、控保系统、高压脉冲调制电源、打火保护器和回旋行波管；
所述高压脉冲电源通过打火保护器为回旋行波管提供高压脉冲；功率检测模块用于对回旋行波管进行功率检测，完成回旋行波管的自动化测试；
所述弧光检测模块用于对回旋行波管进行波导弧光检测，当检测亮光时，产生关断信号来控制控保系统在使能信号作用下产生动作，关断打火保护器，从而起到对回旋行波管的打火保护；所述气体检测模块用于检测回旋行波管是否出气，并在检测到出气时，输出信号到控保系统，并由控保系统切断打火保护器，实现对回旋行波管的出气保护。
在本申请的实施例中，所述功率检测模块包括信号源、前置放大器、耦合器、大功率计和小功率计；所述信号源用于产生微波信号，信号源的输出端与前置放大器连接，前置放大器的一路输出端经耦合器与小功率计连接，前置放大器的另一路输出端连接到回旋行波管的输入窗，所述大功率计连接到回旋行波管的输出窗。
在本申请的实施例中，所述弧光检测模块包括圆波导弧光检测头、控制检测仪和报警显示器；
所述波导弧光检测头靠近回旋行波管的输出端进行安装，包括多个光敏传感器，每一个光敏传感器的输出端均与控制检测仪连接，控制检测仪的输出端与报警显示器连接；
光敏传感器用于对回旋行波管进行波导弧光打火检测，并在检测到亮光时，把对应的电平信号传送到控制检测仪；
在本申请的实施例中，所述控制检测仪，用于将对应的电平信号转换为关断信号，并生成同步使能信号，与关断信号一并发送给控保系统，控制控保系统在使能信号作用下产生动作，关断切断打火保护器，从而起到对回旋行波管的保护作用；同时，所述控制检测仪在电平达到设定阈值时，将对应的电压数值在报警显示器上显示，以达到报警作用。所述控制检测仪还与远程控制中心连接，将光敏传感器采集的信号传输到远端进行综合管控。
如图2所示，所述控制检测仪包括电平保持单元、信号转换单元、使能信号产生单元、状态报警单元、数据采集单元、显示传输单元和远程通讯单元；其中，电平保持单元将光敏传感器输出的信号进行保持，并分别输送给数据采集单元、状态报警单元和信号转换单元，信号转换单元将电平信号转换为关断信号，并配合使能信号产生单元产生的同步使能控制信号一起传输给控保系统，由控保系统对打火保护器进行关断，以切断回旋行波管的电源，对回旋行波管进行保护；状态报警单元在电平达到设定阈值时，将对应的电压数值在报警显示器上显示，以达到报警作用；数据采集单元对电平信号进行采集，经、显示传输单元和远程通讯单元传输到远端进行综合管控。
在本申请的实施例中，所述气体检测模块包括，钛泵电源、数据采集单元、数据平台和智能控制中心；所述钛泵电源用于向回旋行波管钛泵进行高压输出，并接收回旋行波管钛泵返回的钛泵电流，所述数据采集单元对钛泵电流进行采集，经数据平台传输给智能控制中心，智能控制中心根据电流信息，判断回旋行波管是否出气，并在出气时，控制钛泵电源输出信号给控保系统，并同步控制控保系统切断打火保护器，实现对回旋行波管的出气保护。在上述实施例中，所述高效控制保护系统还应包括对整个系统进行供电的电源模块。
如图3所示，所述的一种大功率毫米波测试过程中高效控制保护系统的测试方法，包括功率测试步骤、打火保护步骤和出气保护步骤。
所述功率测试步骤包括：
信号源产生微波信号，经前置放大器放大后，一路微波信号经过耦合器的耦合进入小功率计，来测试输入的微波功率；另一路微波信号经输入窗进入回旋行波管，与管中的电子注进行注波互作用，电子注的能量交给微波，微波通过输出窗输出，经过耦合器进入大功率计中，测出输出功率。
所述打火保护步骤包括：
在功率检测的过程中，光敏传感器对回旋行波管进行波导弧光打火检测，并在检测到亮光，通过对应的电平信号到控制检测仪；控制检测仪将对应的电平信号分为三路；
对于第一路信号，控制检测仪将其转换为关断信号，生成同步使能信号，与关断信号一并发送给控保系统，控制控保系统在使能信号作用下产生动作，关断切断打火保护器，从而起到对回旋行波管的保护作用；
对于第二路信号，控制检测仪在电平达到设定阈值时，将其电压数值在报警显示器上显示，以达到报警作用；
对于第三路信号，控制检测仪将其传输到远端进行综合管控。
所述出气保护步骤包括：
在功率检测的过程中，钛泵电源向回旋行波管钛泵进行高压输出，并接收回旋行波管钛泵返回的钛泵电流，数据采集单元对钛泵电流进行采集，经数据平台传输给智能控制中心，智能控制中心根据电流信息，判断回旋行波管是否出气，并在出气时，控制钛泵电源输出信号给控保系统，并同步控制控保系统切断打火保护器，实现对回旋行波管的出气保护。
综上，本发明能够对大功率回旋行波管进行自动测试，且在测试过程中能够对回旋行波管进行的出气保护和打火保护，避免了回旋行波管损坏。
需要说明的是，本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的实施方法，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种大功率毫米波测试过程中高效控制保护系统，其特征在于：包括功率检测模块、弧光检测模块、气体检测模块、控保系统、高压脉冲调制电源、打火保护器和回旋行波管；
所述高压脉冲电源通过打火保护器为回旋行波管提供高压脉冲；功率检测模块用于对回旋行波管进行功率检测，完成回旋行波管的自动化测试；
所述弧光检测模块用于对回旋行波管进行波导弧光检测，当检测亮光时，产生关断信号来控制控保系统在使能信号作用下产生动作，关断打火保护器，从而起到对回旋行波管的打火保护；所述气体检测模块用于检测回旋行波管是否出气，并在检测到出气时，输出信号到控保系统，并由控保系统切断打火保护器，实现对回旋行波管的出气保护；
所述气体检测模块包括，钛泵电源、数据采集单元、数据平台和智能控制中心；所述钛泵电源用于向回旋行波管钛泵进行高压输出，并接收回旋行波管钛泵返回的钛泵电流，所述数据采集单元对钛泵电流进行采集，经数据平台传输给智能控制中心，智能控制中心根据电流信息，判断回旋行波管是否出气，并在出气时，控制钛泵电源输出信号给控保系统，并同步控制控保系统切断打火保护器，实现对回旋行波管的出气保护。
2.根据权利要求1所述的一种大功率毫米波测试过程中高效控制保护系统，其特征在于：所述功率检测模块包括信号源、前置放大器、耦合器、大功率计和小功率计；所述信号源用于产生微波信号，信号源的输出端与前置放大器连接，前置放大器的一路输出端经耦合器与小功率计连接，前置放大器的另一路输出端连接到回旋行波管的输入窗，所述大功率计连接到回旋行波管的输出窗。
3.根据权利要求1所述的一种大功率毫米波测试过程中高效控制保护系统，其特征在于：所述弧光检测模块包括圆波导弧光检测头、控制检测仪和报警显示器；
所述波导弧光检测头靠近回旋行波管的输出端进行安装，包括多个光敏传感器，每一个光敏传感器的输出端均与控制检测仪连接，控制检测仪的输出端与报警显示器连接；
光敏传感器用于对回旋行波管进行波导弧光打火检测，并在检测到亮光，通过对应的电平信号到控制检测仪；
所述控制检测仪，用于将对应的电平信号转换为关断信号，并生成同步使能信号，与关断信号一并发送给控保系统，控制控保系统在使能信号作用下产生动作，关断切断打火保护器，从而起到对回旋行波管的保护作用；同时，所述控制检测仪在电平达到设定阈值时，将对应的电压数值在报警显示器上显示，以达到报警作用。
4.根据权利要求3所述的一种大功率毫米波测试过程中高效控制保护系统，其特征在于：所述控制检测仪还与远程控制中心连接，将光敏传感器采集的信号传输到远端进行综合管控。
5.根据权利要求1～4中任意一项所述的一种大功率毫米波测试过程中高效控制保护系统的测试方法，其特征在于：包括功率测试步骤、打火保护步骤和出气保护步骤。
6.根据权利要求5所述的一种大功率毫米波测试过程中高效控制保护系统的测试方法，其特征在于：所述功率测试步骤包括：
信号源产生微波信号，经前置放大器放大后，一路微波信号经过耦合器的耦合进入小功率计，来测试输入的微波功率；另一路微波信号经输入窗进入回旋行波管，与管中的电子注进行注波互作用，电子注的能量交给微波，微波通过输出窗输出，经过耦合器进入大功率计中，测出输出功率。
7.根据权利要求5所述的一种大功率毫米波测试过程中高效控制保护系统的测试方法，其特征在于：所述打火保护步骤包括：
在功率检测的过程中，光敏传感器对回旋行波管进行波导弧光打火检测，并在检测到亮光，通过对应的电平信号到控制检测仪；控制检测仪将对应的电平信号分为三路；
对于第一路信号，控制检测仪将其转换为关断信号，生成同步使能信号，与关断信号一并发送给控保系统，控制控保系统在使能信号作用下产生动作，关断切断打火保护器，从而起到对回旋行波管的保护作用；
对于第二路信号，控制检测仪在电平达到设定阈值时，将其电压数值在报警显示器上显示，以达到报警作用；
对于第三路信号，控制检测仪将其传输到远端进行综合管控。
8.根据权利要求5所述的一种大功率毫米波测试过程中高效控制保护系统的测试方法，其特征在于：所述出气保护步骤包括：
在功率检测的过程中，钛泵电源向回旋行波管钛泵进行高压输出，并接收回旋行波管钛泵返回的钛泵电流，数据采集单元对钛泵电流进行采集，经数据平台传输给智能控制中心，智能控制中心根据电流信息，判断回旋行波管是否出气，并在出气时，控制钛泵电源输出信号给控保系统，并同步控制控保系统切断打火保护器，实现对回旋行波管的出气保护。
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Granted publication date: 20200904

Termination date: 20210927

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