CN109725244A - 一种大功率脉冲行波管幅相一致性的测量系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大功率脉冲行波管幅相一致性的测量系统，包括：负载，用于吸收行波管输出功率；第一耦合器，用于耦合输出功率并反馈给矢量网络分析仪；第二耦合器，用于检测和反馈输入端反向耦合参数；第三耦合器，用于检测和反馈输入端正向耦合参数；功率放大器，用于行波管前级放大；脉冲信号发生器，用于发生脉冲波形以触发行波管进行脉冲模式工作；矢量网络分析仪，用于触发和接收信号以及对行波管进行幅相一致性的测量。本发明可测试的脉冲宽度限制较小，无论脉冲宽度分布的多宽，大多数频谱分量都会被滤除掉，只剩下中心频谱分量，并且测试的动态范围较宽。

Description

一种大功率脉冲行波管幅相一致性的测量系统

技术领域

本发明涉及通信、电磁兼容及雷达发射机领域，更具体地说，特别涉及一种大功率脉冲行波管幅相一致性的测量系统。

背景技术

现代电子战、超宽频带高功率相控阵雷达、强力干扰机、微波能武器等的快速发展对高功率微波源提出了更高的要求。宽频带高功率器件成为主要研究对象。由于宽频带和高功率存在不可克服的矛盾，采用大功率连续波宽带行波管作为阵列单元末级放大器，通过功率合成技术成为获得宽频带高功率微波源的主要手段。在脉冲行波管功率合成技术中，行波管幅相一致性的测量的准确性十分重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大功率脉冲行波管幅相一致性的测量系统，可测试的脉冲宽度限制较小、能滤除噪声频谱分量保留中心频谱分量、测试的动态范围较宽。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种大功率脉冲行波管幅相一致性的测量系统，包括：

负载，用于吸收行波管输出功率；

第一耦合器，用于耦合输出功率并反馈给矢量网络分析仪；

第二耦合器，用于检测和反馈输入端反向耦合参数；

第三耦合器，用于检测和反馈输入端正向耦合参数；

功率放大器，用于行波管前级放大；

脉冲信号发生器，用于发生脉冲波形以触发行波管进行脉冲模式工作；

矢量网络分析仪，用于触发和接收信号以及对行波管进行幅相一致性的测量；

所述矢量网络分析仪的端口输出设置为外稳幅通道和接收机稳幅，所述矢量网络分析仪的PORT1端口连接功率放大器，所述功率放大器、第三耦合器、第二耦合器、行波管、第一耦合器和负载依次连接，所述第三耦合器与矢量网络分析仪的R1接收机连接，所述第二耦合器与矢量网络分析仪的A1接收机连接，所述行波管还通过脉冲信号发生器与矢量网络分析仪连接，所述第一耦合器与矢量网络分析仪的PORT2端口连接。

进一步地，所述负载采用大功率脉冲负载。

进一步地，所述功率放大器为前级固态放大器。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明提供的一种大功率脉冲行波管幅相一致性的测量系统，在测量过程中，矢量网络分析仪的PORT1口输出小功率信号，经功率放大器和行波管放大后从第一耦合器的端口把输出功率的耦合参数反馈到矢量网络分析仪的PORT2端口，经过分析后，由矢量网络分析仪得到测试结果。本发明可测试的脉冲宽度限制较小，无论脉冲宽度分布的多宽，大多数频谱分量都会被滤除掉，只剩下中心频谱分量，矢量网络分析仪窄带检测模式下可测最窄脉宽为33ns，并且测试的动态范围较宽。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一个实施例中大功率脉冲行波管幅相一致性的测量系统的框架图。

图2是本发明一个实施例中进行4～8GHz脉冲行波管幅相一致性测量结果图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

如图1所示，本实施例提供一种大功率脉冲行波管幅相一致性的测量系统，包括：

负载1，用于吸收行波管3输出功率；

第一耦合器2，用于耦合输出功率并反馈给矢量网络分析仪8；

第二耦合器4，用于检测和反馈输入端反向耦合参数；

第三耦合器5，用于检测和反馈输入端正向耦合参数；

功率放大器6，用于行波管3前级放大；

脉冲信号发生器7，用于发生脉冲波形以触发行波管3进行脉冲模式工作；

矢量网络分析仪8，用于触发和接收信号以及对行波管进行幅相一致性的测量；

其中，所述的矢量网络分析仪8的端口输出设置为外稳幅通道和接收机稳幅，矢量网络分析仪8的PORT1端口连接功率放大器6，功率放大器6、第三耦合器5、第二耦合器4、行波管3、第一耦合器2和负载1依次连接，第三耦合器5与矢量网络分析仪8的R1接收机连接，第二耦合器4与矢量网络分析仪8的A1接收机连接，行波管3还通过脉冲信号发生器7与矢量网络分析仪8连接，第一耦合器2与矢量网络分析仪8的PORT2端口连接。

本发明主要是利用矢量网络分析仪灵活的跳线结构进行源功率扩展，在功率放大器6后放置第三定向耦合器5，把耦合端口信号接入到R1接收机，将矢量网络分析仪8的端口输出设置为外稳幅通道和接收机稳幅，然后将功率放大器6输出端口进行S参数校准。

本发明在测量过程中，矢量网络分析仪8的PORT1口输出小功率信号，经功率放大器6和行波管3放大后从第一耦合器2的端口把输出功率的耦合参数反馈到矢量网络分析仪8的PORT2端口，经过分析后，由矢量网络分析仪8得到测试结果。

本发明可测试的脉冲宽度限制较小，无论脉冲宽度分布的多宽，大多数频谱分量都会被滤除掉，只剩下中心频谱分量，并且测试的动态范围较宽。

所述的负载1采用大功率脉冲负载。

所述的功率放大器6为前级固态放大器。

所述的第二耦合器4为反向耦合器，第三耦合器5为正向耦合器。

所述的矢量网络分析仪8采用PNA-X型号，。

下面通过具体实施例对本发明作进一步描述：

为了保证频率和功率的测试准确度，应该选用精度较高的矢量网络分析仪，例如PNA-X型号，在窄带检测模式下可测最窄脉宽为33ns，并且正确的搭建测试系统如图1所示，既要保证矢量网络分析仪的安全，又要保证矢量网络分析仪的测试精度。在搭建测试系统前首先要了解矢量网络分析仪的如下表1的技术指标：

表1

本实施例选择两只脉冲行波管进行测试，行波管指标为：频率范围4～8GHz、输入等激励1W、脉冲直流偏置、输出平均功率＞200W、峰值功率＞2KW。测量结果如图2所示，在4～8GHz频带内，该脉冲行波管的相位一致性为±20o，符合测试的预期和使用要求。

虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是专利所有者可以在所附权利要求的范围之内做出各种变形或修改，只要不超过本发明的权利要求所描述的保护范围，都应当在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种大功率脉冲行波管幅相一致性的测量系统，其特征在于，包括：

负载，用于吸收行波管输出功率；

第一耦合器，用于耦合输出功率并反馈给矢量网络分析仪；

第二耦合器，用于检测和反馈输入端反向耦合参数；

第三耦合器，用于检测和反馈输入端正向耦合参数；

功率放大器，用于行波管前级放大；

脉冲信号发生器，用于发生脉冲波形以触发行波管进行脉冲模式工作；

矢量网络分析仪，用于触发和接收信号以及对行波管进行幅相一致性的测量；

所述矢量网络分析仪的端口输出设置为外稳幅通道和接收机稳幅，所述矢量网络分析仪的PORT1端口连接功率放大器，所述功率放大器、第三耦合器、第二耦合器、行波管、第一耦合器和负载依次连接，所述第三耦合器与矢量网络分析仪的R1接收机连接，所述第二耦合器与矢量网络分析仪的A1接收机连接，所述行波管还通过脉冲信号发生器与矢量网络分析仪连接，所述第一耦合器与矢量网络分析仪的PORT2端口连接。

2.根据权利要求1所述的大功率脉冲行波管幅相一致性的测量系统，其特征在于，所述负载采用大功率脉冲负载。

3.根据权利要求1所述的大功率脉冲行波管幅相一致性的测量系统，其特征在于，所述功率放大器为前级固态放大器。