CN113848357A - 一种提高微波功率计温度补偿测量准确度的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种提高微波功率计温度补偿测量准确度的方法及系统，包括：在多路开关的每个路径下，获取预选取的温度补偿功率点的标准功率，根据标准功率和信号源输出功率的对应关系构建定标规则；根据待补偿微波功率计的探头所在路径，采用对应路径的定标规则调整信号源输出功率，根据调整后的信号源输出功率，获取待补偿微波功率计的探头在当前温度的补偿校准值。对每个路径进行标定，通过调整信号源输出功率，保证进入微波功率计的功率值是准确的，且消除由于各个开关路径的差异性而引入的误差，提高微波功率计温度补偿测量准确度，提高补偿效率。

Description

一种提高微波功率计温度补偿测量准确度的方法及系统

技术领域

本发明涉及温度补偿技术领域，特别是涉及一种提高微波功率计温度补偿测量准确度的方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

由于峰值探头的检波电路以及检波后的对数放大器都是温度敏感器件，从而导致相同的输入功率在不同温度下测量的ADC(Analog to Digital Converter)值偏差很大。为了解决这种偏差，就必须对微波功率探头进行温度补偿。

现有的微波功率探头温度补偿系统采用功分法，如在中国专利CN107561355A中，公开了通过计算机、信号源、功分器、标准功率计和程控多路开关的方式建立温度补偿系统，通过标准功率计保证输出到多路开关的功率值不变。

但是，由于多路开关各个路径的差异性，会导致经过多路开关各个路径进入微波功率探头的功率值不一致，也就是进入微波功率探头的功率值会受到多路开关各个路径差异的影响，功分法未将该差异进行补偿，导致最大会有接近1.5dB的差值，从而导致温度补偿数据存在一定的误差，从而影响微波功率计温度响应的测量准确度，准确度差，全温范围内的功率测量准确度±0.2dB。

再者，在温度点下，采集各个标准功率点的数据时，都需要标准功率计进行实时逼近，补偿时间长、效率低，在一次补偿10个探头的情况下数据采集时间4小时左右。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种提高微波功率计温度补偿测量准确度的方法及系统，对每个路径进行标定，通过调整信号源输出功率，保证进入微波功率计的功率值是准确的，且消除由于各个开关路径的差异性而引入的误差，提高微波功率计温度补偿测量准确度，提高补偿效率。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明提供一种提高微波功率计温度补偿测量准确度的方法，其特征在于，所述微波功率计连接多路开关，信号源输出功率经多路开关传输至微波功率计，以获取温度补偿校准值；所述获取温度补偿校准值包括：

在多路开关的每个路径下，获取预选取的温度补偿功率点的标准功率，根据标准功率和信号源输出功率的对应关系构建定标规则；

根据待补偿微波功率计的探头所在路径，采用对应路径的定标规则调整信号源输出功率，根据调整后的信号源输出功率，获取待补偿微波功率计在当前温度的补偿校准值。

作为可选择的实施方式，根据预选取的温度补偿功率点的标准功率和对应路径的信号源输出功率的一一对应关系，确定在标准功率下的信号源输出功率值的大小，以此构建定标规则。

作为可选择的实施方式，采用对应路径的定标规则补偿信号源输出功率的过程包括，基于定标规则，将标准功率计连接至多路开关的输出端，根据温度补偿功率点在标准功率计下的大小去调整信号源的输出，确保多路开关的输出功率与标准功率值一致，以保证温度补偿功率点下的功率值的准确性。

作为可选择的实施方式，获取预选取的温度补偿功率点的标准功率的过程包括，所述多路开关的每个路径连接标准功率计，在多路开关的每个路径下，通过标准功率计获取预选取的温度补偿功率点的标准功率值。

作为可选择的实施方式，待补偿微波功率计的探头在当前温度的补偿校准值均采样完成后，构建每个路径下对应的待补偿微波功率计的温度补偿校准表格，并将温度补偿校准表格下载到对应的待补偿微波功率计中。

第二方面，本发明提供一种提高微波功率计温度补偿测量准确度的系统，包括：待补偿微波功率计、标准功率计、多路开关和信号源；

所述标准功率计与多路开关连接，所述标准功率计获取多路开关每个路径下温度补偿功率点的标准功率，以根据标准功率和信号源输出功率构建定标规则；

所述信号源的输出端通过多路开关与待补偿微波功率计的探头连接，信号源输出功率经定标规则调整后传输至微波功率计。

作为可选择的实施方式，所述系统还包括高低温试验箱，所述待补偿微波功率计的探头置于高低温试验箱内，所述高低温试验箱用于保证微波功率计的探头获得所需补偿温度点的温度环境。

作为可选择的实施方式，所述系统还包括补偿功率计，所述补偿功率计通过多芯电缆与待补偿微波功率计的探头分别连接。

作为可选择的实施方式，所述系统还包括计算机和补偿功率计，所述计算机通过GPIB与补偿功率计进行通信。

作为可选择的实施方式，所述系统还包括计算机和高低温试验箱，所述计算机通过RS232串口与高低温试验箱连接，自动控制高低温试验箱进行温度变化。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明的一种提高微波功率计温度补偿测量准确度的方法及系统，提高了微波功率计温度补偿测量准确度，消除由温度补偿数据误差而影响的测量准确度，提高补偿效率。

本发明的一种提高微波功率计温度补偿测量准确度的方法及系统中，采用定标方法，对每个路径进行标定，保证进入微波功率计的功率值是准确的，且消除由于各个开关路径的差异性而引入的误差，在全温范围的测量准确度更高，大约为±0.1dB。

本发明的一种提高微波功率计温度补偿测量准确度的方法及系统中，采用定标方法，只需要在温度补偿前进行一次标定并存入表格，后续每个温度点下的数据采集只需要调用该表格即可，无需每次都采用标准功率计，缩短了由于功分法在每个温度点下都需要实时逼近而浪费的时间，在一次补偿10个探头的情况下，数据采集时间为2小时左右，相对于功分法，温度补偿过程效率更高。

本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为现有的基于功分法的温度补偿系统示意图；

图2为本发明实施例2提供的一种提高微波功率计温度补偿测量准确度的系统示意图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例1

根据背景技术所述，现有的微波功率探头温度补偿系统采用功分法，如图1所示，温度补偿系统包括：若干需要补偿的峰值功率探头、高低温试验箱、程控多路开关、功分器、补偿功率计、标准功率计、信号源和计算机；若干补偿探头置于高低温试验箱内，功分器的输入端连接信号源，功分器的一个输出端通过程控多路开关与高低温试验箱内的若干需要补偿的峰值功率探头分别连接，功分器的另一个输出端连接标准功率计；补偿功率计通过多芯电缆与若干补偿探头分别连接；计算机通过GPIB与补偿功率计进行通信。

其温度补偿方法为，信号源的输出功率经功分器后，保证标准功率计与补偿功率计输入功率相等，调节信号源的输出，通过读取标准功率计的大小来逼近补偿功率点，最终确定信号源的输出值，此时补偿功率计的输入值即为补偿功率点；待信号源输出和补偿功率计测量稳定，计算机用GPIB与补偿功率计进行通信，读取当前的温度ADC值和当前功率点的采样ADC值。也就是通过标准功率计保证信号源输出到多路开关的功率值不变。

但是，由于多路开关各个路径的差异性，会导致经过多路开关各个路径进入微波功率探头的功率值不一致，也就是进入微波功率探头的功率值会受到多路开关各个路径差异的影响，而上述功分法未将该差异进行补偿。而且对于每个温度点，每次数据的采集都需要标准功率计进行实时逼近，补偿时间长。

针对上述技术问题，本实施例提供一种提高微波功率计温度补偿测量准确度的方法，所述微波功率计连接多路开关，信号源输出功率经多路开关传输至微波功率计，以获取温度补偿校准值；所述获取温度补偿校准值包括：

在多路开关的每个路径下，获取预选取的温度补偿功率点的标准功率，根据标准功率和信号源输出功率的对应关系构建定标规则；

根据待补偿微波功率计的探头所在路径，采用对应路径的定标规则调整信号源输出功率，根据调整后的信号源输出功率，获取待补偿微波功率计在当前温度的补偿校准值。

在本实施例中，若干个微波功率计的探头连接程控多路开关，所述程控多路开关的每个路径连接标准功率计，在每个路径下，选取预设的温度补偿功率点，通过标准功率计获取温度补偿功率点的标准功率值；

同时获取程控多路开关每个路径输入的功率值，即信号源输出功率值，构建温度补偿功率点的标准功率值和信号源输出功率值的一一对应关系，得到定标规则。

在本实施例中，根据待补偿微波功率计的探头确定待补偿温度点，待达到平衡时间后，采用对应路径的定标规则调整信号源输出功率，从而在调整后的信号源输出功率下，依次获取每个路径下待补偿微波功率计的探头采集到的标准采样值。

优选地，采用对应路径的定标规则调整信号源输出功率具体包括：由于多路开关每个路径均存在不同的差异，若多路开关的输入功率值为0dBm，那么依次经过第一路径、第二路径…后，该功率值会衰减，而由于路径间的差异性，衰减率会不同，也会导致温度补偿功率点的功率值不准确；

那么，本实施例首先获取预选取的温度补偿功率点的标准功率值以及对应路径的信号源输出功率值，根据其一一对应的关系，确定在标准功率值下的信号源输出功率值的大小；比如，温度补偿点要输出2dBm的功率值，那么该功率值是准确的，以此倒推出对应的信号源输出功率值的大小即可，能够保证温度补偿功率点的功率值是准确的；

如第一路径的衰减率是2dB，第二路径的衰减率是3dB，那么，第一路径对应的信号源输出功率值应为0dBm，第二路径对应的信号源输出功率值应为-1dBm；在后续的测量中，就直接根据标准功率值下对应的信号源输出功率值的大小去调整多路开关的输入功率，即可得到准确的温度补偿点的功率值，解决了各个路径差异的问题。

优选地，采用上述方式，将标准功率值与对应的信号源输出功率值建立对应关系后，只需最初始的一次标定即可，后续均可调用该规则进行调整。

优选地，若要改变温度补偿功率点，或要改变温度补偿功率点的标准功率值，则需重新标定一次。

优选地，可以根据温度补偿功率点的标准功率值和初始信号源输出功率值的差值，倒推出对应的准确的信号源输出功率值的大小。

优选地，本实施例设置平衡时间为30分钟，由于微波功率计在进行温度补偿时需要采集多个(如7个)不同温度点的数据，并且在设完每个温度点后需要平衡30分钟。

优选地，为了提高效率，缩短所有微波功率计的温度补偿时间，本实施例一次可以补偿多个微波功率计的探头，通过程控多路开关进行分时选择哪个接入信号源，进行数据的采集。

在本实施例中，所有待补偿微波功率计的探头均采样完成后，生成每个路径下对应微波功率计的温度补偿校准表格，并将该表格下载到对应微波功率计的EEPROM中。

本实施例采用定标方法，对每个路径进行标定，保证进入微波功率计的功率值是准确的，且消除由于各个开关路径的差异性而引入的误差，本实施例的方法在全温范围的测量准确度更高，大约为±0.1dB。

同时，本实施例采用定标方法，只需要在温度补偿前进行一次标定并存入表格，后续每个温度点下的数据采集只需要调用该表格即可，无需每次都采用标准功率计，缩短了由于功分法在每个温度点下都需要实时逼近而浪费的时间，本实施例的方法在一次补偿10个探头的情况下，数据采集时间为2小时左右，相对于功分法，温度补偿过程效率更高。

实施例2

如图2所示，本实施例提供一种提高微波功率计温度补偿测量准确度的系统，包括：若干待补偿微波功率计的探头、高低温试验箱、程控多路开关、补偿功率计、标准功率计、信号源和计算机；

所述若干待补偿微波功率计的探头置于高低温试验箱内，所述信号源的输出端通过程控多路开关与高低温试验箱内的若干待补偿微波功率计的探头分别连接，所述标准功率计与程控多路开关连接，并获取程控多路开关每个路径下温度补偿功率点的标准功率值；所述补偿功率计通过多芯电缆与若干待补偿微波功率计的探头分别连接；计算机通过GPIB与补偿功率计进行通信。

在本实施例中，所述计算机通过RS232串口与高低温试验箱连接，自动控制高低温试验箱进行温度变化，无需人工干预。

其中，计算机用于程控信号源、标准功率计、补偿功率计、多路开关、高低温试验箱，自动完成微波功率计的温度补偿过程；

信号源的输出的是连续波功率值，其输出大小由标准功率计决定；

标准功率计用于保证信号源输出所需补偿功率点的功率值；

补偿功率计用于读取微波功率计的探头的各补偿功率点在不同温度下的温度ADC值和电压ADC值；

程控多路开关用于分时选择哪个微波功率计的探头接入信号源的输出；

高低温试验箱用于保证微波功率计的探头获得所需补偿温度点的温度环境。

在本实施例中，信号源直接连接程控多路开关，通过调整信号源的输出功率，以补偿由于程控多路开关不同路径的差异。

在本实施例中，提高微波功率计温度补偿测量准确度系统的补偿方法采用实施例1所述的方法，在此不再赘述。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种提高微波功率计温度补偿测量准确度的方法，其特征在于，所述微波功率计连接多路开关，信号源输出功率经多路开关传输至微波功率计，以获取温度补偿校准值；所述获取温度补偿校准值包括：

在多路开关的每个路径下，获取预选取的温度补偿功率点的标准功率，根据标准功率和信号源输出功率的对应关系构建定标规则；

根据待补偿微波功率计的探头所在路径，采用对应路径的定标规则调整信号源输出功率，根据调整后的信号源输出功率，获取待补偿微波功率计在当前温度的补偿校准值。

2.如权利要求1所述的一种提高微波功率计温度补偿测量准确度的方法，其特征在于，根据预选取的温度补偿功率点的标准功率和对应路径的信号源输出功率的一一对应关系，确定在标准功率下的信号源输出功率值的大小，以此构建定标规则。

3.如权利要求2所述的一种提高微波功率计温度补偿测量准确度的方法，其特征在于，采用对应路径的定标规则补偿信号源输出功率的过程包括，基于定标规则，将标准功率计连接至多路开关的输出端，根据温度补偿功率点在标准功率计下的大小去调整信号源的输出，确保多路开关的输出功率与标准功率值一致。

4.如权利要求1所述的一种提高微波功率计温度补偿测量准确度的方法，其特征在于，获取预选取的温度补偿功率点的标准功率的过程包括，所述多路开关的每个路径连接标准功率计，在多路开关的每个路径下，通过标准功率计获取预选取的温度补偿功率点的标准功率值。

5.如权利要求1所述的一种提高微波功率计温度补偿测量准确度的方法，其特征在于，待补偿微波功率计的探头在当前温度的补偿校准值均采样完成后，构建每个路径下对应的待补偿微波功率计的温度补偿校准表格，并将温度补偿校准表格下载到对应的待补偿微波功率计中。

6.一种提高微波功率计温度补偿测量准确度的系统，其特征在于，包括：待补偿微波功率计、标准功率计、多路开关和信号源；

所述标准功率计与多路开关连接，所述标准功率计获取多路开关每个路径下温度补偿功率点的标准功率，以根据标准功率和信号源输出功率构建定标规则；

所述信号源的输出端通过多路开关与待补偿微波功率计的探头连接，信号源输出功率经定标规则调整后传输至微波功率计。

7.如权利要求6所述的一种提高微波功率计温度补偿测量准确度的系统，其特征在于，所述系统还包括高低温试验箱，所述待补偿微波功率计的探头置于高低温试验箱内，所述高低温试验箱用于保证微波功率计的探头获得所需补偿温度点的温度环境。

8.如权利要求6所述的一种提高微波功率计温度补偿测量准确度的系统，其特征在于，所述系统还包括补偿功率计，所述补偿功率计通过多芯电缆与待补偿微波功率计的探头分别连接。

9.如权利要求6所述的一种提高微波功率计温度补偿测量准确度的系统，其特征在于，所述系统还包括计算机和补偿功率计，所述计算机通过GPIB与补偿功率计进行通信。

10.如权利要求6所述的一种提高微波功率计温度补偿测量准确度的系统，其特征在于，所述系统还包括计算机和高低温试验箱，所述计算机通过RS232串口与高低温试验箱连接，自动控制高低温试验箱进行温度变化。

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