CN117949727A - 微波波长检测装置以及微波输出设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种微波波长检测装置以及微波输出设备，涉及微波技术领域。微波波长检测装置包括第一获取单元、第二获取单元以及减法单元。第一获取单元用于得到第一运算信号；第二获取单元用于得到第二运算信号；减法单元用于对第一运算信号与第二运算信号进行减法运算，以得到指示信号；其中，第二获取点以第一获取点为起始位置，沿目标导体的长度方向逐渐移动，第二获取单元得到多个第二运算信号，减法单元对第一运算信号与每个第二运算信号进行减法运算，而得到多个指示信号；其中，在指示信号达到极值或为零时，第一获取点与第二获取点之间的距离用于得到微波在目标导体中的波长。本申请可检测微波在目标导体中的波长。

Description

微波波长检测装置以及微波输出设备

技术领域

本申请涉及微波技术领域，尤其涉及一种微波波长检测装置以及具有所述微波波长检测装置的微波输出设备。

背景技术

微波（Microwave）是指频率在300MHz-300GH之间的电磁波，微波频率比一般的无线电波频率更高，通常也称为“超高频电磁波”。而微波的波长在1m～0.1mm之间，包括分米波、厘米波、毫米波以及亚毫米波，但是，微波在铜、铁、铝等不同导体中传输的波长并不相同，目前也很难确定微波在某一导体中的波长，因此，如何检测微波在目标导体中的波长，成为了需要考虑的问题。

发明内容

本申请提供一种微波波长检测装置以及微波输出设备，可检测微波在目标导体中的波长。

第一方面，提供一种微波波长检测装置，用于检测微波在目标导体中的波长，所述微波波长检测装置包括第一获取单元、第二获取单元以及减法单元。所述第一获取单元与所述目标导体连接，用于当所述微波在所述目标导体中传输时，获取所述目标导体在第一获取点处的第一电压信号，并将所述第一电压信号转换为第一运算信号；所述第二获取单元与所述目标导体连接，用于当所述微波在所述目标导体中传输时，获取所述目标导体在第二获取点处的第二电压信号，并将所述第二电压信号转换为第二运算信号；所述减法单元与所述第一获取单元和所述第二获取单元分别连接，用于对所述第一运算信号与所述第二运算信号进行减法运算，以得到第三运算信号，并将所述第三运算信号转换为指示信号；其中，所述第二获取点以所述第一获取点为起始位置，沿所述目标导体的长度方向逐渐移动，以使得所述第二获取点与所述第一获取点的相对位置发生变化，所述第二获取单元获取移动过程中处于多个不同位置处的第二获取点的多个第二电压信号，并将所述多个第二电压信号分别转换为多个第二运算信号，所述减法单元对所述第一运算信号与每个第二运算信号进行减法运算，而得到多个第三运算信号，并将所述多个第三运算信号分别转换为多个指示信号；其中，在所述指示信号达到极值或为零时，所述第一获取点与所述第二获取点之间的距离用于得到所述微波在所述目标导体中的波长。

在一种可能的实施方式中，所述指示信号的极值为最大绝对值，在所述指示信号第N次达到极值时，所述微波在所述目标导体中的波长为2/(2N-1)倍的所述第一获取点与所述第二获取点之间的距离，或者在所述指示信号第J次为零时，所述微波在所述目标导体中的波长为1/(J-1)倍的所述第一获取点与所述第二获取点之间的距离，其中，N、J均为整数，且N≥1，J≥2。

在一种可能的实施方式中，所述目标导体的长度方向包括第一方向和第二方向，所述第一方向与所述微波在所述目标导体中的传输方向相同，所述第二方向与所述微波在所述目标导体的传输方向相反；其中，所述第二获取点以所述第一获取点为起始位置，沿所述第一方向或所述第二方向逐渐移动。

在一种可能的实施方式中，所述第一获取单元包括第一电压传感器、第一整流模块以及第一除法器，所述第一电压传感器与所述第一获取点连接，所述第一整流模块与所述第一电压传感器连接，所述第一除法器与所述第一电压传感器和所述第一整流模块分别连接，所述第一除法器并与所述减法单元连接；其中，所述第一电压传感器用于获取所述目标导体在所述第一获取点处的所述第一电压信号，所述第一整流模块用于接收所述第一电压信号，并获取第一电压幅值，所述第一除法器用于接收所述第一电压信号和所述第一电压幅值，并将所述第一电压信号除以所述第一电压幅值后输出所述第一运算信号。

在一种可能的实施方式中，所述第二获取单元包括第二电压传感器、第二整流模块以及第二除法器，所述第二电压传感器与所述第二获取点连接，且所述第二电压传感器与所述目标导体的连接点沿所述目标导体的长度方向移动，以使得所述第二获取单元沿所述目标导体的长度方向移动，所述第二整流模块与所述第二电压传感器连接，所述第二除法器与所述第二电压传感器和所述第二整流模块分别连接，所述第二除法器并与所述减法单元连接；其中，所述第二电压传感器用于获取所述目标导体在所述第二获取点处的所述第二电压信号，所述第二整流模块用于接收所述第二电压信号，并获取第二电压幅值，所述第二除法器用于接收所述第二电压信号和所述第二电压幅值，并将所述第二电压信号除以所述第二电压幅值后输出所述第二运算信号。

在一种可能的实施方式中，所述减法单元包括减法器以及第三整流模块，所述减法器与所述第一获取单元和所述第二获取单元分别连接，所述第三整流模块与所述减法器连接；其中，所述减法器用于对输入的所述第一运算信号与所述第二运算信号进行减法运算，以得到所述第三运算信号，所述第三整流模块用于接收所述第三运算信号，并获取第三运算信号的幅值，所述第三运算信号的幅值为所述指示信号。

在一种可能的实施方式中，所述微波波长检测装置还包括控制单元，所述控制单元至少与所述减法单元连接；其中，所述控制单元至少用于接收所述指示信号，并在所述指示信号达到极值或为零时，至少基于所述第一获取点与所述第二获取点之间的距离计算得到所述微波在所述目标导体中的波长。

在一种可能的实施方式中，所述控制单元还用于接收所述减法单元在所述第二获取点位于起始位置而与所述第一获取点重合时输出的所述指示信号，并确定所述指示信号是否为零，以及在所述指示信号不为零时，产生报警信号。

在一种可能的实施方式中，所述目标导体包括相对的输入端和输出端，所述输入端用于输入微波，所述输出端用于输出微波；所述微波波长检测装置还包括电能消耗单元，所述电能消耗单元与所述控制单元连接，所述电能消耗单元并可选择地连接于所述输出端与地之间，所述电能消耗单元用于在检测所述微波在所述目标导体中的波长时与所述输出端连接，以消耗微波的电能，并在停止检测所述微波在所述目标导体中的波长时与所述输出端断开，所述控制单元还用于控制所述电能消耗单元与所述输出端的连接或断开。

第二方面，还提供一种微波输出设备，所述微波输出设备包括微波波长检测装置、微波发生器以及目标导体，所述微波发生器的输出端用于通过所述目标导体与负载连接，以向所述负载输出微波，所述微波波长检测装置用于检测所述微波发生器输出的微波在所述目标导体中的波长。所述微波波长检测装置包括第一获取单元、第二获取单元以及减法单元。所述第一获取单元与所述目标导体连接，用于当所述微波在所述目标导体中传输时，获取所述目标导体在第一获取点处的第一电压信号，并将所述第一电压信号转换为第一运算信号；所述第二获取单元与所述目标导体连接，用于当所述微波在所述目标导体中传输时，获取所述目标导体在第二获取点处的第二电压信号，并将所述第二电压信号转换为第二运算信号；所述减法单元与所述第一获取单元和所述第二获取单元分别连接，用于对所述第一运算信号与所述第二运算信号进行减法运算，以得到第三运算信号，并将所述第三运算信号转换为指示信号；其中，所述第二获取点以所述第一获取点为起始位置，沿所述目标导体的长度方向逐渐移动，以使得所述第二获取点与所述第一获取点的相对位置发生变化，所述第二获取单元获取移动过程中处于多个不同位置处的第二获取点的多个第二电压信号，并将所述多个第二电压信号分别转换为多个第二运算信号，所述减法单元对所述第一运算信号与每个第二运算信号进行减法运算，而得到多个第三运算信号，并将所述多个第三运算信号分别转换为多个指示信号；其中，在所述指示信号达到极值或为零时，所述第一获取点与所述第二获取点之间的距离用于得到所述微波在所述目标导体中的波长。

本申请的微波波长检测装置以及微波输出设备，通过设置第一获取单元获取目标导体在第一获取点处的第一电压信号，并将第一电压信号转换为第一运算信号，设置第二获取单元获取目标导体在第二获取点处的第二电压信号，并将第二电压信号转换为第二运算信号，以及设置对第一运算信号与第二运算信号进行减法运算，以得到第三运算信号，并将第三运算信号转换为指示信号，并通过配置第二获取点以第一获取点为起始位置，沿目标导体的长度方向逐渐移动，以得到多个指示信号，在指示信号达到极值或为零时，第一获取点与第二获取点之间的距离能够得到微波在目标导体中的波长，以便捷、准确地满足微波在目标导体中的波长检测需求。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或背景技术中的技术方案，下面将对本申请实施例或背景技术中所需要使用的附图进行说明。

图1为本申请一实施例中的微波波长检测装置的方框示意图。

图2为本申请一实施例中的微波波长检测装置示意出第三运算信号的方框示意图。

图3为本申请一实施例中的微波波长检测装置的电路示意图。

图4为本申请一实施例中的减法单元的电路示意图。

图5为本申请另一实施例中的微波波长检测装置的方框示意图。

图6为本申请一实施例中的微波输出设备的方框示意图。

附图标记说明：1000、微波输出设备，10、微波波长检测装置，100、第一获取单元，110、第一电压传感器，R1、第一电阻，R2、第二电阻，120、第一整流模块，D1、第一二极管，C1、第一电容，130、第一除法器，VP1、第一电压幅值，OP1、第一运算信号，200、第二获取单元，210、第二电压传感器，R3、第三电阻，R4、第四电阻，220、第二整流模块，D2、第二二极管，C2、第二电容，230、第二除法器，VP2、第二电压幅值，OP2、第二运算信号，300、减法单元，310、减法器，320、第三整流模块，D3、第三二极管，C3、第三电容，R5、第五电阻，OP3、第三运算信号，PS、指示信号，400、控制单元，500、距离检测单元，600、电能消耗单元，S1、第一开关，RL、耗能电阻，700、执行单元，800、显示单元，20、目标导体，A、第一获取点，V1、第一电压信号，B、第二获取点，V2、第二电压信号，X1、第一方向，X2、第二方向，21、输入端，22、输出端，30、微波发生器，31、微波发生器的输出端，GND、地，2000、负载。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

以下，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

此外，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、产品或服务器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。

请一并参阅图1、图2，图1为本申请一实施例中的微波波长检测装置的方框示意图，图2为本申请一实施例中的微波波长检测装置示意出第三运算信号的方框示意图。如图1、图2所示，本申请提供一种微波波长检测装置10，用于检测微波在目标导体20中的波长，微波波长检测装置10包括第一获取单元100、第二获取单元200以及减法单元300。第一获取单元100与目标导体20连接，用于当微波在目标导体20中传输时，获取目标导体20在第一获取点A处的第一电压信号V1，并将第一电压信号V1转换为第一运算信号OP1；第二获取单元200与目标导体20连接，用于当微波在目标导体20中传输时，获取目标导体20在第二获取点B处的第二电压信号V2，并将第二电压信号V2转换为第二运算信号OP2；减法单元300与第一获取单元100和第二获取单元200分别连接，用于对第一运算信号OP1与第二运算信号OP2进行减法运算，以得到第三运算信号OP3，并将第三运算信号OP3转换为指示信号PS；其中，第二获取点B以第一获取点A为起始位置，沿目标导体20的长度方向逐渐移动，以使得第二获取点B与第一获取点A的相对位置发生变化，第二获取单元200获取移动过程中处于多个不同位置处的第二获取点B的多个第二电压信号V2，并将多个第二电压信号V2分别转换为多个第二运算信号OP2，减法单元300对第一运算信号OP1与每个第二运算信号OP2进行减法运算，而得到多个第三运算信号OP3，并将多个第三运算信号OP3分别转换为多个指示信号PS；其中，在指示信号PS达到极值或为零时，第一获取点A与第二获取点B之间的距离用于得到微波在目标导体20中的波长。

从而，本申请中的上述微波波长检测装置10，通过设置第一获取单元100获取目标导体20在第一获取点A处的第一电压信号V1，并将第一电压信号V1转换为第一运算信号OP1，设置第二获取单元200获取目标导体20在第二获取点B处的第二电压信号V2，并将第二电压信号V2转换为第二运算信号OP2，以及设置对第一运算信号OP1与第二运算信号OP2进行减法运算，以得到第三运算信号OP3，并将第三运算信号OP3转换为指示信号PS，并通过配置第二获取点B以第一获取点A为起始位置，沿目标导体20的长度方向逐渐移动，以得到多个指示信号PS，在指示信号PS达到极值或为零时，第一获取点A与第二获取点B之间的距离能够得到微波在目标导体20中的波长，以便捷、准确地满足微波在目标导体20中的波长检测需求。

如图1、图2所示，第一获取点A与第二获取点B之间的距离为d。

在一个或多个实施例中，第一获取点A可以根据具体需要设置，第二获取点B可以根据具体需要移动，只要第二获取点B的移动过程中，指示信号PS能够达到极值或为零即可。即，第一获取点A与目标导体20的其中一端的距离至少应大于等于微波在目标导体20中的波长的1/2。

在一个或多个实施例中，指示信号PS的极值为最大绝对值，在指示信号PS第N次达到极值时，微波在目标导体20中的波长为2/(2N-1)倍的第一获取点A与第二获取点B之间的距离，或者在指示信号PS第J次为零时，微波在目标导体20中的波长为1/(J-1)倍的第一获取点A与第二获取点B之间的距离，其中，N、J均为整数，且N≥1，J≥2。

从而，本申请中的上述微波波长检测装置10，在指示信号PS达到极值时，微波在目标导体20中的波长与第一获取点A与第二获取点B之间的距离的关系为微波在目标导体20中的波长为2/(2N-1)倍的第一获取点A与第二获取点B之间的距离，其中，N为指示信号PS达到极值的次数。在指示信号PS为零时，微波在目标导体20中的波长与第一获取点A与第二获取点B之间的距离的关系为微波在目标导体20中的波长为1/(J-1)倍的第一获取点A与第二获取点B之间的距离，其中，J为指示信号PS为零的次数。

在一个或多个实施例中，目标导体20的长度方向包括第一方向X1和第二方向X2，第一方向X1与微波在目标导体20中的传输方向相同，第二方向X2与微波在目标导体20的传输方向相反；其中，第二获取点B以第一获取点A为起始位置，沿第一方向X1或第二方向X2逐渐移动。

其中，在第二获取点B沿第一方向X1或第二方向X2逐渐移动时，指示信号PS第1次达到极值时，微波在目标导体20中的波长为2倍的第一获取点A与第二获取点B之间的距离。

从而，本申请中的上述微波波长检测装置10，无论第二获取点B沿第一方向X1逐渐移动，还是沿第二方向X2逐渐移动，指示信号PS第1次达到极值时，微波在目标导体20中的波长为2倍的第一获取点A与第二获取点B之间的距离，以快速得到微波在目标导体20中的波长。

在一个或多个实施例中，第二获取点B的移动方向可以根据具体需要调整，只要第二获取点B的移动过程中，指示信号PS能够达到极值或为零即可。

在一个或多个实施例中，第二获取点B的起始位置与第一获取点A重合，根据第一获取点A处的第一电压信号V1转换得到的第一运算信号OP1等于根据第二获取点B处的第二电压信号V2转换得到的第二运算信号OP2，以使得第一运算信号OP1与第二运算信号OP2相减得到的指示信号PS第1次为零；第二获取点B沿目标导体20的长度方向逐渐移动，以使得第二获取点B与第一获取点A之间的距离发生变化，在指示信号PS第2次为零时，微波在目标导体20中的波长为第一获取点A与第二获取点B之间的距离。

从而，本申请中的上述微波波长检测装置10，通过配置第二获取点B的起始位置与第一获取点A重合，则根据第一获取点A处的第一电压信号V1转换得到的第一运算信号OP1等于根据第二获取点B处的第二电压信号V2转换得到的第二运算信号OP2，以使得第一运算信号OP1与第二运算信号OP2相减得到的指示信号PS第1次为零，能够提醒用户对微波波长检测装置10的硬件进行检查，例如检查第一获取单元100以及第二获取单元200与目标导体20的接触是否良好，避免第一获取单元100以及第二获取单元200无法准确地获取第一电压信号V1以及第二电压信号V2，进而避免得到的指示信号PS有误，导致检测的微波在目标导体20中的波长有误。并通过配置第二获取点B沿目标导体20的长度方向逐渐移动，以使得第二获取点B与第一获取点A之间的距离发生变化，在指示信号PS第2次为零时，微波在目标导体20中的波长为第一获取点A与第二获取点B之间的距离以快速得到微波在目标导体20中的波长。

在一个或多个实施例中，指示信号PS交替达到极值或为零，在检测微波在目标导体20中的波长的过程中，可以仅在指示信号PS第1次达到极值时得到微波在目标导体20中的波长，也可以仅在指示信号PS第2次为零时得到微波在目标导体20中的波长，从而能够快速地得到微波在目标导体20中的波长。还可以在指示信号PS更多次达到极值和/或为零时，均分别得到微波在目标导体20中的波长，即，可得到多个波长，从而结合得到的多个波长而得到微波在目标导体20中的最终波长，结果更加准确。

在一个或多个实施例中，在指示信号PS达到极值或为零时，还可以通过其他方式得到微波在目标导体20中的波长。例如，在指示信号PS达到极值时，第一获取点A与两个最近的第二获取点B之间的距离之和用于得到微波在目标导体20中的波长，且微波在目标导体20中的波长为第一获取点A与两个最近的第二获取点B之间的距离之和。或者，在指示信号PS达到极值时，第一获取点A与指示信号PS第N次达到极值的第二获取点B之间的距离减去第一获取点A与指示信号PS第N-1次达到极值的第二获取点B之间的距离用于得到微波在目标导体20中的波长，且微波在目标导体20中的波长为第一获取点A与指示信号PS第N次达到极值的第二获取点B之间的距离减去第一获取点A与指示信号PS第N-1次达到极值的第二获取点B之间的距离。或者，在指示信号PS为零时，第一获取点A与指示信号PS第K次达到极值的第二获取点B之间的距离用于得到微波在目标导体20中的波长，且微波在目标导体20中的波长为(K-1)/2倍的第一获取点A与指示信号PS第K次达到极值的第二获取点B之间的距离，其中，K为奇数，且K≥3。

如图2所示，第一获取单元100包括第一电压传感器110、第一整流模块120以及第一除法器130，第一电压传感器110与第一获取点A连接，第一整流模块120与第一电压传感器110连接，第一除法器130与第一电压传感器110和第一整流模块120分别连接，第一除法器130并与减法单元300连接；其中，第一电压传感器110用于获取目标导体20在第一获取点A处的第一电压信号V1，第一整流模块120用于接收第一电压信号V1，并获取第一电压幅值VP1，第一除法器130用于接收第一电压信号V1和第一电压幅值VP1，并将第一电压信号V1除以第一电压幅值VP1后输出第一运算信号OP1。

从而，本申请中的上述微波波长检测装置10，通过设置第一获取单元100包括第一电压传感器110、第一整流模块120、第一除法器130以及相应的连接关系，能够通过第一电压传感器110获取目标导体20在第一获取点A处的第一电压信号V1，并通过第一整流模块120接收第一电压信号V1，并获取第一电压幅值VP1，以及通过第一除法器130接收第一电压信号V1和第一电压幅值VP1，并将第一电压信号V1除以第一电压幅值VP1后输出第一运算信号OP1，以实现当微波在目标导体20中传输时，持续、准确地获取目标导体20在第一获取点A处的第一电压信号V1，并将第一电压信号V1转换为第一运算信号OP1。

具体的，以余弦函数表示，微波在目标导体20中的传输信号为cosωt，其中，ω为频域，t为时域。而在未知第一获取点A与第二获取点B的相位的情况下，第一电压传感器110获取的目标导体20在第一获取点A处的第一电压信号V1为VA×cos(ωt+θ1)，其中，θ1为第一获取点A处的相位。通过第一整流模块120获取第一电压幅值VP1，并通过第一除法器130接收第一电压信号V1和第一电压幅值VP1，并将第一电压信号V1除以第一电压幅值VP1后输出第一运算信号OP1，以输出的第一运算信号OP1为cos(ωt+θ1)。

在一个或多个实施例中，第一电压传感器110可以是电压表，也可以是电压互感器等其他电压检测器件，还可以是由电阻、电容以及二极管等元件组成的电压检测电路。本申请不以此为限，只要能够获取目标导体20在第一获取点A处的第一电压信号V1即可。

请参阅图3，图3为本申请一实施例中的微波波长检测装置的电路示意图。如图3所示，第一电压传感器110可以包括第一电阻R1以及第二电阻R2，第一电阻R1与第二电阻R2依次串联连接于第一获取点A与地GND之间，第一电阻R1与第二电阻R2的连接点与第一整流模块120连接，并与第一除法器130连接。从而，通过第一电阻R1以及第二电阻R2组成的分压电路能够获取目标导体20在第一获取点A处的第一电压信号V1。

其中，在通过第一电阻R1以及第二电阻R2获取目标导体20在第一获取点A处的第一电压信号V1时，第一电阻R1以及第二电阻R2的电阻值可以根据具体需要设置，既可以使得第一电阻R1与第二电阻R2的分压比较小，进而第一电压信号V1较小，则大电压主要通过导体传输。也可以使得第一电阻R1与第二电阻R2的分压比为1，进而第一电压信号V1无需额外乘以分压比。特别的，即使第一电压信号V1需要乘以分压比，也并不影响后续指示信号PS对于达到极值或为零的指示。

如图3所示，第一整流模块120可以包括第一二极管D1以及第一电容C1，第一二极管D1的正极与第一电阻R1与第二电阻R2的连接点连接，第一二极管D1的负极与第一电容C1的一端连接，并与第一除法器130连接，第一电容C1的另一端接地GND。从而，通过第一二极管D1对第一电压信号V1进行半波整流，以获取第一电压幅值VP1，并通过第一电容C1能够对第一电压幅值VP1进行滤波。

如图2所示，第二获取单元200包括第二电压传感器210、第二整流模块220以及第二除法器230，第二电压传感器210与第二获取点B连接，且第二电压传感器210与目标导体20的连接点沿目标导体20的长度方向移动，以使得第二获取单元200沿目标导体20的长度方向移动，第二整流模块220与第二电压传感器210连接，第二除法器230与第二电压传感器210和第二整流模块220分别连接，第二除法器230并与减法单元300连接；其中，第二电压传感器210用于获取目标导体20在第二获取点B处的第二电压信号V2，第二整流模块220用于接收第二电压信号V2，并获取第二电压幅值VP2，第二除法器230用于接收第二电压信号V2和第二电压幅值VP2，并将第二电压信号V2除以第二电压幅值VP2后输出第二运算信号OP2。

从而，本申请中的上述微波波长检测装置10，通过设置第二获取单元200包括第二电压传感器210、第二整流模块220、第二除法器230以及相应的连接关系，能够通过第二电压传感器210获取目标导体20在第二获取点B处的第二电压信号V2，并通过第二整流模块220接收第二电压信号V2，并获取第二电压幅值VP2，以及通过第二除法器230接收第二电压信号V2和第二电压幅值VP2，并将第二电压信号V2除以第二电压幅值VP2后输出第二运算信号OP2，以实现当微波在目标导体20中传输时，持续、准确地获取目标导体20在第二获取点B处的第二电压信号V2，并将第二电压信号V2转换为第二运算信号OP2。

具体的，第二电压传感器210获取的目标导体20在第二获取点B处的第二电压信号V2为VB×cos(ωt+θ2)，其中，θ2为第二获取点B处的相位。通过第二整流模块220获取第二电压幅值VP2，并通过第二除法器230接收第二电压信号V2和第二电压幅值VP2，并将第二电压信号V2除以第二电压幅值VP2后输出第二运算信号OP2，以输出的第二运算信号OP2为cos(ωt+θ2)。

进一步的，由于未知目标导体20的阻抗大小，通过第一除法器130和第二除法器230将第一电压幅值VP1和第二电压幅值VP2分别去除，可以避免由于目标导体20的阻抗对指示信号PS的影响，尤其是在目标导体20的阻抗较大时，不包含第一电压幅值VP1和第二电压幅值VP2的第一运算信号OP1和第二运算信号OP2也能够得到较为准确的第三运算信号OP3，进而得到较为准确的指示信号PS。

特别的，微波在不同导体中的传播速度极快，而第二获取点B在移动过程中，与第一获取点A之间的距离也很短，可以认为第一电压信号V1与第二电压信号V2的时域是相同的。

在一个或多个实施例中，第二电压传感器210可以是电压表，也可以是电压互感器等其他电压检测器件，还可以是由电阻、电容以及二极管等元件组成的电压检测电路。本申请不以此为限，只要能够获取目标导体20在第二获取点B处的第二电压信号V2即可。

如图3所示，第二电压传感器210可以包括第三电阻R3以及第四电阻R4，第三电阻R3与第四电阻R4依次串联连接于第二获取点B与地GND之间，第三电阻R3与第四电阻R4的连接点与第二整流模块220连接，并与第二除法器230连接。从而，通过第三电阻R3以及第四电阻R4组成的分压电路能够获取目标导体20在第二获取点B处的第二电压信号V2。

其中，在通过第三电阻R3以及第四电阻R4获取目标导体20在第二获取点B处的第二电压信号V2时，第三电阻R3以及第四电阻R4的电阻值可以根据具体需要设置，既可以使得第三电阻R3与第四电阻R4的分压比较小，进而第二电压信号V2较小，则大电压主要通过导体传输。也可以使得第三电阻R3与第四电阻R4的分压比为1，进而第二电压信号V2无需额外乘以分压比。特别的，即使第二电压信号V2需要乘以第三电阻R3与第四电阻R4的分压比，只要与第一电阻R1与第二电阻R2的分压比相等，也并不影响后续指示信号PS对于达到极值或为零的指示。

如图3所示，第二整流模块220可以包括第二二极管D2以及第二电容C2，第二二极管D2的正极与第三电阻R3与第四电阻R4的连接点连接，第二二极管D2的负极与第二电容C2的一端连接，并与第二除法器230连接，第二电容C2的另一端接地GND。从而，通过第二二极管D2对第二电压信号V2进行半波整流，以获取第二电压幅值VP2，并通过第二电容C2能够对第二电压幅值VP2进行滤波。

如图2所示，减法单元300包括减法器310以及第三整流模块320，减法器310与第一获取单元100和第二获取单元200分别连接，第三整流模块320与减法器310连接；其中，减法器310用于对输入的第一运算信号OP1与第二运算信号OP2进行减法运算，以得到第三运算信号OP3，第三整流模块320用于接收第三运算信号OP3，并获取第三运算信号OP3的幅值，第三运算信号OP3的幅值为指示信号PS。

从而，本申请中的上述微波波长检测装置10，通过设置减法单元300包括减法器310、第三整流模块320以及相应的连接关系，能够通过减法器310对输入的第一运算信号OP1与第二运算信号OP2进行减法运算，以得到第三运算信号OP3，并通过第三整流模块320接收第三运算信号OP3，并获取第三运算信号OP3的幅值作为指示信号PS，以实现对第一运算信号OP1与第二运算信号OP2进行减法运算，得到第三运算信号OP3，并将第三运算信号OP3转换为指示信号PS。

具体的，减法器310对输入的第一运算信号OP1与第二运算信号OP2进行减法运算，得到的第三运算信号OP3为cos(ωt+θ1)-cos(ωt+θ2)，化简后为-2sin[(θ1-θ2)/2]×sin[ωt+(θ1+θ2)/2]，则第三运算信号OP3的幅值为|-2sin[(θ1-θ2)/2]|。由于第三运算信号OP3仍包含波动的正弦波，不便于指示极值或零，并且可能因为部分特定值导致指示信号PS出现偏差，通过第三整流模块320接收第三运算信号OP3，并获取第三运算信号OP3的幅值为|-2sin[(θ1-θ2)/2]|，即对第三运算信号OP3进行了积分，即使存在部分特定值在某一时刻为零的指示信号PS，也不会输出。进而在|(θ1-θ2)|为π的倍数时，指示信号PS达到极值；在|(θ1-θ2)|为2π的倍数时，指示信号PS为零。例如，在|(θ1-θ2)|为π时，倍数为1，指示信号PS第1次达到极值，则N=1，微波在目标导体20中的波长为2倍的第一获取点A与第二获取点B之间的距离，π的倍数与N对应；在|(θ1-θ2)|为2π时，倍数为1，指示信号PS第2次为零，则J=2，微波在目标导体20中的波长为第一获取点A与第二获取点B之间的距离，2π的倍数与J-1对应。

请参阅图4，图4为本申请一实施例中的减法单元的电路示意图。如图4所示，第三整流模块320可以包括第三二极管D3、第三电容C3以及第五电阻R5，第三二极管D3的正极与减法器310连接，第三二极管D3的负极与第三电容C3的一端连接，并与第五电阻R5的一端连接，第三电容C3的另一端以及第五电阻R5的另一端均接地GND。从而，通过第三二极管D3对第三运算信号OP3进行半波整流，以获取第三运算信号OP3的幅值作为指示信号PS，并通过第三电容C3、第五电阻R5能够对部分特定值在某一时刻的指示信号PS进行消耗，避免某些特定值在某一时刻为零的指示信号PS输出，而造成误判。

请参阅图5，图5为本申请另一实施例中的微波波长检测装置的方框示意图。如图5所示，微波波长检测装置10还包括控制单元400，控制单元400至少与减法单元300连接；其中，控制单元400至少用于接收指示信号PS，并在指示信号PS达到极值或为零时，至少基于第一获取点A与第二获取点B之间的距离计算得到微波在目标导体20中的波长。

从而，本申请中的上述微波波长检测装置10，通过设置控制单元400至少与减法单元300连接，能够通过控制单元400接收指示信号PS，并在指示信号PS达到极值或为零时，至少基于第一获取点A与第二获取点B之间的距离计算得到微波在目标导体20中的波长。

如图5所示，控制单元400还用于接收减法单元300在第二获取点B位于起始位置而与第一获取点A重合时输出的指示信号PS，并确定指示信号PS是否为零，以及在指示信号PS不为零时，产生报警信号。

从而，本申请中的上述微波波长检测装置10，通过配置控制单元400接收减法单元300在第二获取点B位于起始位置而与第一获取点A重合时输出的指示信号PS，并确定指示信号PS是否为零，以及在指示信号PS不为零时，产生报警信号，能够提醒用户对微波波长检测装置10的硬件进行检查，例如检查第一获取单元100以及第二获取单元200与目标导体20的接触是否良好。其中，如前所述的，第二获取点B的起始位置与第一获取点A重合，根据第一获取点A处的第一电压信号V1转换得到的第一运算信号OP1等于根据第二获取点B处的第二电压信号V2转换得到的第二运算信号OP2，进而得到的指示信号PS也应为零。从而，避免得到的指示信号PS有误，导致检测的微波在目标导体20中的波长有误。

在一个或多个实施例中，控制单元400还用于记录指示信号PS达到极值的次数或者指示信号PS为零的次数，并在指示信号PS达到极值或为零时，基于指示信号PS达到极值的次数或者指示信号PS为零的次数以及第一获取点A与第二获取点B之间的距离计算得到微波在目标导体20中的波长。其中，在指示信号PS达到极值的次数为N时，微波在目标导体20中的波长为2/(2N-1)倍的第一获取点A与第二获取点B之间的距离；在指示信号PS为零的次数为J时，微波在目标导体20中的波长为1/(J-1)倍的第一获取点A与第二获取点B之间的距离。

在一个或多个实施例中，控制单元400还用于基于指示信号PS多次达到极值和/或为零时分别得到的多个微波在目标导体20中的波长，得到微波在目标导体20中的最终波长。其中，微波在目标导体20中的最终波长可以是多个微波在目标导体20中的波长的平均值、中间值等。也可以先计算得到多个微波在目标导体20中的波长的平均值，再计算每个微波在目标导体20中的波长与平均值之间的偏差率是否大于预设阈率，微波在目标导体20中的最终波长可以是去除偏差率较大的波长之后的多个微波在目标导体20中的波长的平均值、中间值等，偏差率可以根据具体需要设置，例如，偏差率可以为5%、10%、20%等。

如图5所示，微波波长检测装置10还包括执行单元700，执行单元700连接于第二获取单元200与控制单元400之间，执行单元700用于接收控制单元400发出的控制信号，并根据控制单元400发出的控制信号控制第二获取单元200沿目标导体20的长度方向移动，以使得第二获取点B沿目标导体20的长度方向移动。从而，通过控制第二获取单元200移动，以使得第二获取点B沿目标导体20的长度方向逐渐移动，从而获取移动过程中处于多个不同位置处的第二获取点B的多个第二电压信号V2。

具体的，第二获取单元200可以包括一个获取端，通过获取端与目标导体20电连接，且获取端与目标导体20之间的连接点为第二获取点B。在第二获取单元200移动时，第二获取单元200的获取端随着第二获取单元200的移动，而与目标导体20的连接点随之移动，进而使得第二获取点B沿目标导体20的长度方向移动，从而实现获取移动过程中处于多个不同位置处的第二获取点B的多个第二电压信号V2，并将多个第二电压信号V2分别转换为多个第二运算信号OP2。其中，所述目标导体20可为裸露的导电线，所述获取端可为一个导电端，与所述目标导体20接触而电连接，在第二获取单元200移动时，第二获取单元200的获取端一直保持与目标导体20接触而电连接，且第二获取单元200的获取端随着第二获取单元200的移动而移动至目标导体20的不同位置接触而电连接。或者，目标导体20也可包括导电线（例如铜芯线）和包裹导电线的绝缘层，且绝缘层上开设有开口，而使得获取端可与导电线接触而电连接。

在一个或多个实施例中，执行单元700可以包括转动电机、传动丝杆等一个或多个模块的组合，以根据控制单元400发出的控制信号控制转动电机转动，并通过传动丝杆将转动电机的转动转换为传动，以带动第二获取单元200移动。

如图5所示，微波波长检测装置10还包括距离检测单元500，距离检测单元500与控制单元400连接，距离检测单元500用于检测第一获取点A与第二获取点B之间的距离，并输出至控制单元400。从而，通过距离检测单元500检测第一获取点A与第二获取点B之间的距离，更便于获取第一获取点A与第二获取点B之间的距离。

在一个或多个实施例中，距离检测单元500可以为距离传感器，以基于光学方式检测第一获取点A与第二获取点B之间的距离，也可以包括摄像模块、标尺等一个或多个模块的组合，以基于视觉方式检测第一获取点A与第二获取点B之间的距离。本申请不以此为限，只要能够检测第一获取点A与第二获取点B之间的距离即可。

如图5所示，微波波长检测装置10还包括显示单元800，显示单元800与控制单元400连接，控制单元400还用于将计算得到微波在目标导体20中的波长输出至显示单元800，显示单元800用于显示微波在目标导体20中的波长。从而，通过显示单元800，能够直观地显示检测得到的微波在目标导体20中的波长。

如图5所示，目标导体20包括相对的输入端21和输出端22，输入端21用于输入微波，输出端22用于输出微波；微波波长检测装置10还包括电能消耗单元600，电能消耗单元600与控制单元400连接，电能消耗单元600并可选择地连接于输出端22与地GND之间，电能消耗单元600用于在检测微波在目标导体20中的波长时与输出端22连接，以消耗微波的电能，并在停止检测微波在目标导体20中的波长时与输出端22断开，控制单元400还用于控制电能消耗单元600与输出端22的连接或断开。

从而，本申请中的上述微波波长检测装置10，通过设置电能消耗单元600与控制单元400连接，电能消耗单元600并可选择地连接于输出端22与地GND之间，能够通过控制单元400控制电能消耗单元600与输出端22的连接或断开。具体的，在检测微波在目标导体20中的波长时，通过控制单元400控制电能消耗单元600与输出端22连接，以消耗微波的电能，并在停止检测微波在目标导体20中的波长时，通过控制单元400控制电能消耗单元600与输出端22断开，避免影响微波的输出。

请再次参阅图3，如图3所示，电能消耗单元600包括第一开关S1以及耗能电阻RL，第一开关S1以及耗能电阻RL串联连接于输出端22与地GND之间，第一开关S1导通或断开，以使得电能消耗单元600可选择地连接于输出端22与地GND之间；其中，在检测微波在目标导体20中的波长时，第一开关S1导通，以消耗微波的电能，在停止检测微波在目标导体20中的波长时，第一开关S1断开，避免影响微波的输出。从而，本申请中的上述微波波长检测装置10，通过设置电能消耗单元600包括第一开关S1以及耗能电阻RL，以及第一开关S1导通或断开，以实现电能消耗单元600可选择地连接于输出端22与地GND之间。

在一个或多个实施例中，第一开关S1可以是电力场效应晶体管（Metal OxideSemiconductor FET，MOSFET）、绝缘栅双极晶体管（Insulate-Gate Bipolar Transistor，IGBT）或者其他可控开关器件等。具体的，控制单元400输出控制信号作用于第一开关S1的控制端，以控制第一开关S1的导通或断开，进而使得控制电能消耗单元600与输出端22的连接或断开。

在一个或多个实施例中，控制单元400可以是中央处理器（Central ProcessingUnit，CPU）等通用处理器，也可以是数字信号处理器（Digital Signal Processor，DSP）、专用集成电路（Application Specific Integrated Circuit，ASIC）、现场可编程门阵列（Field-Programmable Gate Array，FPGA）或者其它可编程逻辑器件、分立门逻辑器件、晶体管逻辑器件等逻辑控制器件，还可以是微控制单元（Micro Control Unit，MCU）等微处理器。

本申请的微波波长检测装置10，通过上述结构，可以采用多种方式得到微波在目标导体20中的波长，以便捷、快速、准确地满足微波在目标导体20中的波长检测需求。

请参阅图6，图6为本申请一实施例中的微波输出设备的方框示意图。如图6所示，本申请还提供一种微波输出设备1000，微波输出设备1000包括前述任一实施例中的微波波长检测装置10、微波发生器30以及目标导体20，微波发生器的输出端31用于通过目标导体20与负载2000连接，以向负载2000输出微波，微波波长检测装置10用于检测微波发生器30输出的微波在目标导体20中的波长。

如图1所示，微波波长检测装置10包括第一获取单元100、第二获取单元200以及减法单元300。第一获取单元100与目标导体20连接，用于当微波在目标导体20中传输时，获取目标导体20在第一获取点A处的第一电压信号V1，并将第一电压信号V1转换为第一运算信号OP1；第二获取单元200与目标导体20连接，用于当微波在目标导体20中传输时，获取目标导体20在第二获取点B处的第二电压信号V2，并将第二电压信号V2转换为第二运算信号OP2；减法单元300与第一获取单元100和第二获取单元200分别连接，用于对第一运算信号OP1与第二运算信号OP2进行减法运算，以得到第三运算信号OP3，并将第三运算信号OP3转换为指示信号PS；其中，第二获取点B以第一获取点A为起始位置，沿目标导体20的长度方向逐渐移动，以使得第二获取点B与第一获取点A的相对位置发生变化，第二获取单元200获取移动过程中处于多个不同位置处的第二获取点B的多个第二电压信号V2，并将多个第二电压信号V2分别转换为多个第二运算信号OP2，减法单元300对第一运算信号OP1与每个第二运算信号OP2进行减法运算，而得到多个第三运算信号OP3，并将多个第三运算信号OP3分别转换为多个指示信号PS；其中，在指示信号PS达到极值或为零时，第一获取点A与第二获取点B之间的距离用于得到微波在目标导体20中的波长。

其中，微波波长检测装置10更具体的结构可参见前述任一实施例中微波波长检测装置10的相关内容，在此不再赘述。

本申请的微波波长检测装置10以及微波输出设备1000，通过上述结构，可以采用多种方式得到微波在目标导体20中的波长，以便捷、快速、准确地满足微波在目标导体20中的波长检测需求。

以上描述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内；在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种微波波长检测装置，用于检测微波在目标导体中的波长，其特征在于，包括：

第一获取单元，与所述目标导体连接，用于当所述微波在所述目标导体中传输时，获取所述目标导体在第一获取点处的第一电压信号，并将所述第一电压信号转换为第一运算信号；

第二获取单元，与所述目标导体连接，用于当所述微波在所述目标导体中传输时，获取所述目标导体在第二获取点处的第二电压信号，并将所述第二电压信号转换为第二运算信号；

减法单元，与所述第一获取单元和所述第二获取单元分别连接，用于对所述第一运算信号与所述第二运算信号进行减法运算，以得到第三运算信号，并将所述第三运算信号转换为指示信号；

其中，所述第二获取点以所述第一获取点为起始位置，沿所述目标导体的长度方向逐渐移动，以使得所述第二获取点与所述第一获取点的相对位置发生变化，所述第二获取单元获取移动过程中处于多个不同位置处的第二获取点的多个第二电压信号，并将所述多个第二电压信号分别转换为多个第二运算信号，所述减法单元对所述第一运算信号与每个第二运算信号进行减法运算，而得到多个第三运算信号，并将所述多个第三运算信号分别转换为多个指示信号；

其中，在所述指示信号达到极值或为零时，所述第一获取点与所述第二获取点之间的距离用于得到所述微波在所述目标导体中的波长。

2.根据权利要求1所述的微波波长检测装置，其特征在于，所述指示信号的极值为最大绝对值，在所述指示信号第N次达到极值时，所述微波在所述目标导体中的波长为2/(2N-1)倍的所述第一获取点与所述第二获取点之间的距离，或者在所述指示信号第J次为零时，所述微波在所述目标导体中的波长为1/(J-1)倍的所述第一获取点与所述第二获取点之间的距离，其中，N、J均为整数，且N≥1，J≥2。

3.根据权利要求2所述的微波波长检测装置，其特征在于，所述目标导体的长度方向包括第一方向和第二方向，所述第一方向与所述微波在所述目标导体中的传输方向相同，所述第二方向与所述微波在所述目标导体的传输方向相反；

其中，所述第二获取点以所述第一获取点为起始位置，沿所述第一方向或所述第二方向逐渐移动。

4.根据权利要求1所述的微波波长检测装置，其特征在于，所述第一获取单元包括第一电压传感器、第一整流模块以及第一除法器，所述第一电压传感器与所述第一获取点连接，所述第一整流模块与所述第一电压传感器连接，所述第一除法器与所述第一电压传感器和所述第一整流模块分别连接，所述第一除法器并与所述减法单元连接；

其中，所述第一电压传感器用于获取所述目标导体在所述第一获取点处的所述第一电压信号，所述第一整流模块用于接收所述第一电压信号，并获取第一电压幅值，所述第一除法器用于接收所述第一电压信号和所述第一电压幅值，并将所述第一电压信号除以所述第一电压幅值后输出所述第一运算信号。

5.根据权利要求1所述的微波波长检测装置，其特征在于，所述第二获取单元包括第二电压传感器、第二整流模块以及第二除法器，所述第二电压传感器与所述第二获取点连接，且所述第二电压传感器与所述目标导体的连接点沿所述目标导体的长度方向移动，以使得所述第二获取单元沿所述目标导体的长度方向移动，所述第二整流模块与所述第二电压传感器连接，所述第二除法器与所述第二电压传感器和所述第二整流模块分别连接，所述第二除法器并与所述减法单元连接；

其中，所述第二电压传感器用于获取所述目标导体在所述第二获取点处的所述第二电压信号，所述第二整流模块用于接收所述第二电压信号，并获取第二电压幅值，所述第二除法器用于接收所述第二电压信号和所述第二电压幅值，并将所述第二电压信号除以所述第二电压幅值后输出所述第二运算信号。

6.根据权利要求1所述的微波波长检测装置，其特征在于，所述减法单元包括减法器以及第三整流模块，所述减法器与所述第一获取单元和所述第二获取单元分别连接，所述第三整流模块与所述减法器连接；

其中，所述减法器用于对输入的所述第一运算信号与所述第二运算信号进行减法运算，以得到所述第三运算信号，所述第三整流模块用于接收所述第三运算信号，并获取第三运算信号的幅值，所述第三运算信号的幅值为所述指示信号。

7.根据权利要求1所述的微波波长检测装置，其特征在于，所述微波波长检测装置还包括控制单元，所述控制单元至少与所述减法单元连接；

其中，所述控制单元至少用于接收所述指示信号，并在所述指示信号达到极值或为零时，至少基于所述第一获取点与所述第二获取点之间的距离计算得到所述微波在所述目标导体中的波长。

8.根据权利要求7所述的微波波长检测装置，其特征在于，所述控制单元还用于接收所述减法单元在所述第二获取点位于起始位置而与所述第一获取点重合时输出的所述指示信号，并确定所述指示信号是否为零，以及在所述指示信号不为零时，产生报警信号。

9.根据权利要求8所述的微波波长检测装置，其特征在于，所述目标导体包括相对的输入端和输出端，所述输入端用于输入微波，所述输出端用于输出微波；

所述微波波长检测装置还包括电能消耗单元，所述电能消耗单元与所述控制单元连接，所述电能消耗单元并可选择地连接于所述输出端与地之间，所述电能消耗单元用于在检测所述微波在所述目标导体中的波长时与所述输出端连接，以消耗微波的电能，并在停止检测所述微波在所述目标导体中的波长时与所述输出端断开，所述控制单元还用于控制所述电能消耗单元与所述输出端的连接或断开。

10.一种微波输出设备，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的微波波长检测装置、微波发生器以及目标导体，所述微波发生器的输出端用于通过所述目标导体与负载连接，以向所述负载输出微波，所述微波波长检测装置用于检测所述微波发生器输出的微波在所述目标导体中的波长。