[发明专利]基于虚拟仪表的射频信号包络指标测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种大功率射频信号品质的测试方法，特别是基于虚拟仪器的射频信号包络指标测试方法。

背景技术

行波管是射频发射设备的核心部件，其性能状态直接影响到整个射频发射设备的完好性。大功率射频信号是行波管振荡放大射频激励信号，并将激励信号与脉宽信号进行调制后输出得到的。

行波管作为大功率射频信号的振荡和调制设备，由于功率较大，随着工作时间的增加，行波管老化或脉宽信号品质变差，其所输出的射频信号会出现信号幅度在脉宽门限范围内由前向后的衰减过程。

大功率射频信号的包络特征能有效反映行波管工作性能，提前预防行波管的老化，进而检测整个设备的性能状态。为了保证其可靠性，在行波管器件级检测，大功率射频信号源设备出厂检验，产品使用过程中的检测和维修过程都需要对射频信号包络指标进行性能测试。

目前一般使用的方法是在构建射频发射机外部工作环境条件下，首先将射频信号输出口连接波导同轴转换器、定向耦合器和包络检波头，最终连接至示波器；再打开发射机，人工设置射频发射机工作模式；发射机工作正常后，手动调节示波器捕捉信号，并人工判读和确认被测发射机信号的各项指标，如信号周期，脉冲宽度等，并通过示波器刻度线手工计算顶降指标。这一人工测试过程一般需要2至3人配合完成，由于人与人之间的交互，尤其是顶降指标没有相应的现成设备可以直观显示，需要耗费大量时间，整个测试过程从搭建环境到完成测试需要耗时0.5小时，这同时也消耗了行波管的工作时间。由于射频信号往往功率高，能量大，检波头极易损坏，且测试过程中操作人员需要手动完成大量工作，还面临辐射的危害。

发明内容

本发明提出了一种射频发射机射频信号包络指标的自动化测试方法，以解决现有发射机射频包络信号指标测试工作繁琐，自动化程度低，人为因素影响较大的问题，取代了由人工操作测试发射机包络指标的落后方法，有效避免人体高频辐射危害，减少人力投入，缩短了测试时间。

本发明具体技术方案主要包括如下步骤：

步骤1：在主控计算机上发出指令设置包络检测仪器工作在射频信号幅度解调包络波形显示模式下工作；主控计算机控制被测大功率射频设备开机，设置被测大功率射频设备工作于指定的射频信号脉冲宽度和周期发射条件下，该指定的脉冲宽度和周期应在被测大功率射频设备工作的脉冲宽度和周期范围内由测试人员决定，一般经验值可以取脉冲宽度和周期最大值和最小值的均值得到，打开射频发射通道，通过射频输出口输出脉冲宽度调制的射频信号；

步骤2：主控计算机向包络检测仪器发出查询指令，查询解调包络波形数据，查询所得包络波形数据结果反馈到主控计算机；

步骤3：对主控计算机在步骤2中所收到的包络波形数据进行指标数据计算、数据保存，并判断指标数据是否在正常范围；各指标数据计算包括顶部降落、包络脉冲前后沿总时间(t_s+t_f)、脉冲包络宽度误差和脉冲包络周期误差其中顶部降落表征了被测大功率射频设备输出信号幅度在脉宽门限时间范围内由前向后由于设备老化所造成的衰减程度，t_s表示脉冲上升时间，t_f表示脉冲下降时间，T_w和T_w0分别表示实测的脉冲宽度和上述步骤1中被测设备设定的脉冲宽度，T_r和T_r0分别表示实测的脉冲周期和上述步骤1中被测设备设定的脉冲周期，正常范围内经验值建议为：顶部降落<7.5%,(t_s+t_f)＜500ns，若上升时间、下降时间的脉冲宽度、脉冲周期和顶部降落指标均在正常范围内，则设备性能正常，否则射频发射机存在老化现象，主控计算机将最终结果输出，关闭行波管辐射信号。

本发明步骤1和步骤2中主控计算机通过网络设置仪器状态和参数指标查询操作可以通过射频测试仪器控制包中的VISA库函数辅助完成。