[发明专利]一种双负载波导量热计的替代效率测量方法和系统

说明书

本申请公开了一种双负载波导量热计的替代效率测量方法和系统。方法包括以下步骤：向工作隔热波导传输线输入微波信号，测量热电堆输出的第一电压值；用短路片将所述传输线末端短路，再向所述传输线输入相同功率的微波信号后，测量热电堆输出的第二电压值；测量所述传输线的散射参数和负载的反射系数，计算量热计的传输效率；测量短路片反射系数；计算替代效率。测量系统包括：双负载波导量热计、信号源、功分器、隔离器、短路片、纳伏表和功率监视模块。本发明的方法步骤简洁，测量系统设计简单、成本较低，能够提高双负载波导量热计直流/微波功率复现准确度，修正工作隔热波导负载吸收微波和直流功率所引起热电堆响应差异引入的测量误差。

技术领域

本申请涉及无线电测量领域，尤其涉及双负载波导量热计的测量。

背景技术

双负载波导量热计作为复现功率量值的关键仪器设备，能够通过温度变化情况将微波功率溯源至直流功率，从而实现微波功率的准确测量。国际上对替代效率测量方法的研究工作主要集中在微量热计领域，其结构、工作过程、用途与量热计并不相同，无法借鉴。尤其是随着毫米波技术的不断进步，110GHz以上测量设备不断涌现，对功率参数提出了明确的量值溯源需求，而且在该频率范围复现功率量值仅能采用量热计方式。因此，为保证全部微波频段，尤其是110GHz以上频率范围功率量值的准确可靠，需要发明一种用于衡量工作隔热波导负载吸收微波功率和直流功率所引起的热电堆响应差异的方法。

发明内容

本发明提供一种双负载波导量热计的替代效率测量方法和系统，测量替代效率能够修正工作隔热波导负载吸收微波功率和直流功率所引起的热电堆响应存在差异。

本发明提供的一种双负载波导量热计的替代效率测量方法。双负载波导量热计包括工作隔热波导传输线、工作隔热波导负载、参考隔热波导传输线、参考隔热波导负载、热电堆。所述方法包括以下步骤：向工作隔热波导传输线输入微波信号，测量热电堆输出的第一电压值；用短路片将工作隔热波导传输线末端短路，再向工作隔热波导传输线输入相同功率的微波信号后，测量热电堆输出的第二电压值；测量工作隔热波导传输线散射参数和工作隔热波导负载的反射系数，计算双负载波导量热计的传输效率；测量短路片的反射系数；计算双负载波导量热计的替代效率：

其中，η_se为所述替代效率，e₁为第一电压值，e₂为第二电压值，η_te为传输效率，Γ_L为工作隔热波导负载的反射系数，Γ_s为短路片的反射系数。

本发明提供另一种双负载波导量热计的替代效率测量方法，包括以下步骤：向工作隔热波导传输线输入微波信号，测量热电堆输出的第一电压值；用短路片将工作隔热波导传输线末端短路，再向工作隔热波导传输线输入相同功率的微波信号后，测量热电堆输出的第二电压值；向工作隔热波导传输线输入直流信号，测量热电堆输出的第三电压值；测量工作隔热波导传输线散射参数和工作隔热波导负载的反射系数，计算双负载波导量热计的传输效率；测量短路片的反射系数；计算双负载波导量热计的吸收功率近似值；计算工作隔热波导传输线的损耗功率；计算工作隔热波导传输线的损耗功率对热电堆输出电压值的影响因子；计算工作隔热波导传输线的损耗功率与工作隔热波导负载的吸收功率的比值；计算双负载波导量热计的替代效率。

作为本发明双负载波导量热计的替代效率测量方法的一种优选方案，可以通过矢量网络分析仪测量工作隔热波导传输线的散射参数、工作隔热波导负载的反射系数和短路片的反射系数。第一电压值、第二电压值通过纳伏表测量。

工作隔热波导传输线的传输效率为：