[发明专利]脉冲型微波光子矢量网络分析装置及微波器件散射参数测量方法

说明书

一种脉冲型微波光子矢量网络分析装置，装置包括脉冲激励发生模块，沿该模块的信号输出方向依次是信号加载模块、光采样模块和信号处理模块，所述的信号处理模块的输出端与所述的脉冲激励发生模块与光采样模块的控制端相连；所述的信号加载模块的两个测试端口与待测微波器件的两端相连。本发明利用光采样技术进行宽带检测，突破了传统接收机结构中中频滤波器带宽的限制，缩小了该种方式下的最小可测脉冲宽度，并具有稳定的动态范围。本发明利用光采样技术进行直接接收，抛弃了超外差和/或直接变频接收机结构，有效降低了系统的复杂性、尺寸、功耗等，直接避免了镜像抑制、I/Q平衡、直流失调等问题。本发明利用成熟的商用光电子器件，具有成本较低、实现简单、易于集成的特点。

技术领域

本发明涉及光信息处理技术，特别是一种脉冲型微波光子矢量网络分析装置及微波器件散射参数测量方法。

背景技术

矢量网络分析装置是一种用于精确测量微波元器件散射参数(S参数)的基础仪器，能够精确测得器件在连续波激励下的幅度响应和相位响应。然而，在雷达和通信等领域中，常常使用脉冲信号而非连续波来测试系统的性能和功效，并且许多微波系统和器件在连续波与脉冲激励下所表现出的特征并不相同(Vael P, Rolain Y.Comparison ofcalibrated S-parameters measured under CW and Pulsed RF excitation with aNonLinear Vectorial Network Analyzer[C]// Arftg Conference Digest-Spring.IEEE,2000:1-10.)，如放大器的偏置在不同激励下可能发生变化，并出现过冲、振铃、下垂等情况。对于在脉冲环境的条件下进行设计的微波器件，不能承受连续波信号激励时产生的功耗，同时也缺乏足够的散热能力。因此，使用脉冲信号作为激励，使微波器件处于正常工作状态进行测试，才能得到器件真实的工作特性，以此实现优化设计并提升性能。

根据脉冲信号的不同特性，常用的检测方式可分为宽带检测和窄带检测。当脉冲信号的重复频率较低，脉冲宽度较大时，可以使用宽带检测技术接收信号的主要频谱，该种检测技术具有测试速度快、动态范围稳定等优点，但接收机的带宽限制了最小可测的脉冲宽度。当脉冲信号的重复频率较高，脉冲宽度较小时，可以使用窄带检测技术仅对中心频谱分量进行接收，该种检测技术可以检测的脉冲宽度很小，但动态范围会随占空比的减小而降低。宽带检测和窄带检测结构中均采用外差和/或直接变频的方式来获取高频信号，可检测的脉冲宽度与中频带宽有着直接的关系。(Keysight Technologies,Pulsed-RF S-Parameter Measurements with the PNA Microwave Network Analyzers UsingWideband and Narrowband Detection)