[发明专利]一种用于非线性辐射信号检测的定向耦合近场探针及系统

说明书

本发明公开用于非线性辐射信号检测的定向耦合近场探针及系统，该探针具有近场方向耦合特性的能形成至少一对耦合通道的微型双向耦合器，该微型双向耦合器具有构成开放传输线结构的参考微型耦合臂以及与所述微型耦合臂连接的耦合臂参考地平面，通过所述开放传输线结构将对环境中的电磁信号进行耦合拾取后，经该微型双向耦合器前端有双向的同轴输出端口接入后端处理模块后，能直接得到以该对微型耦合通道的轴线方向为参考的非线性正向和反向的信号幅度和相位。本发明能通过不同位置处的非线性源方向信息直接指导非线性缺陷定位，克服了传统辐射检测只检测幅度的缺陷。

技术领域

本发明涉及微波电路器件的特性检测技术领域，特别是涉及一种用于非线性辐射信号检测的定向耦合近场探针及系统。

背景技术

由于大功率无源非线性机理复杂，微观非线性接触导致通信系统的频谱干扰问题存在很大不确定性，这使得定量化的非线性频谱研究及故障诊断需要严重依赖于实验测试。无源非线性干扰的本源是非线性失真，相对于有源非线性，无源非线性极其微弱，在一个完整的大功率微波通信系统中，往往存在不止一个的非线性缺陷源，这使得抑制非线性失真需要抑制不止一个非线性源，而实现这些抑制措施的第一步就是如何准确的找到这些非线性失真位置。

非线性频谱属于一种高频失真问题，在开放空间中作为高频失真信号存在明显的辐射效应。非线性导致的频域失真在闭合环境，如连接器、电缆中常常以高频电流形式传播，并不会对外部空间产生明显影响。但对于一些开放式结构或者比较直接的天线结构，该种非线性失真信号存在向外界直接辐射失真信号的危险。传统的天线类辐射结构为保证有效传输距离，输入功率往往很大，这也造成了在这些结构上的非线性辐射信号特征异常明显。针对该类非线性待测件，近场的扫描测试成为可以诊断这类结构上非线性失真最有效的途径。

近场的电磁扫描技术在开放空间上的故障点诊断上具有重要用途。在非线性频谱干扰频点，移动探针位置可实时分析所测到的非线性信号的强度差别。但实际场合往往由于非线性的多源合成问题，存在所测位置处叠加了多个非线性信号源传播过来的分量，这使得在即使在某些没有非线性缺陷位置，也会由于其他非线性缺陷辐射特性造成该位置处呈现较强的信号幅度，从而存在使用单一幅度测试仍不能准确定位非线性缺陷的现状。这使得通过区分辐射信号的来源方向并对比几个传播方向上的信号幅度，成为可直接指导物理层次上的非线性缺陷定位的有效途径。基于方向和幅值的近场探测双重校验成为准确的非线性缺陷定位的有效手段，如何实现辐射信号的矢量检测成为了在近场非线性信号检测中最关键一步。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种用于非线性辐射信号检测的定向耦合近场探针及系统，用于分辨非线性辐射信号干扰的来源方向从而定位非线性源位置，为指导非线性抑制和故障消除提供指导，可有效解决开放空间中非线性源的检测与定位问题，同时也可指导一般近场电磁检测中方向性扫描的不足，为实现高性能微波电路器件故障检测提供一种高效平台与方法。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种用于非线性辐射信号检测的定向耦合近场探针，包括：

具有近场方向耦合特性的能形成至少一对耦合通道的微型双向耦合器，该微型双向耦合器具有构成开放传输线结构的参考微型耦合臂以及与所述微型耦合臂连接的耦合臂参考地平面，通过所述开放传输线结构将对环境中的电磁信号进行耦合拾取后，经该微型双向耦合器前端有双向的同轴输出端口接入后端处理模块后，能直接得到以该对微型耦合通道的轴线方向为参考的非线性正向和反向的信号幅度和相位。

优选的，所述微型双向耦合器包括沿多方向排布的多对微检测通道，每对微检测通道的开放空间由阻抗变换段构成，该阻抗变换段和待测平面构成一个耦合通道，并形成对传导面上辐射源耦合方向性。

优选的，所述微检测通道借助模块化的结构集成在一起，集成多个微检测通道的探针可通过后端控制来关闭部分微检测通道以降低微检测通道间互耦。