[发明专利]一种矩形波导定向耦合器的功率测试装置及方法

说明书

本发明涉及一种矩形波导定向耦合器的功率测试装置及方法，属于功率测试技术领域，解决了现有技术缺少公开的实现矩形波导定向耦合器的功率测试装置的问题。功率测试装置包括依次连接的功率源、第一定向耦合器、环行器、待测定向耦合器和滑动短路器；其中，环行器的第一端口连接第一定向耦合器的输出端口，环行器的第二端口连接待测定向耦合器的输入端口，环行器的第三端口连接吸收负载。实现了待测定向耦合器的耦合端口的功率波动范围的获得，简单易行，易于实施，为后期高精度测量和高精度控制应用场合的定向耦合器的生产提供了技术支撑。

技术领域

本发明涉及功率测试技术领域，尤其涉及一种矩形波导定向耦合器的功率测试装置及方法。

背景技术

定向耦合器是微波系统中最常用的元件之一，尤其是在微波功率测量系统中，往往需要利用定向耦合器把功率信号耦合到测量系统能够测量的范围之内，再对信号进行精确地测量和分析。

现有的矩形波导定向耦合器的缺点是方向性较差，在某些需要高精度测量功率的测试实验或应用场景下，无法满足工作需求，且目前缺少公开的实现矩形波导定向耦合器的功率测试装置。

本申请所涉及的矩形波导定向耦合器的功率测试装置及方法是为了实现国家重大科技基础设施项目高能同步辐射光源工程的储存环和增强器的500MHz高频系统相关的高功率传输组件设备的高性能要求开发而成的，并且可以广泛应用于高指标要求的微波射频功率源、通讯及雷达系统设备中。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种定向耦合器的功率测试装置及方法，用以解决现有技术缺少公开的实现矩形波导定向耦合器的功率测试装置的问题。

一方面，本发明实施例提供了一种矩形波导定向耦合器的功率测试装置，包括依次连接的功率源、第一定向耦合器、环行器、待测定向耦合器和滑动短路器；其中，所述环行器的第一端口连接第一定向耦合器的输出端口，环行器的第二端口连接待测定向耦合器的输入端口，环行器的第三端口连接吸收负载；

移动滑动短路器的丝杠位置在的变化过程中，基于所述第一定向耦合器的耦合端口的采样功率和待测定向耦合器的耦合端口的采样功率，得到待测定向耦合器的耦合端口的采样功率波动范围的实际值，并通过所述实际值和理论值的比较，验证所述待测定向耦合器功率测试的准确度，其中，λ_g为波导传输线在相应工作频率下的波导波长。

进一步，所述第一定向耦合器和待测定向耦合器均包括矩形波导和至少一个耦合头，耦合头的外壳与矩形波导的宽面焊接，所述耦合头包括与矩形波导宽面垂直的两个端口，所述两个端口分别为耦合端口和隔离端口，所述两个端口为两条同轴传输线，每一同轴传输线均包括由内向外同轴设置的内导体和外导体；所述耦合头还包括耦合片和下部垫环，所述耦合片的两端与两个内导体的底部焊接，所述下部垫环位于外壳下部向内方向设置的边沿与外导体之间。

进一步，所述第一定向耦合器的耦合端口连接第一功率探头，所述第一功率探头的另一端连接第一功率计，用于测量所述第一定向耦合器的耦合端口的采样功率；

所述待测定向耦合器的耦合端口连接第二功率探头，所述第二功率探头的另一端连接第二功率计，用于测量所述待测定向耦合器耦合端口的采样功率。

进一步，得到待测定向耦合器的耦合端口的采样功率波动范围的实际值，包括下述步骤：

基于某一时刻待测定向耦合器耦合端口的采样功率与第一定向耦合器耦合端口的采样功率的比值，得到待测定向耦合器耦合端口的采样功率相对值；

移动滑动短路器的丝杠位置在的变化过程中，得到待测定向耦合器耦合端口的采样功率相对值的序列；

基于所述待测定向耦合器耦合端口的采样功率相对值的序列，得到待测定向耦合器耦合端口的采样功率相对值的最大值和最小值，并基于所述最大值和最小值得到待测定向耦合器的耦合端口的采样功率波动范围的实际值。