微波峰值場強測試儀的製作方法
2023-08-03 16:40:56 2
專利名稱：微波峰值場強測試儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用於雷達輻射波檢測的微波峰值場強測試儀，屬於電磁兼容性測試領域，可用於0.1GHz～18GHz頻率範圍內的雷達天線近場的峰值場強測量。
背景技術：
雷達作為一種探測裝置已被廣泛應用。雷達天線輻射的電磁脈衝在時間上變化很大，呈現出周期性瞬間釋放的特性，其脈寬較窄，佔空比多為千分之一，因而雷達天線的近場具有脈寬窄、峰值高的特點。
目前國內外電磁場強測試儀表的檢波方式多半是準峰值檢波或平均值檢波，只能適用於連續波測試，不能用於高功率脈衝場強的測試。如果用通用場強測試儀表進行測試，往往出現兩種情況一是測試儀表對窄脈衝場沒有反應，二是測試儀表易被高場強燒毀。因此，長期以來沒有合適的儀表能測量雷達天線的近場。然而，隨著高科技的快速發展，高功率脈衝設備越來越多，研製實用的微波峰值場強測試儀十分必要。
發明內容
本實用新型所要解決的技術問題是針對上述現有技術存在的不足而提供一種既能測量雷達近場的峰值場強與平均場強，又能測量雷達脈衝波形的微波峰值場強測試儀。
本實用新型為解決上述問題所提出的技術方案為包括有微波場強探頭、微波場強儀主機和計算機，所述的微波場強探頭包括微型天線和全屏蔽探頭盒，全屏蔽探頭盒中設置有微波檢波器和電光轉換電路，所述的微波場強儀主機由光電轉換電路、信號處理電路和虛擬示波器聯接組成，微波場強儀主機與微波場強探頭通過光纖相導通，微波場強儀主機的輸出端與計算機相接。
按上述方案，可在全屏蔽探頭盒中增設高頻衰減器，高頻衰減器聯接於微型天線與微波檢波器之間，用於較大功率的微波場強測試。
按上述方案，所述的虛擬示波器包括高速採樣模塊、A/D轉換模塊和計算機通訊接口。
本實用新型的工作過程為微波場強探頭在雷達天線輻射場中測得一組脈衝調製電壓信號，此信號經微波檢波器後變為脈衝電壓信號，再由電光轉換電路將脈衝電信號轉換成光信號輸出至微波場強儀主機。在微波場強儀主機中光電轉換電路將接收到光信號轉換成電信號，通過信號處理後將電信號復原為原始的脈衝電壓信號，再經高速採樣和A/D轉換，輸入計算機，由計算機進行數據採集，換算後即可給出所測雷達近場的峰值場強和平均場強。
本實用新型的有益效果在於1、將具峰值檢波功能的檢波器運用於雷達近場場強測試，既能測量雷達近場的峰值場強與平均場強，又能測量雷達脈衝的波形；可用於0.1GHz～18GHz頻率範圍內的雷達天線近場的峰值場強測量，量程為0.01W/cm2～100W/cm2，解析度為滿量程的1/200。2、採用光纖作為傳輸介質，可使測試儀的其它裝置和操作人員遠離微波場強探頭和被測雷達現場，這不僅提高了測試裝置的抗幹擾能力，而且使測試人員免受電磁輻射的傷害。3、通過虛擬示波器將高速採樣模塊引入測試系統，實現了微秒級上升沿的窄脈衝快速不失真採樣與數據處理。
圖1為本實用新型一個實施例的電路結構框圖。
圖2為本實用新型一個實施例中的電光轉換電路原理圖。
圖3為本實用新型一個實施例中光電轉換電路、信號處理電路的電路原理圖。
具體實施方式
以下結合附圖進一步說明本實用新型的實施例，由微波場強探頭、微波場強儀主機和計算機三個部分組成。所述的微波場強探頭包括微型天線和全屏蔽探頭盒，微型天線為單極子微型天線，無方向性，調整其長度即可改變測試儀表的測量範圍；全屏蔽探頭盒中設置有高頻衰減器、微波檢波器和電光轉換電路，高頻衰減器為可拆裝結構，當雷達輻射功率不是很高時，可去除高頻衰減器；微波檢波器的工作頻率100MHz-18GHz，最大輸入功率100mW。所述的電光轉換電路包括場效應管Q1、高頻三極體Q2及其外圍電路電阻R1、R2、R3、R4、R5組成的阻抗變換電路，高頻三極體Q3、Q4及二極體D1、D2、D3和電阻R6、R7、R15組成跟隨器，雷射器LD1通過R8、R9與電源相接，同時通過電容C1、C2、C0與Q4的發射極和集電極相跨接，R8、R9為雷射器LD1提供一個偏置電流，使LD1處於一個合適的工作狀態，電容C1、C2、C0起隔直流通交流的作用，使調製脈衝電壓信號疊加到雷射器上變為光信號輸出。電光轉換電路的輸出端通過光纖與微波場強儀主機的輸入端相接，微波場強儀主機包括光電轉換電路、信號處理電路和虛擬示波器，前後聯接而成；其中光電轉換電路由光電轉化器件(晶片)U0構成；信號處理電路包括寬帶運算放大器U1及外圍電路C3、C4、C5和R10、R11組成的跨阻放大電路，寬帶運算放大器U2及外圍電路C6和R12、R13、R14組成的電信號放大電路，使得接收的光信號復原為原始的脈衝電壓信號，通過接口J1輸出至虛擬示波器。虛擬示波器包括高速採樣模塊、A/D轉換模塊和計算機通訊接口。虛擬示波器的輸出端接計算機接口，由計算機進行數據採集，換算後即可給出所測雷達近場的峰值場強和平均場強。
本實用新型可採用WH5100型虛擬示波器，它具有體積小、採樣率高、編程容易的特點，將其與計算機連起來很容易實現對脈衝電壓採樣。
權利要求1.一種微波峰值場強測試儀，其特徵在於包括有微波場強探頭、微波場強儀主機和計算機，所述的微波場強探頭包括微型天線和全屏蔽探頭盒，全屏蔽探頭盒中設置有微波檢波器和電光轉換電路，所述的微波場強儀主機由光電轉換電路、信號處理電路和虛擬示波器聯接組成，微波場強儀主機與微波場強探頭通過光纖相導通，微波場強儀主機的輸出端與計算機相接。
2.按權利要求1所述的微波峰值場強測試儀，其特徵在於在全屏蔽探頭盒中增設高頻衰減器，高頻衰減器聯接於微型天線與微波檢波器之間。
3.按權利要求1或2所述的微波峰值場強測試儀，其特徵在於所述的虛擬示波器包括高速採樣模塊、A/D轉換模塊和計算機通訊接口。
4.按權利要求1或2所述的微波峰值場強測試儀，其特徵在於所述的微型天線為單極子微型天線。
5.按權利要求1或2所述的微波峰值場強測試儀，其特徵在於所述的電光轉換電路包括場效應管Q1、高頻三極體Q2及其外圍電路電阻R1、R2、R3、R4、R5組成的阻抗變換電路，高頻三極體Q3、Q4及二極體D1、D2、D3和電阻R6、R7、R15組成跟隨器，雷射器LD1通過R8、R9與電源相接，同時通過電容C1、C2、C0與Q4的發射極和集電極相跨接。
6.按權利要求1或2所述的微波峰值場強測試儀，其特徵在於所述的光電轉換電路由光電轉化器件U0構成。
7.按權利要求1或2所述的微波峰值場強測試儀，其特徵在於所述的信號處理電路包括寬帶運算放大器U1及外圍電路C3、C4、C5和R10、R11組成的跨阻放大電路，寬帶運算放大器U2及外圍電路C6和R12、R13、R14組成的電信號放大電路，使得接收的光信號復原為原始的脈衝電壓信號，通過接口J1輸出至虛擬示波器。
專利摘要本實用新型涉及一種用於雷達輻射波檢測的微波峰值場強測試儀，可用於0.1GHz～18GHz頻率範圍內的雷達天線近場的峰值場強測量。包括有微波場強探頭、微波場強儀主機和計算機，微波場強探頭包括微型天線和全屏蔽探頭盒，全屏蔽探頭盒中設置有微波檢波器和電光轉換電路，微波場強儀主機由光電轉換電路、信號處理電路和虛擬示波器聯接組成，微波場強儀主機與微波場強探頭通過光纖相導通，微波場強儀主機的輸出端與計算機相接。本實用新型既能測量雷達近場的峰值場強與平均場強，又能測量雷達脈衝的波形；採用光纖作為傳輸介質，使場強儀主機和操作人員遠離被測雷達現場，這不僅提高了測試儀的抗幹擾能力，而且使測試人員免受電磁輻射的傷害。
文檔編號G01R31/00GK2816825SQ20052009723
公開日2006年9月13日 申請日期2005年7月19日 優先權日2005年7月19日
發明者王海嬰, 徐曉明, 劉義, 鄭生全, 溫定娥 申請人:中國艦船研究設計中心