專利名稱：射頻功率測試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
射頻功率測試儀技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及一種射頻功率測試儀，用于雷達(dá)的測試和使用維護(hù)過程領(lǐng)域。
技術(shù)背景[0002]目前常規(guī)采用功率計(jì)檢測功率，功率計(jì)通常由功率傳感器(或稱功率探頭)和功 率指示器兩部分組成。根據(jù)功率計(jì)測量電路的連接方式，功率計(jì)可分為吸收式(又稱終 端式)和通過式兩種，上述功率計(jì)的體積較大，攜帶不便；工作電壓為220V，在野外作 業(yè)時(shí)使用不便；價(jià)格昂貴；而且不能同時(shí)查看波形。[0003]射頻功率測試儀是根據(jù)雷達(dá)使用方的需求而設(shè)計(jì)的一款簡單實(shí)用的吸收式射頻 小功率計(jì)。其結(jié)構(gòu)特征如下儀表頂端設(shè)有射頻信號(hào)輸入端和查看波形輸出端；面板上 設(shè)有四個(gè)功能鍵和一個(gè)背光燈開關(guān)鍵，其中功能鍵實(shí)現(xiàn)了信號(hào)類型、工作波段的選擇和 衰減量的設(shè)定；側(cè)面設(shè)有電池充電端口。塑料殼體加橡膠保護(hù)套的外殼結(jié)構(gòu)，不但外形 美觀而且抗沖擊能力強(qiáng)。發(fā)明內(nèi)容[0004]本實(shí)用新型的目的是在寬輸入頻率范圍(P、L、S、C波段)、寬輸入功率范 圍(0 20dBm)的要求下，采用簡單可靠的測量方法，實(shí)現(xiàn)小體積、低功耗、低成本的 目標(biāo)。測量系統(tǒng)低功耗的特點(diǎn)使電池供電成為可能，它的主要優(yōu)勢在于克服了功率計(jì)在 野外條件下使用不便的缺點(diǎn)。[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是射頻功率測試儀，主要由Π型衰減電路、檢波電 路、射隨電路、采樣觸發(fā)電路，查看波形支路、脈沖信號(hào)支路和連續(xù)波信號(hào)支路組成； 其特征在于輸入射頻信號(hào)先經(jīng)依次連接的Π型衰減電路、檢波電路、射隨電路，然 后分為查看波形支路、脈沖信號(hào)支路或者連續(xù)波信號(hào)支路，此時(shí)信號(hào)是連續(xù)波時(shí)，射隨 電路通過連續(xù)波信號(hào)支路直接傳輸至微控制器的A/D采樣端口 ；如果此時(shí)信號(hào)不是連 續(xù)波，射隨電路則連接脈沖信號(hào)支路，脈沖信號(hào)支路又分為兩路，一路直接傳輸至微控 制器的A/D采樣端口，一路至采樣觸發(fā)電路，查看波形支路經(jīng)射隨電路后至查看波形 端口，其中檢波電路由帶內(nèi)部溫度補(bǔ)償?shù)男ぬ鼗O管構(gòu)成，這樣做的效果是可以實(shí)現(xiàn) 射頻信號(hào)到視頻信號(hào)的轉(zhuǎn)化；Π型衰減電路的作用是為了使檢波二極管工作在最佳輸 入-輸出特性區(qū)域內(nèi)；采樣觸發(fā)電路由比較器構(gòu)成，這樣做的目的是當(dāng)檢波輸出信號(hào)電 壓高于比較器基準(zhǔn)電壓，即高于有效的射頻輸入信號(hào)時(shí)，微控制器才進(jìn)行采樣。[0006]如上所述的射頻功率測試儀，其特征在于被測對象和測試儀之間連接衰減 器，因?yàn)楣β蕼y試儀正常工作的輸入信號(hào)功率范圍為O至20dBm，如果被測信號(hào)的功率 不在此范圍內(nèi)時(shí)，需要設(shè)置衰減器來實(shí)現(xiàn)功率的調(diào)節(jié)，當(dāng)調(diào)節(jié)在測試儀的正常工作狀態(tài) 時(shí)，通過選擇信號(hào)類型、工作波段和設(shè)置衰減量可以檢測到被測信號(hào)的功率大小。[0007]本測試儀在進(jìn)行電路設(shè)計(jì)時(shí)，采取的降低功耗的主要措施如下一、選用工作 電壓低、效率高的芯片，在某些芯片(如CAN收發(fā)器等)不工作時(shí)切斷電源；二、選用CN 201811992 U說明書2/3頁超低功耗的微控制器，并把微控制器未使用的I/O 口配置為輸入模式。測試儀的電源選 擇使用容量大、壽命長、安全可靠的可充電聚合物鋰離子電池。[0008]本實(shí)用新型的有益效果是[0009](1)在實(shí)現(xiàn)功率測量的基礎(chǔ)上，可以查看波形；[0010](2)體積小、便攜、功耗低、成本低；[0011](3)專用性強(qiáng)。


[0012]圖1是本測試儀的結(jié)構(gòu)示意圖。[0013]圖2是本測試儀的部分電路示意圖。[0014]圖3是本測試儀的外型結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
[0015]圖3中的標(biāo)記說明1-射頻輸入端口，2-查看波形端口，3-電源開關(guān)，4-充電 端口，5-信號(hào)類型選擇鍵，6-衰減量個(gè)位設(shè)置鍵，7-工作波段選擇鍵，8-衰減量十位設(shè) 置鍵。[0016]如圖1所示，被測射頻信號(hào)經(jīng)過14dB的Π型衰減電路和RF功率檢波器LTC5531 后輸出電壓信號(hào)。如果被測信號(hào)為脈沖信號(hào)，則在脈沖信號(hào)支路，當(dāng)檢波輸出信號(hào)的電 壓高于AD8032的正輸入端電壓時(shí)，AD8032輸出高電平，觸發(fā)EINTO中斷，微控制器對 檢波輸出電壓信號(hào)進(jìn)行采樣；如果被測信號(hào)為連續(xù)波信號(hào)，則在連續(xù)波信號(hào)支路，微控 制器對檢波輸出電壓信號(hào)進(jìn)行采樣。采樣值經(jīng)累加、求平均值、查表、換算后得到被測 射頻信號(hào)功率值。[0017]如圖2所示，Rl、R2和R3組成Π型電阻衰減網(wǎng)絡(luò)，射頻信號(hào)經(jīng)耦合電容器C4 連接至LTC5531的RRn腳。LTC5531的初始偏置電壓為127毫伏(即在無輸入時(shí)Vout 輸出為127毫伏)，所以比較器AD8032的正輸入端電壓為M27mV，當(dāng)測試儀有輸入信 號(hào)時(shí)，Vout輸出大于127mV，比較器輸出高電平。射隨電路由帶負(fù)反饋的運(yùn)放AD8032 組成，起到緩沖、隔離和提高帶負(fù)載能力的作用。[0018]對檢波二極管的性能要求如下寬輸入頻率范圍、寬輸入功率范圍、線性度高寸。[0019]本測試儀在進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)時(shí)，充分考慮了電磁兼容性，最大限度地實(shí)現(xiàn)電路的 性能指標(biāo)。主要措施如下一、射頻信號(hào)在SMA接頭和檢波二極管輸入端之間為50 歐姆阻抗匹配線，在此信號(hào)傳輸線兩側(cè)設(shè)計(jì)了兩排地過孔，起到隔離作用，減小對其它 電路的干擾；二、數(shù)字信號(hào)電路和模擬信號(hào)電路分開，各功能模塊電路之間減少交叉重 疊；三、數(shù)字地和模擬地分離，最后接于電源地；四、元器件布局基本符合按同一方向 排列的原則，并且接口元器件的方向和接口一致。[0020]
以下結(jié)合附圖3和具體實(shí)施實(shí)例，對本測試儀做進(jìn)一步詳細(xì)說明。[0021]實(shí)施實(shí)例1，進(jìn)行功率測量時(shí)，在被測點(diǎn)和測試儀之間串接適當(dāng)大小的衰減器， 打開電源開關(guān)1，通過工作波段選擇鍵7選擇工作波段(默認(rèn)為P波段)，通過衰減量設(shè) 置鍵6和8設(shè)置衰減量(OdB 69dB)，則被測信號(hào)的功率大小如顯示屏所示。[0022]實(shí)施實(shí)例2，在完成實(shí)施實(shí)例1所示的連接的基礎(chǔ)上，用SMA-Q9電纜連接測試 儀的查看波形端口 2和示波器，調(diào)整示波器就可以看到檢波輸出后的波形。[0023]本實(shí)用新型功率測試儀，能夠快速檢測微波信號(hào)的功率、查看波形，具有便 攜、低成本、高精度的特點(diǎn)。在雷達(dá)的測試和使用維護(hù)過程中，通過檢測發(fā)射機(jī)輸出功 率、發(fā)射機(jī)反射功率、接收機(jī)反射功率信號(hào)和頻率源輸出信號(hào)的大小等等，協(xié)助技術(shù)人 員迅速查找、判斷故障。
權(quán)利要求1.射頻功率測試儀，主要由Π型衰減電路、檢波電路、射隨電路、采樣觸發(fā)電路， 查看波形支路、脈沖信號(hào)支路和連續(xù)波信號(hào)支路組成；其特征在于輸入射頻信號(hào)先經(jīng) 依次連接的Π型衰減電路、檢波電路、射隨電路，然后分為查看波形支路、脈沖信號(hào)支 路或者連續(xù)波信號(hào)支路，此時(shí)信號(hào)是連續(xù)波時(shí)，射隨電路通過連續(xù)波信號(hào)支路直接傳輸 至微控制器的A/D采樣端口；如果此時(shí)信號(hào)不是連續(xù)波，射隨電路則連接脈沖信號(hào)支 路，脈沖信號(hào)支路又分為兩路，一路直接傳輸至微控制器的A/D采樣端口，一路至采樣 觸發(fā)電路，查看波形支路經(jīng)射隨電路后至查看波形端口，其中檢波電路由帶內(nèi)部溫度補(bǔ) 償?shù)男ぬ鼗O管構(gòu)成，采樣觸發(fā)電路由比較器構(gòu)成。
2.如權(quán)利要求1所述的射頻功率測試儀，其特征在于被測對象和測試儀之間連接 衰減器。
專利摘要射頻功率測試儀，輸入射頻信號(hào)先經(jīng)∏型衰減電路、檢波電路、射隨電路，然后分為查看波形支路、脈沖信號(hào)支路或者連續(xù)波信號(hào)支路，此時(shí)信號(hào)是連續(xù)波時(shí)，射隨電路通過連續(xù)波信號(hào)支路直接傳輸至微控制器的A/D采樣端口；如果此時(shí)信號(hào)不是連續(xù)波，射隨電路則連接脈沖信號(hào)支路，脈沖信號(hào)支路分為兩路，一路直接傳輸至微控制器的A/D采樣端口，一路至采樣觸發(fā)電路，查看波形支路經(jīng)射隨電路后至查看波形端口。該儀器能夠快速檢測微波信號(hào)的功率、查看波形，具有便攜、低成本、高精度的特點(diǎn)。在雷達(dá)的測試和使用維護(hù)過程中，通過檢測發(fā)射機(jī)輸出功率、發(fā)射機(jī)反射功率、接收機(jī)反射功率信號(hào)和頻率源輸出信號(hào)的大小等等，協(xié)助技術(shù)人員迅速查找、判斷故障。
文檔編號(hào)G01S7/40GK201811992SQ20102051438
公開日2011年4月27日 申請日期2010年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月2日
發(fā)明者余康飛, 李宏斌, 楊金壯, 殷律, 王志 申請人:武漢濱湖電子有限責(zé)任公司