一種折疊波導(dǎo)行波管用集中衰減器的測試系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種折疊波導(dǎo)行波管用集中衰減器的測試系統(tǒng)，包括：矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀；第一標(biāo)準(zhǔn)WR6波導(dǎo)，其與矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的測試信號的輸出端口連接；第一波導(dǎo)變換夾具，其與第一標(biāo)準(zhǔn)WR6波導(dǎo)的連接；測試腔體，其具有微波信號傳輸通道和容納集中衰減器的腔體；微波信號傳輸通道的輸入端與第一波導(dǎo)變換夾具的輸出端連接；第二波導(dǎo)變換夾具，其與微波信號傳輸通道的輸出端連接；第二標(biāo)準(zhǔn)WR6波導(dǎo)，其輸入端與第二波導(dǎo)變換夾具的輸出端連接，其輸出端與矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的測量信號輸入端口連接。該系統(tǒng)解決了頻率大于100GHz的衰減器測試參數(shù)問題，能直接挑選反射低、吸收高的衰減器產(chǎn)品，用于折疊波導(dǎo)行波管的研制，為推動太赫茲系統(tǒng)產(chǎn)品的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
【專利說明】
一種折疊波導(dǎo)行波管用集中衰減器的測試系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及微波電真空器件技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種D波段折疊波導(dǎo)行波管用集中衰減器的測試系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]行波管是一種將輸入的微波信號進(jìn)行放大的電真空器件，具有大功率和高增益的特點(diǎn)，已廣泛用于電子對抗、雷達(dá)系統(tǒng)和高速無線通訊領(lǐng)域。折疊波導(dǎo)行波管由于其慢波結(jié)構(gòu)具有全金屬結(jié)構(gòu)、色散較平坦、高頻損耗小、功率容量大等特點(diǎn)，已成為10GHz以上頻段具有應(yīng)用前景的微電真空器件之一。
[0003]行波管這種高增益放大器件，由于功率和帶寬的性能要求，通常在電子與波相互作用時，容易產(chǎn)生自激振蕩，破壞行波管的正常工作。為了提高行波管的工作穩(wěn)定性，抑制自激振蕩，必須在管內(nèi)加入一種集中衰減器，以切斷反饋通道，使得正常的輸入信號得到放大。
[0004]集中衰減器是指一種含有吸收微波的材料，并將其加工成某種形狀的產(chǎn)品。行波管對集中衰減器的基本要求是在給定的頻率范圍內(nèi)，具有足夠的衰減量，并起到吸收雜波和減小反射的作用。
[0005]電子科技大學(xué)鞏華榮教授(鞏華榮，宮玉彬，唐濤等，折疊波導(dǎo)行波管切斷匹配的設(shè)計(jì)強(qiáng)激光與粒子束2011，第23卷(第2期))在文章中就很好地闡述了各種集中衰減器的形狀和匹配影響，為設(shè)計(jì)折疊波導(dǎo)行波管提供了參考。但文章對衰減器僅限于設(shè)計(jì)與試驗(yàn)結(jié)果的對比，而且只測試了衰減器的駐波匹配特性，對透過波的吸收衰減性能沒有測量，對其測試方法沒有提及，而且只限于頻率35GHz左右的測試數(shù)據(jù)。
[0006]頻率在10GHz以上的折疊波導(dǎo)行波管設(shè)計(jì)時，沒有現(xiàn)成的衰減器特性參考可查，嚴(yán)重制約了頻率大于10GHz以上的折疊波導(dǎo)行波管的應(yīng)用。因此需要對集中衰減器的吸收和反射特性進(jìn)行精確的測量，使其應(yīng)用到折疊波導(dǎo)行波管加工和制造中。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型的一個目的是解決至少上述問題和/或缺陷，并提供至少后面將說明的優(yōu)點(diǎn)。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)根據(jù)本實(shí)用新型的這些目的和其它優(yōu)點(diǎn)，提供了一種折疊波導(dǎo)行波管用集中衰減器的測試系統(tǒng)，包括:
[0009]矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀；
[0010]第一標(biāo)準(zhǔn)WR6波導(dǎo)，其輸入端與矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的測試信號的輸出端口連接；
[0011]第一波導(dǎo)變換夾具，其輸入端與所述第一標(biāo)準(zhǔn)WR6波導(dǎo)的輸出端連接，所述第一波導(dǎo)變換夾具為一具有梯形體空腔的結(jié)構(gòu)；
[0012]測試腔體，其包括底板和密封壓合在底板上的蓋板;所述蓋板上設(shè)置有微波信號的傳輸槽和容納待測集中衰減器的方槽;所述底板和蓋板密封壓合形成微波信號傳輸通道和容納待測集中衰減器的腔體;所述微波信號傳輸通道的輸入端與第一波導(dǎo)變換夾具的輸出端連接；
[0013]第二波導(dǎo)變換夾具，其輸入端與測試腔體中微波信號傳輸通道的輸出端連接;所述第二波導(dǎo)變換夾具為一具有空腔的梯形體結(jié)構(gòu)；
[0014]第二標(biāo)準(zhǔn)WR6波導(dǎo)，其輸入端與第二波導(dǎo)變換夾具的輸出端連接，其輸出端與矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的測量信號輸入端口連接。
[0015]優(yōu)選的是，所述連接均采用法蘭連接。
[0016]優(yōu)選的是，所述待測集中衰減器為具有楔形體結(jié)構(gòu)的衰減器;所述楔形體結(jié)構(gòu)的衰減器的斜面朝向微波信號的輸入方向。
[0017]優(yōu)選的是，所述第一波導(dǎo)變換夾具的梯形體空腔的矩形大頭孔與第一標(biāo)準(zhǔn)WR6波導(dǎo)的輸出端連接，其梯形體空腔的矩形小頭孔與測試腔體中微波信號傳輸通道的輸入端連接。
[0018]優(yōu)選的是，所述第二波導(dǎo)變換夾具的梯形體空腔的矩形大頭孔與第二標(biāo)準(zhǔn)WR6波導(dǎo)的輸入端連接，其梯形體空腔的矩形小頭孔與測試腔體中微波信號傳輸通道的輸出端連接。
[0019]優(yōu)選的是，所述第一標(biāo)準(zhǔn)WR6波導(dǎo)和第二標(biāo)準(zhǔn)WR6波導(dǎo)的波導(dǎo)尺寸均為1.651mmX
0.826mm，測量頻率范圍為120GHz?160GHz。
[0020]優(yōu)選的是，所述矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀替換為標(biāo)量網(wǎng)絡(luò)分析儀。
[0021]本實(shí)用新型至少包括以下有益效果:本實(shí)用新型能夠在120GHz至160GHz頻率范圍內(nèi)，同時測量得到集中衰減器對微波信號的反射特性和吸收特性，能夠直接挑選反射低、吸收高的衰減器產(chǎn)品，滿足行波管抑制振蕩的要求，使得輸入信號得到正常放大。這一系統(tǒng)最終在D波段折疊波導(dǎo)行波管產(chǎn)品研制中獲得應(yīng)用，得到最大輸出功率7.3W，頻率140.2GHz，增益24.6dB的信號結(jié)果，具有很強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，為推動太赫茲系統(tǒng)產(chǎn)品的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
[0022]本實(shí)用新型的其它優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征將部分通過下面的說明體現(xiàn)，部分還將通過對本實(shí)用新型的研究和實(shí)踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。
【附圖說明】
:
[0023]圖1為本實(shí)用新型所述折疊波導(dǎo)行波管用集中衰減器的測試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2為本實(shí)用新型所述測試腔體的截面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖3為本實(shí)用新型所述第一波導(dǎo)變換夾具和第二波導(dǎo)變換夾具的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖4為本實(shí)用新型所述待測集中衰減器的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
:
[0027]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實(shí)施。
[0028]應(yīng)當(dāng)理解，本文所使用的諸如“具有”、“包含”以及“包括”術(shù)語并不配出一個或多個其它元件或其組合的存在或添加。
[0029]圖1?4示出了折疊波導(dǎo)行波管用集中衰減器的測試系統(tǒng)，包括:
[0030]矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀I;
[0031]第一標(biāo)準(zhǔn)WR6波導(dǎo)2，其輸入端與矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀I的測試信號的輸出端口采用法蘭連接；
[0032]第一波導(dǎo)變換夾具3，其輸入端與所述第一標(biāo)準(zhǔn)WR6波導(dǎo)2的輸出端采用法蘭連接，所述第一波導(dǎo)變換夾具3為一具有梯形體空腔4的結(jié)構(gòu)；
[0033]測試腔體5，其包括底板6和密封壓合在底板上的蓋板7;所述蓋板上設(shè)置有微波信號的傳輸槽和容納待測集中衰減器的方槽;所述底板6和蓋板7密封壓合形成微波信號傳輸通道8和容納待測集中衰減器的腔體9;所述微波信號傳輸通道8的輸入端與第一波導(dǎo)變換夾具3的輸出端采用法蘭連接;微波信號傳輸通道8的尺寸模擬了折疊波導(dǎo)的尺寸大小；
[0034]第二波導(dǎo)變換夾具10，其輸入端與微波信號傳輸通道8的輸出端采用法蘭連接;所述第二波導(dǎo)變換夾具10為一具有空腔的梯形體結(jié)構(gòu)；
[0035]第二標(biāo)準(zhǔn)WR6波導(dǎo)11，其輸入端與第二波導(dǎo)變換夾具10的輸出端采用法蘭連接，其輸出端與矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀I的測量信號輸入端口采用法蘭連接。
[0036]在上述技術(shù)方案中，法蘭連接為采用螺釘緊固法蘭連接以便微波信號通過而不發(fā)生泄漏，如圖4，所述待測集中衰減器為具有楔形體結(jié)構(gòu)13的衰減器，其厚度和微波信號傳輸通道8的窄邊尺寸一致，長度和寬度通過優(yōu)化后，需要和微波信號傳輸通道8的微波傳輸相匹配，從而減小波的反射;所述楔形體結(jié)構(gòu)13的衰減器的斜面14朝向微波信號的輸入方向，這樣能夠?qū)ξ⒉ㄟM(jìn)行吸收，同時還能減小微波的反射，提高匹配性能。
[0037]在上述技術(shù)方案中，如圖3所示，所述第一波導(dǎo)變換夾具和第二波導(dǎo)變換夾具是將標(biāo)準(zhǔn)WR6矩形波導(dǎo)的大尺寸寬邊al、窄邊bl，通過直線漸變的連接方式變換到和小尺寸的寬邊a、窄邊b的矩形波導(dǎo)，兩端配有法蘭，可與測試腔體進(jìn)行緊固連接;其中，所述第一波導(dǎo)變換夾具是將標(biāo)準(zhǔn)的WR6波導(dǎo)的尺寸變換到模擬的折疊波導(dǎo)尺寸大小，兩端配有法蘭，可與測試腔體進(jìn)行緊固連接，所述第一波導(dǎo)變換夾具的梯形體空腔的矩形大頭孔與第一標(biāo)準(zhǔn)WR6波導(dǎo)的輸出端連接，其梯形體空腔的矩形小頭孔與測試腔體微波信號傳輸通道的輸入端連接;所述第二波導(dǎo)變換夾具的梯形體空腔的矩形大頭孔與第二標(biāo)準(zhǔn)WR6波導(dǎo)的輸入端連接，其梯形體空腔的矩形小頭孔與測試腔體微波信號傳輸通道的輸出端連接，這樣連接能夠?qū)⑹噶烤W(wǎng)絡(luò)分析儀輸出的微波信號通過波導(dǎo)變換夾具傳輸?shù)綔y試腔體，之后此信號將被矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀所接收，而不發(fā)生微波的泄漏，其中標(biāo)準(zhǔn)WR6波導(dǎo)是在參考國際波導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)尺寸加工而成的，兩端配有法蘭，可以與波導(dǎo)變換夾具進(jìn)行緊固連接。其波導(dǎo)尺寸為1.651mmX
0.826mm，可以用來測量120GHz到160GHz的頻率范圍；所述矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀可以替換為標(biāo)量網(wǎng)絡(luò)分析儀。
[0038]通過上述技術(shù)方案，利用本實(shí)用新型的折疊波導(dǎo)行波管用集中衰減器的測試系統(tǒng)進(jìn)行測試，微波信號從矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀I發(fā)射出來，經(jīng)過第一標(biāo)準(zhǔn)WR6波導(dǎo)2和第一波導(dǎo)變換夾具3，進(jìn)入到測試腔體5中，測試腔體5中放置有楔形體結(jié)構(gòu)13的集中衰減器，由于集中衰減器匹配的問題導(dǎo)致一部份的微波信號被反射回矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀I的測試信號輸出端端口，從而形成Sn的參數(shù)，而另一大部份的微波信號則被集中衰減器吸收后，經(jīng)過第二波導(dǎo)變換夾具10和第二標(biāo)準(zhǔn)WR6波導(dǎo)11，進(jìn)入到矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀I，被測量信號輸入端端口接收了另一部分，從而形成S21的參數(shù)。通過過矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀I的測量，屏幕上顯示出Sn，S21，S22，S12等數(shù)據(jù)結(jié)果，通過S參數(shù)的計(jì)算公式計(jì)算分析得到集中衰減器的特性參數(shù)。根據(jù)測試得到的集中衰減器的反射特性和衰減吸收特性，可以計(jì)算得到集中衰減器的電特性參數(shù)，包括介電常數(shù)和損耗角正切，進(jìn)一步指導(dǎo)折疊波導(dǎo)行波管的設(shè)計(jì)和研制。其中Sn的數(shù)據(jù)反映了衰減器對波的反射特性，通過S參數(shù)的計(jì)算公式:駐波比VSWR= (1+| Sn I )/(1-1 S111 )，得到集中衰減器對波的駐波特性，反映出衰減器的匹配好壞。S21的數(shù)據(jù)反映了衰減器對波傳輸通過后的吸收量，通過3參數(shù)的計(jì)算公式:插損1^((^) = 10化(1-|5111|2)-10化|521|2，得到集中衰減器對波的透過吸收特性，由此反映出衰減器的衰減量大小。本實(shí)用新型的測量集中衰減器的測試系統(tǒng)，可用于測量其他頻率條件下的，滿足折疊波導(dǎo)行波管設(shè)計(jì)與研制過程中所需要的各種集中衰減器。
[0039]在本實(shí)用新型中，集中衰減器中斜面的朝向位置與矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的測試信號輸出端端口進(jìn)行連接，集中衰減器沒有斜面的位置與矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的測量信號輸入端口進(jìn)行連接。
[0040]盡管本實(shí)用新型的實(shí)施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實(shí)施方式中所列運(yùn)用，它完全可以被適用于各種適合本實(shí)用新型的領(lǐng)域，對于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實(shí)現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本實(shí)用新型并不限于特定的細(xì)節(jié)和這里示出與描述的圖例。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種折疊波導(dǎo)行波管用集中衰減器的測試系統(tǒng)，其特征在于，包括: 矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀； 第一標(biāo)準(zhǔn)WR6波導(dǎo)，其輸入端與矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的測試信號的輸出端口連接； 第一波導(dǎo)變換夾具，其輸入端與所述第一標(biāo)準(zhǔn)WR6波導(dǎo)的輸出端連接，所述第一波導(dǎo)變換夾具為一具有梯形體空腔的結(jié)構(gòu)； 測試腔體，其包括底板和密封壓合在底板上的蓋板;所述蓋板上設(shè)置有微波信號的傳輸槽和容納待測集中衰減器的方槽;所述底板和蓋板密封壓合形成微波信號傳輸通道和容納待測集中衰減器的腔體;所述微波信號傳輸通道的輸入端與第一波導(dǎo)變換夾具的輸出端連接； 第二波導(dǎo)變換夾具，其輸入端與測試腔體中微波信號傳輸通道的輸出端連接;所述第二波導(dǎo)變換夾具為一具有空腔的梯形體結(jié)構(gòu)； 第二標(biāo)準(zhǔn)WR6波導(dǎo)，其輸入端與第二波導(dǎo)變換夾具的輸出端連接，其輸出端與矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的測量信號輸入端口連接。2.如權(quán)利要求1所述的折疊波導(dǎo)行波管用集中衰減器的測試系統(tǒng)，其特征在于，所述連接均采用法蘭連接。3.如權(quán)利要求1所述的折疊波導(dǎo)行波管用集中衰減器的測試系統(tǒng)，其特征在于，所述待測集中衰減器為具有楔形體結(jié)構(gòu)的衰減器;所述楔形體結(jié)構(gòu)的衰減器的斜面朝向微波信號的輸入方向。4.如權(quán)利要求1所述的折疊波導(dǎo)行波管用集中衰減器的測試系統(tǒng)，其特征在于，所述第一波導(dǎo)變換夾具的梯形體空腔的矩形大頭孔與第一標(biāo)準(zhǔn)WR6波導(dǎo)的輸出端連接，其梯形體空腔的矩形小頭孔與測試腔體中微波信號傳輸通道的輸入端連接。5.如權(quán)利要求1所述的折疊波導(dǎo)行波管用集中衰減器的測試系統(tǒng)，其特征在于，所述第二波導(dǎo)變換夾具的梯形體空腔的矩形大頭孔與第二標(biāo)準(zhǔn)WR6波導(dǎo)的輸入端連接，其梯形體空腔的矩形小頭孔與測試腔體中微波信號傳輸通道的輸出端連接。6.如權(quán)利要求1所述的折疊波導(dǎo)行波管用集中衰減器的測試系統(tǒng)，其特征在于，所述第一標(biāo)準(zhǔn)WR6波導(dǎo)和第二標(biāo)準(zhǔn)WR6波導(dǎo)的波導(dǎo)尺寸均為1.651mm X 0.826mm，測量頻率范圍為I20GHz?I60GHz。7.如權(quán)利要求1所述的折疊波導(dǎo)行波管用集中衰減器的測試系統(tǒng)，其特征在于，所述矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀替換為標(biāo)量網(wǎng)絡(luò)分析儀。
【文檔編號】G01R31/00GK205679710SQ201620597155
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月15日 公開號201620597155.2, CN 201620597155, CN 205679710 U, CN 205679710U, CN-U-205679710, CN201620597155, CN201620597155.2, CN205679710 U, CN205679710U
【發(fā)明人】雷文強(qiáng), 蔣藝, 胡林林, 周泉豐, 胡鵬, 閻磊, 馬國武, 陳洪斌
【申請人】中國工程物理研究院應(yīng)用電子學(xué)研究所