微波功率自動檢測系統(tǒng)研究.pdf

1、當(dāng)前，包括接收機(jī)、發(fā)射機(jī)、測試測量設(shè)備和雷達(dá)等在內(nèi)的很多系統(tǒng)都需要檢測微波功率。在這些系統(tǒng)中，微波功率檢測有助于確保系統(tǒng)安全、高效地運(yùn)行。因此，發(fā)展和研究微波功率自動檢測系統(tǒng)顯得十分必要。
　　本文首先介紹了微波功率檢測技術(shù)的發(fā)展，對微波功率檢測的理論進(jìn)行分析研究，并根據(jù)具體實(shí)際需求確定了微波功率檢測系統(tǒng)的總體方案。同時將系統(tǒng)劃分為三個主要模塊，微波功率耦合模塊，微波功率檢波模塊以及顯示與保護(hù)電路模塊。
　　經(jīng)過對雙脊波導(dǎo)耦

2、合器相關(guān)理論知識的研究，針對微波功率自動檢測系統(tǒng)中耦合器模塊的指標(biāo)要求，設(shè)計(jì)了雙脊波導(dǎo)微波功率耦合器。為了滿足平坦度要求，選用WRD650雙脊波導(dǎo)，采用了十字孔方式耦合。并設(shè)計(jì)了脊波導(dǎo)到同軸轉(zhuǎn)換相應(yīng)階梯變化組件。
　　微波功率檢波模塊是微波功率檢測系統(tǒng)的核心部分。對數(shù)型檢波器方案選取了迅泰HMC948檢波器芯片，其動態(tài)范圍大于50dB。在工作頻率范圍內(nèi)設(shè)計(jì)了相應(yīng)的匹配網(wǎng)絡(luò)，使得頻率響應(yīng)指標(biāo)小于1dB。針對微波功率自動檢測系統(tǒng)不同的

3、使用場合，設(shè)計(jì)了肖特基二極管設(shè)計(jì)檢波電路。通過建立其基于ADS軟件的仿真模型，使用諧波平衡仿真其輸入功率輸出電壓曲線。對數(shù)功率檢波器的動態(tài)范圍指標(biāo)明顯具有優(yōu)勢，應(yīng)用也比較方便；而肖特基二極管檢波電路在應(yīng)用的頻率范圍，響應(yīng)速度及成本方面具有一定優(yōu)勢。本文中的微波功率自動檢測系統(tǒng)分別采用兩類檢波器作為功率探頭可以針對不同的應(yīng)用場合。
　　顯示及保護(hù)電路模塊需要將功率檢波模塊的輸出模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，并用于顯示當(dāng)前狀態(tài)。本文采用MSP4

4、30單片機(jī)包括其自帶AD轉(zhuǎn)換，并使用顯示驅(qū)動 ILI9325芯片完成系統(tǒng)所需的狀態(tài)指示。除此之外，依靠功率檢測模塊提供的功率大小，設(shè)計(jì)了保護(hù)電路可以在功率超過預(yù)設(shè)閾值時按一定時序控制電子開關(guān)保護(hù)微波收發(fā)機(jī)中關(guān)鍵部件。
　　最終測試結(jié)果表明雙脊波導(dǎo)微波功率耦合器耦合度為30dB±1dB，方向性為15dB，SWR小于1.43，頻率范圍為13GHz-18GHz。雙脊波導(dǎo)同軸轉(zhuǎn)換插損小于0.7dB，S11小于-10dB。當(dāng)輸入檢波器的輸入

5、功率為-5dBm時，13GHz，15GHz，18GHz時輸出電壓分別為1.629V，1.626V，1.543V。系統(tǒng)在工作頻帶13GHz-18GHz內(nèi)功率量程達(dá)到-15dBm到35dBm，動態(tài)范圍為到50dB，響應(yīng)時間約100ns，測量誤差小于1dB。主要指標(biāo)達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。并具有彩屏顯示功率曲線功能，能夠根據(jù)檢測結(jié)果快速響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)對被測系統(tǒng)中的關(guān)鍵組件的保護(hù)。最終設(shè)計(jì)方案涉及微波電路設(shè)計(jì)，單片機(jī)數(shù)字電路設(shè)計(jì)，模擬電路設(shè)計(jì)軟件驅(qū)動編程，