寬帶微波功率監(jiān)測組件研制.pdf

1、隨著通信技術(shù)的高速發(fā)展，微波信號的應(yīng)用越來越廣泛，而功率是微波信號的非常重要一個(gè)參數(shù)，對微波功率的準(zhǔn)確測量和控制已經(jīng)成了微波技術(shù)中的一個(gè)很重要的部分，現(xiàn)在微波功率測量儀器正向著小型化、低功耗、寬頻帶、高精度、多功能方向發(fā)展。因此，對寬帶微波功率監(jiān)測系統(tǒng)的研究有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文研制了工作頻段8GHz~18GHz的寬帶微波功率監(jiān)測組件，要求實(shí)現(xiàn)功率監(jiān)測范圍-5~45dBm（即動態(tài)范圍50dB）、監(jiān)測精度±0.5dB以內(nèi)?；?/p>

2、本實(shí)現(xiàn)方案為：待監(jiān)測大功率信號經(jīng)寬帶定向耦合器耦合輸出為弱信號后，通過檢波轉(zhuǎn)變成電平信號，再對電平信號進(jìn)行采集顯示。該組件主要包括：寬帶雙脊波導(dǎo)定向耦合器、雙脊波導(dǎo)-同軸-微帶線過渡轉(zhuǎn)換電路、微波檢波器、寬帶功率均衡器以及功率指示電路。
　　本文首先重點(diǎn)研究寬帶大功率定向耦合器的實(shí)現(xiàn)，通過對定向耦合器的原理及雙脊波導(dǎo)特性的分析，選用標(biāo)準(zhǔn)雙脊波導(dǎo)WRD650作為傳輸線，并采用十字矩形孔耦合方式，利用電磁仿真軟件HFSS進(jìn)行建模仿真，

3、設(shè)計(jì)制作了一個(gè)雙脊波導(dǎo)定向耦合器。測試結(jié)果為：在8GHz~18GHz頻帶內(nèi)，耦合度為40.4±0.7dB，方向性大于15dB。
　　為了實(shí)現(xiàn)組件中不同傳輸線間的高性能轉(zhuǎn)變，本文又對雙脊波導(dǎo)-同軸過渡電路作了重要研究，基于四分之一波長阻抗變換的方法設(shè)計(jì)并制作了一種改進(jìn)型雙脊波導(dǎo)到同軸的轉(zhuǎn)換電路。最后得到的測試結(jié)果為：一對對接的脊波導(dǎo)與同軸過渡電路帶內(nèi)插損小于0.67dB，帶內(nèi)反射小于-14.5dB
　　根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)指標(biāo)要求，選

4、擇HMC662LP3E對數(shù)放大型檢波器芯片及外圍集總元件，搭建了寬帶微波檢波電路。對檢波器的實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后，為減小其頻率響應(yīng)的影響，采用微帶開路枝節(jié)加載集總電阻式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了寬帶功率均衡器。測試得到功率均衡器均衡量9.025±0.2dB，輸入輸出帶內(nèi)反射小于-14.2dB。
　　最后將各微波組件連接，并完成功率指示電路制作，對整體功率監(jiān)測組件進(jìn)行調(diào)試測試。與標(biāo)準(zhǔn)功率計(jì)相比，在-5~45dBm功率范圍內(nèi)，整個(gè)系統(tǒng)的功率測量誤差在±