18GHz~26.5GHz小功率校准装置研制

摘要

微波功率计校准装置的研制与满足武器装备和型号任务的需求是分不开的，既可满足国防系统内微波小功率参数量值传递的需求，又可确保量值的准确、可靠和统一。本文主要围绕建立18GHz～26.5GHz频段的功率计校准装置展开研究，并采用传递标准法研制这一频段的同轴功率校准装置。
　　本文介绍了建立同轴功率计量标准的总体设计方案，包括终端式传递标准和通过式传递标准两种形式。首先，详细阐述了传递标准法校准功率计的原理，并根据采用传递标准法建立微波小功率计量标准的实现要求，引出了需要重点解决的关键技术——等效信号源设计。
　　等效信号源是该校准装置的重要组成部分，其性能关系到整个系统的技术指标，其中稳幅环路是等效信号源的关键部分。本文阐述了稳幅环路的设计方案，利用一个对称性良好的功分器、标准功率座及标准功率指示器组成传递标准，可获得低反射系数的等效信号源，提高功率校准的准确度。
　　此外，还采用Visual Basic作为软件开发平台，设计采用自顶而下、分层设计的方法，通过最底层的硬件接口、次底层的字符串命令及库函数、参量层的命令及调用函数与设备通讯；最顶层的应用程序等，完成通用的操作过程及专用的测试过程；编制了自动校准及测试软件，该软件具有操作简单、界面直观层次清晰等特点。
　　最后对研制的同轴小功率计量标准装置进行了数据采集和处理，目的是验证其指标与方案设计的符合程度，具体测试内容包括稳幅性能测试、等效信号源反射系数测试和传递标准校准系数定标等，并对校准装置的测量不确定度进行了评定，所有数据表明该小功率标准的校准系数测量不确定度达到预定的技术指标。

目录

18GHz～26.5GHz 小功率校准装置研制

DEVELOPMENT OF LOW POWERSTANDARD SET FROM 18GHz To26.5GHz

摘要

Abstract

第1章绪论

1.1 微波功率测量发展综述

1.2 课题的来源、目的及意义

1.3 主要技术指标

1.4 本文主要研究内容

1.5 本文结构

第2章系统总体方案设计

2.1 引言

2.2 常用校准方法

2.2.1 交替比较法

2.2.2 传递标准法

2.3 18GHz～26.5GHz 功率计校准装置总体方案

2.3.1 终端式功率校准装置方案

2.3.2 通过式功率校准装置方案

2.4 关键技术

2.4.1 标准信号源的稳幅环路设计

2.4.2 自动校准和测试软件设计

2.5 本章小结

第3章稳幅环路设计

3.1 引言

3.2 信号源稳幅的基本原理

3.3 连续波稳幅环路方案选择及分析

3.3.1 利用信号源ALC 功能进行外稳幅

3.3.2 利用信号源AM 功能进行外稳幅

3.4 18GHz～26.5GHz 功率校准装置设计

3.5 稳幅环路测试

3.5.1 测试原理

3.5.2 稳幅测试数据

3.6 等效源反射系数测量

3.6.1 低反射系数等效信号源原理

3.6.2 等效源反射系数的测量

3.7 本章小结

第4章软件设计

4.1 软件开发平台的选择

4.2 计算机与仪器间的I/O 接口设备的选择

4.3 总体设计

4.3.1 测试和校准管理软件

4.3.2 校准测试软件

4.3.3 软件基本结构图

4.4 软件层次说明

4.5 本章小结

第5章测试与结果分析

5.1 插入损耗测量

5.1.1 测试内容及方法

5.1.2 测试数据

5.2 热敏电阻座M1118 校准系数定标

5.2.1 18GHz 频率定标

5.2.2 26.5GHz 频率定标

5.3 验证热敏电阻座M1118 校准系数

5.4 热敏电阻座M1118 对F1117A 校准系数定标

5.4.1 测量框图

5.4.2 定标步骤

5.4.3 不确定度来源

5.4.4 测量不确定度评定

5.5 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

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致谢

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