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1、(10)申请公布号 CN 103529421 A (43)申请公布日 2014.01.22 CN 103529421 A (21)申请号 201310520028.3 (22)申请日 2013.10.29 G01R 35/02(2006.01) (71)申请人 北京无线电计量测试研究所 地址 100854 北京市海淀区 142 信箱 408 分 箱 (72)发明人 方维海 年丰 张璐 温鑫 (74)专利代理机构 北京正理专利代理有限公司 11257 代理人 张文祎 (54) 发明名称 一种耦合器校准方法 (57) 摘要 本发明公开了一种耦合器校准方法， 该校准 方法包括如下步骤 ： 利用第一耦。
2、合器校准装置和 第二耦合器校准装置测量待测耦合器的耦合度本 底值和反射系数本底值 ； 利用高温箱将待测耦合 器的温度升高至需要的温度并且保持该温度稳 定 ； 利用矢量网络分析仪测量待测耦合器的耦合 度和反射系数， 获得待测耦合器的耦合度高温测 量值和反射系数高温测量值 ； 计算待测耦合器的 耦合度高温测量值与耦合度本底值的差值获得待 测耦合器的耦合度真实值 ； 计算待测耦合器的反 射系数高温测量值与反射系数本底值的差值获得 耦合器的反射系数真实值。本发明的校准方法能 够适用于大功率耦合器的校准 ； 本发明的校准方 法能够提高大功率耦合器的校准精度。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 。
3、说明书 3 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103529421 A CN 103529421 A 1/1 页 2 1. 一种耦合器校准方法， 其特征在于， 该校准方法包括如下步骤 ： 利用第一耦合器校准装置和第二耦合器校准装置测量待测耦合器的耦合度本底值和 反射系数本底值 ； 利用高温箱将待测耦合器的温度升高至需要的温度并且保持该温度稳定 ； 利用矢量网络分析仪测量待测耦合器的耦合度和反射系数， 获得待测耦合器的耦合度 高温测量值和反射系数高温测量值 ； 计算待测耦合器的耦合度高温测量。
4、值与耦合度本底值的差值获得待测耦合器的耦合 度真实值 ； 计算待测耦合器的反射系数高温测量值与反射系数本底值的差值获得耦合器的 反射系数真实值。 2. 根据权利要求 1 所述的耦合器校准方法， 其特征在于， 所述步骤 “利用第一耦合器校 准装置和第二耦合器校准装置测量待测耦合器的耦合度本底值和反射系数本底值” 包括如 下子步骤 ： 利用第一耦合器校准装置在常温下测量待测耦合器的耦合度和反射系数， 获得待测耦 合器的第一耦合度常温测量值和第一反射系数常温测量值 ； 利用第二耦合器校准装置在常温下测量待测耦合器的耦合度和反射系数， 获得待测耦 合器的第二耦合度常温测量值和第二反射系数常温测量值 ；。
5、 计算待测耦合器的第一耦合度常温测量值和第二耦合度常温测量值的平均值并将该 平均值作为待测耦合器的耦合度本底值 ； 计算待测耦合器的第一反射系数常温测量值和第 二反射系数常温测量值的平均值并将该平均值作为待测耦合器的反射系数本底值。 3. 根据权利要求 1 所述的耦合器校准方法， 其特征在于， 重复所述步骤 “利用高温箱将 待测耦合器的温度升高至需要的温度并且保持该温度稳定” 、 所述步骤 “利用矢量网络分析 仪测量待测耦合器的耦合度和反射系数， 获得待测耦合器的耦合度高温测量值和反射系数 高温测量值” 、 以及所述步骤 “计算待测耦合器的耦合度高温测量值与耦合度本底值的差值 获得待测耦合器的。
6、耦合度真实值 ； 计算待测耦合器的反射系数高温测量值与反射系数本底 值的差值获得耦合器的反射系数真实值” 实现对待测耦合器不同温度的校准。 权 利 要 求 书 CN 103529421 A 2 1/3 页 3 一种耦合器校准方法 技术领域 0001 本发明涉及耦合器校准技术领域， 特别涉及一种耦合器校准方法， 该方法适用于 大功率的耦合器。 背景技术 0002 随着远距离雷达和高功率微波技术的飞速发展， 微波源的功率不断提高。 目前， 实 际应用需要的微波源的峰值功率高达GW量级， 其平均功率高达kW量级。 对于这种大功率的 微波源， 现有技术的测量方法无法直接测量其功率， 通常需要利用耦合器。
7、将微波源发射的 微波耦合为小功率的微波， 然后通过测量小功率的微波实现对微波源功率的间接测量。在 利用耦合器对微波耦合之前需要对耦合器进行校准。 0003 利用耦合器对大功率的微波进行耦合时， 耦合器的温度将升高。温度升高将导致 耦合器产生结构变形， 且当升高的温度不同时， 耦合器产生的结构变形的程度不同， 这必然 导致耦合器的耦合特性发生改变。 0004 现有技术的耦合器校准方法采用矢量网络分析仪在常温下测量小功率的耦合器 的耦合度和反射系数， 而不考虑耦合器的温度升高对校准的影响。 对中小功率的耦合器， 即 对平均功率小于 1kW 的耦合器， 耦合器工作时自身的温度升高对校准的影响较小， 。
8、现有技 术的耦合器校准方法产生的误差较小。但是， 当耦合器的功率大于 1kW 时， 耦合器工作时自 身的温度升高对校准的影响增大， 导致现有技术的校准方法无法满足实际应用的需要。 发明内容 0005 本发明的目的是针对现有技术的缺陷， 提供一种耦合器校准方法。 0006 本发明提供的耦合器校准方法包括如下步骤 ： 0007 利用第一耦合器校准装置和第二耦合器校准装置测量待测耦合器的耦合度本底 值和反射系数本底值 ； 0008 利用高温箱将待测耦合器的温度升高至需要的温度并且保持该温度稳定 ； 0009 利用矢量网络分析仪测量待测耦合器的耦合度和反射系数， 获得待测耦合器的耦 合度高温测量值和反。
9、射系数高温测量值 ； 0010 计算待测耦合器的耦合度高温测量值与耦合度本底值的差值获得待测耦合器的 耦合度真实值 ； 计算待测耦合器的反射系数高温测量值与反射系数本底值的差值获得耦合 器的反射系数真实值。 0011 优选地， 所述步骤 “利用第一耦合器校准装置和第二耦合器校准装置测量待测耦 合器的耦合度本底值和反射系数本底值” 包括如下子步骤 ： 0012 利用第一耦合器校准装置在常温下测量待测耦合器的耦合度和反射系数， 获得待 测耦合器的第一耦合度常温测量值和第一反射系数常温测量值 ； 0013 利用第二耦合器校准装置在常温下测量待测耦合器的耦合度和反射系数， 获得待 测耦合器的第二耦合度。
10、常温测量值和第二反射系数常温测量值 ； 说 明 书 CN 103529421 A 3 2/3 页 4 0014 计算待测耦合器的第一耦合度常温测量值和第二耦合度常温测量值的平均值并 将该平均值作为待测耦合器的耦合度本底值 ； 计算待测耦合器的第一反射系数常温测量值 和第二反射系数常温测量值的平均值并将该平均值作为待测耦合器的反射系数本底值。 0015 优选地， 重复所述步骤 “利用高温箱将待测耦合器的温度升高至需要的温度并且 保持该温度稳定” 、 所述步骤 “利用矢量网络分析仪测量待测耦合器的耦合度和反射系数， 获得待测耦合器的耦合度高温测量值和反射系数高温测量值” 、 以及所述步骤 “计算待。
11、测耦 合器的耦合度高温测量值与耦合度本底值的差值获得待测耦合器的耦合度真实值 ； 计算待 测耦合器的反射系数高温测量值与反射系数本底值的差值获得耦合器的反射系数真实值” 实现对待测耦合器不同温度的校准。 0016 本发明具有如下有益效果 ： 0017 (1) 本发明的校准方法能够适用于大功率耦合器即功率大于 1kW 的耦合器的校 准 ； 0018 (2) 由于本发明的校准方法考虑了耦合器的温度升高对校准的影响， 因此本发明 的校准方法能够提高大功率耦合器的校准精度。 附图说明 0019 图 1 为本发明实施例提供的耦合器校准方法采用的第一校准装置的结构示意图 ； 0020 图 2 为本发明实施。
12、例提供的耦合器校准方法采用的第二校准装置的结构示意图 ； 0021 图 3 为本发明实施例提供的耦合器校准方法的流程图。 具体实施方式 0022 下面结合附图及实施例对本发明的发明内容作进一步的描述。 0023 如图 1 所示， 本实施例提供的耦合器校准方法采用的第一校准装置包括矢量网络 分析仪 1 和匹配负载 2。待测耦合器 3 的输出端与矢量网络分析仪 1 的输入端连接 ； 矢量 网络分析仪 1 的输出端与待测耦合器 3 的输入端连接。匹配负载 2 与待测耦合器 3 连接。 第一校准装置即现有技术的耦合器校准装置。 0024 如图 2 所示， 本实施例提供的耦合器校准方法采用的第二校准装置。
13、包括矢量网络 分析仪 1、 匹配负载 2 和高温箱 4。待测耦合器 3 设于高温箱 3 内。待测耦合器 3 的输出端 依次通过隔热传输线 6 和同轴电缆 5 与矢量网络分析仪 1 的输入端连接 ； 矢量网络分析仪 1 的输出端依次通过同轴电缆 5 和隔热传输线 6 与待测耦合器 3 连接。隔热传输线 6 位于 高温箱 4 内， 且隔热传输线 6 能够耐高温。同轴电缆 5 位于高温箱 4 外。矢量网络分析仪 1 用于测量待测耦合器 3 的耦合度和反射系数。待测耦合器 3 通过隔热传输线 6 与匹配负 载 2 连接。 0025 在本实施例中， 高温箱 4 采用例如石英加热管。隔热传输线 6 为同轴。
14、线或波导线。 0026 本实施例提供的耦合器校准方法包括如下步骤 ： 0027 S1 ： 利用第一耦合器校准装置和第二耦合器校准装置测量待测耦合器 3 的耦合度 本底值和反射系数本底值 ； 0028 S2 ： 利用高温箱 4 将待测耦合器 3 的温度升高至需要的温度并且保持该温度稳 定 ； 说 明 书 CN 103529421 A 4 3/3 页 5 0029 S3 ： 利用矢量网络分析仪1测量待测耦合器3的耦合度和反射系数， 获得待测耦合 器 3 的耦合度高温测量值和反射系数高温测量值 ； 0030 S4 ： 计算待测耦合器 3 的耦合度高温测量值与耦合度本底值的差值获得待测耦合 器 3 的。
15、耦合度真实值 ； 计算待测耦合器 3 的反射系数高温测量值与反射系数本底值的差值 获得耦合器 3 的反射系数真实值。 0031 上述步骤 S1 进一步包括如下子步骤 ： 0032 S1.1 ： 利用上述第一耦合器校准装置在常温下测量待测耦合器 3 的耦合度和反射 系数， 获得待测耦合器 3 的第一耦合度常温测量值和第一反射系数常温测量值 ； 0033 S1.2 ： 利用上述第二耦合器校准装置在常温下测量待测耦合器 3 的耦合度和反射 系数， 获得待测耦合器 3 的第二耦合度常温测量值和第二反射系数常温测量值 ； 0034 S1.3 ： 计算待测耦合器 3 的第一耦合度常温测量值和第二耦合度常温。
16、测量值的平 均值并将该平均值作为待测耦合器 3 的耦合度本底值 ； 计算待测耦合器 3 的第一反射系数 常温测量值和第二反射系数常温测量值的平均值并将该平均值作为待测耦合器 3 的反射 系数本底值。 0035 需要说明的是， 上述步骤 S1.1 与步骤 S1.2 的顺序可以互换。 0036 重复上述步骤 S2 至步骤 S4 即可实现对待测耦合器 3 不同温度的校准。 0037 本实施例的校准方法能够适用于大功率耦合器即功率大于 1kW 的耦合器的校准 ； 由于本实施例的校准方法考虑了耦合器的温度升高对校准的影响， 因此本实施例的校准方 法能够提高大功率耦合器的校准精度。此外， 本实施例的校准方法也可以用于中小功率即 功率小于 1kW 的耦合器的校准。 0038 应当理解， 以上借助优选实施例对本发明的技术方案进行的详细说明是示意性的 而非限制性的。 本领域的普通技术人员在阅读本发明说明书的基础上可以对各实施例所记 载的技术方案进行修改， 或者对其中部分技术特征进行等同替换 ； 而这些修改或者替换， 并 不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。 说 明 书 CN 103529421 A 5 1/1 页 6 图 1 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 103529421 A 6 。