專利名稱：毫米波測量儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種毫米波測量儀。
在美國《科學(xué)儀器評論》雜志1986年57卷第8期的1974頁“TFTR裝置上用快掃描外差輻射計進(jìn)行電子回旋輻射的測量”一文中公開了一種通過快速掃描本振頻率因而具有多點(diǎn)測量功能的雙邊帶微波外差輻射計，它是由電控掃描的返波管振蕩器、高壓電源和觸發(fā)控制模塊構(gòu)成的短毫米波返波管本振信號發(fā)生器、吸收式振蕩器功率平衡回路和由寬帶混頻器、放大器、濾波器和檢波器構(gòu)成的邊帶信號處理器組成的快掃描雙邊帶窄帶中頻輻射計，以測量一個波段范圍內(nèi)的多個頻率點(diǎn)，其不足之處在于測量速度不能滿足快速測量系統(tǒng)的要求。
本實用新型的目的在于提供一種測量時間短、速度快的毫米波測量儀。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用了以下技術(shù)措施它由短毫米波返波管本振信號發(fā)生器和邊帶信號處理器組成，短毫米波返波管本振信號發(fā)生器的輸出端和待測微波信號接口與邊帶信號處理器3連接，短毫米波返波管本振信號發(fā)生器的輸出端和待測微波信號接口還分別與金屬線柵分束器構(gòu)成的邊帶頻率選擇器的輸入端連接，其輸出接邊帶信號處理器1、2。
可在短毫米波返波管本振信號發(fā)生器的觸發(fā)控制模塊中再增設(shè)微處理器控制電路并經(jīng)程序設(shè)定用以產(chǎn)生掃描微波源頻率的掃描電壓控制信號，以選定測量頻段內(nèi)所需的測量點(diǎn)。
所述的金屬線柵的線徑為30-50微米、兩線間距為70-90微米。
采用上述技術(shù)方案后，由于電控掃頻返波管振蕩器的本振頻率輸出端與待測微波信號同時送至邊帶信號處理器3和邊帶頻率選擇器，由邊帶信號處理器3實現(xiàn)了對本振頻率較近的雙邊帶窄帶頻帶的響應(yīng)，在同一個本振頻率點(diǎn)上，通過邊帶頻率選擇器又同時實現(xiàn)了對其較遠(yuǎn)的上邊帶的響應(yīng)和其鏡像頻率的下邊帶的響應(yīng)，因此具有接收三倍于本地振蕩器頻率點(diǎn)數(shù)的待測信號頻率點(diǎn)的接收能力；使用微處理器控制電路通過程序設(shè)定產(chǎn)生掃描微波源的頻率的掃描電壓控制信號，使得測量點(diǎn)可以在測量頻段內(nèi)按需要選定。
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。


圖1為本實用新型的一種基本結(jié)構(gòu)框圖。
圖2為圖1中邊帶頻率選擇器的一種基本結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本實用新型的實測結(jié)果圖。
如圖1所示為本實用新型用于HT-7超導(dǎo)托卡馬克裝置上2毫米波電子回旋輻射信號測量儀，它由2毫米波返波管本振信號發(fā)生器和由寬帶混頻器、放大器、濾波器和檢波器構(gòu)成的邊帶信號處理器等構(gòu)成，其中2毫米波本振信號發(fā)生器是電控掃頻返波管振蕩器經(jīng)高壓電源由觸發(fā)控制模塊R控制產(chǎn)生掃描的本振信號，本振信號發(fā)生器的輸出端B和待測微波信號接口W與邊帶信號處理器3連接，本振信號發(fā)生器的輸出端B和待測微波信號接口W還分別與金屬線柵分束器構(gòu)成的邊帶頻率選擇器的兩輸入端連接，所述的邊帶頻率選擇器為在與短毫米波返波管本振信號發(fā)生器的輸出端相接的光路上依次設(shè)有與之呈45度的金屬線柵S1、S2和金屬直角反射鏡J2，所述的金屬線柵S2的反射光路上置有金屬直角反射鏡J1，經(jīng)S2反、透射后的光路上置有與其相垂直的金屬線柵S3，所述的金屬線柵S3的反射光路上置有與其平行的金屬線柵S4、以及金屬直角反射鏡J4，且該金屬線柵S3反射光路的背端置有待測微波信號導(dǎo)入端，所述的金屬線柵S4的反射光路上置有金屬直角反射鏡J3，經(jīng)S4反、透射后的光路上置有與金屬線柵S2相平行的金屬線柵S5，所述的邊帶頻率選擇器的輸出端X1、X2與邊帶信號處理器1、2連接。所述的金屬線柵的線徑為30-50微米、兩線間距為70-90微米。
測量時，在控制面板上設(shè)定110-180GHz毫米波段內(nèi)待測的16個本振頻率點(diǎn)參數(shù)，然后輸入來自等離子體的微波信號，啟動測量儀；本振信號B和待測微波信號W的一路進(jìn)入邊帶頻率選擇器后的工作原理如圖2所示，其中來自于本振信號發(fā)生器的信號通過金屬線柵S1、S2和直角金屬反射鏡J1、J2后，其相應(yīng)于上、下邊帶頻率帶寬位置的本振源的噪聲被抑制；該信號在到達(dá)金屬線柵S3后與經(jīng)其透射后的待測信號W匯合，再經(jīng)金屬線柵S4、S5和直角金屬反射鏡J3、J4進(jìn)行邊帶頻率選擇，選擇出與本振頻率點(diǎn)對應(yīng)的上邊帶、其鏡像頻率的下邊帶信號，由金屬線柵S5透、反射后分為上邊帶信號X1和下邊帶信號X2，送至邊帶信號處理器1、2中，經(jīng)其處理后輸出兩路信號C1、C2；待測微波信號和本振頻率信號的另一路經(jīng)邊帶信號處理器3處理后，形成第三道的窄帶雙邊帶測量結(jié)果，輸出另一路信號C3，因此，對于每一本振頻率點(diǎn)，接收機(jī)可同時獲取上邊帶信號C1、下邊帶信號C2和窄帶雙邊帶信號C3共三個測量信號。如圖3所示，從上到下依次為C1、C2和C3的實測結(jié)果圖，其中橫坐標(biāo)為時間(ms)，縱坐標(biāo)為電壓(V)；實測中，掃描16個本振頻率點(diǎn)，共獲取48個測量頻率點(diǎn)的信號，掃描周期為0．65毫秒。
還可通過在短毫米波返波管本振信號發(fā)生器的觸發(fā)控制模塊中再增設(shè)微處理器控制電路并經(jīng)程序設(shè)定用以產(chǎn)生掃描微波源頻率的掃描電壓控制信號，以選定測量頻段內(nèi)所需的測量點(diǎn)。
權(quán)利要求1.一種毫米波測量儀，由短毫米波返波管本振信號發(fā)生器和以寬帶混頻器、放大器、濾波器和檢波器構(gòu)成的邊帶信號處理器組成，短毫米波返波管本振信號發(fā)生器的輸出端和待測微波信號接口與邊帶信號處理器3連接，其特征是短毫米波返波管本振信號發(fā)生器的輸出端(B)和待測微波信號接口(W)分別與金屬線柵分束器構(gòu)成的邊帶頻率選擇器的輸入端連接，所述的邊帶頻率選擇器為在與短毫米波返波管本振信號發(fā)生器的輸出端相接的光路上依次設(shè)有與之呈45度的金屬線柵(S1、S2)和金屬直角反射鏡(J2)，所述的金屬線柵(S2)的反射光路上置有金屬直角反射鏡(J1)，經(jīng)金屬線柵(S2)反、透射后的光路上置有與其相垂直的金屬線柵(S3)，所述的金屬線柵(S3)的反射光路上置有與其平行的金屬線柵(S4)、以及金屬直角反射鏡(J4)，且該金屬線柵(S3)反射光路的背端置有待測微波信號導(dǎo)入端，所述的金屬線柵(S4)的反射光路上置有金屬直角反射鏡(J3)，經(jīng)(S4)反、透射后的光路上置有與金屬線柵(S2)相平行的金屬線柵(S5)，經(jīng)金屬線柵(S5)透射后的輸出(X1)接邊帶信號處理器1、經(jīng)其反射后的輸出(X2)接邊帶信號處理器2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量儀，其特征是金屬線柵的線徑為30-50微米、兩線間距為70-90微米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量儀，其特征是可在短毫米波返波管本振信號發(fā)生器的觸發(fā)控制模塊中再增設(shè)微處理器控制電路并經(jīng)程序設(shè)定用以產(chǎn)生掃描微波源頻率的掃描電壓控制信號，以選定測量頻段內(nèi)所需的測量點(diǎn)。
專利摘要本實用新型公開了一種毫米波測量儀。它的由電控掃描的返波管振蕩器、高壓電源和觸發(fā)控制模塊構(gòu)成的快掃描短毫米波返波管本振信號發(fā)生器的輸出端與待測信號端口分別接邊帶信號處理器3和由金屬線柵分束器構(gòu)成的邊帶頻率選擇器,所述的邊帶頻率選擇器的輸出端接邊帶信號處理器1、2。它可同時測量出與每一本振頻率點(diǎn)對應(yīng)的窄帶雙邊帶中頻信號和其上邊帶、下邊帶的三個待測信號頻率點(diǎn),具有測量頻率點(diǎn)多、測量速度快的特點(diǎn)。
文檔編號G01R23/00GK2426978SQ9923061
公開日2001年4月18日 申請日期1999年12月31日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月31日
發(fā)明者張守銀, 費(fèi)拉迪米爾·波茲里亞克, 葉夫庚尼·波羅思基里夫 申請人:中國科學(xué)院等離子體物理研究所