一種具有自標(biāo)定功能的多道寬帶微波輻射計(jì)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于一種核聚變等離子體診斷裝置，具體涉及一種具有自標(biāo)定功能的多道寬帶微波輻射計(jì)，它由微波源、控制器、隔離器、混頻器、濾波器、微波天線系統(tǒng)、寬帶微波放大系統(tǒng)、寬帶功分器陣列、檢波器和視頻放大系統(tǒng)等組成。優(yōu)點(diǎn)是，通過調(diào)節(jié)本實(shí)用新型提供的微波輻射計(jì)系統(tǒng)的工作模式，實(shí)現(xiàn)各通道間的相對(duì)標(biāo)定，它具有標(biāo)定方法簡(jiǎn)單、可靠性高、成本低、系統(tǒng)測(cè)量頻率范圍寬等優(yōu)點(diǎn)。本微波輻射計(jì)，除了能用于聚變等離子體微波診斷外，還可以用于空間微波輻射監(jiān)測(cè)，微波通訊信號(hào)接收等。
【專利說明】一種具有自標(biāo)定功能的多道寬帶微波輻射計(jì)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于一種核聚變等離子體診斷裝置，具體涉及一種具有自標(biāo)定功能的多道寬帶微波輻射計(jì)，它具有標(biāo)定方法標(biāo)定簡(jiǎn)單、可靠性高、成本低、測(cè)量頻率范圍寬等優(yōu)點(diǎn)。
【背景技術(shù)】
[0002]微波輻射計(jì)是測(cè)量等離子體電子溫度的重要手段，這是因?yàn)橥锌R克中的高溫等離子體為磁場(chǎng)所約束，由于洛侖茲力的作用，電子作回旋運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生電子回旋輻射，電子回旋輻射頻率在微波頻段，強(qiáng)度正比于電子溫度。由于電子回旋輻射的頻率是發(fā)射點(diǎn)的回旋頻率及其諧波頻率，其完全由發(fā)射點(diǎn)的磁場(chǎng)決定，因此電子回旋輻射信號(hào)為定域的微波信號(hào)。通過測(cè)量電子回旋輻射譜，可以獲得等離子體電子溫度分布和湍流分布等重要物理參數(shù)。
[0003]目前已發(fā)展了多種類型的微波輻射計(jì)來測(cè)量電子回旋輻射譜。早期發(fā)展了掃頻微波輻射計(jì)，這種輻射計(jì)系統(tǒng)簡(jiǎn)單，只需要一個(gè)寬帶掃頻源和寬帶混頻器，但是系統(tǒng)測(cè)量的精度較差，特別是時(shí)間精度由掃頻周期決定，達(dá)到大約幾十毫秒，只能得到穩(wěn)態(tài)等離子體的電子溫度分布，不能用于等離子體溫度快速變化和湍流的測(cè)量。后期發(fā)展了多道超外差微波輻射計(jì)，其空間精度和時(shí)間精度較高，但是系統(tǒng)需要多次變頻、放大和濾波處理，系統(tǒng)復(fù)雜，成本較高。而且這種系統(tǒng)的微波本振源通常是定頻工作，當(dāng)?shù)入x子體運(yùn)行的磁場(chǎng)發(fā)生變化時(shí)，需要更換微波本振源。
[0004]微波輻射計(jì)的另一個(gè)主要問題是系統(tǒng)標(biāo)定，目前主要采用雙溫度法來標(biāo)定系統(tǒng)，即外接一個(gè)微波黑體，改變黑體的表面溫度來測(cè)量輸出信號(hào)的差值，從而得到系統(tǒng)的標(biāo)定系數(shù)。但是通常黑體的溫度差只能做到幾百度，遠(yuǎn)低于等離子體的溫度，因此系統(tǒng)需要額外的鎖定放大系統(tǒng)，通過長時(shí)間的積分放大，才能測(cè)量到差值系數(shù)。
[0005]這些方法能在一定程度上實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的標(biāo)定，但是還有很多因素會(huì)給系統(tǒng)標(biāo)定帶來影響，如傳輸系統(tǒng)變化、負(fù)載變化、系統(tǒng)老化和工作點(diǎn)飄移等，因此需要經(jīng)常對(duì)系統(tǒng)在裝置上進(jìn)行在線標(biāo)定。對(duì)于多道微波輻射計(jì)，需要很長的在線標(biāo)定時(shí)間，才能獲得信噪比足夠的測(cè)量差值。國外一些裝置的經(jīng)驗(yàn)，在線標(biāo)定需要至少一個(gè)多月時(shí)間，這會(huì)對(duì)裝置的運(yùn)行時(shí)間造成嚴(yán)重影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種具有自標(biāo)定功能的多道寬帶微波輻射計(jì)，它能夠解決標(biāo)定需要額外的雙溫度標(biāo)定源、且標(biāo)定過程復(fù)雜、耗時(shí)長等問題。
[0007]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種具有自標(biāo)定功能的多道寬帶微波輻射計(jì)，它包括微波合成源、微波頻率輸出控制器、本振源端隔離器、微波倍頻器、微波混頻器、接收端隔離器、微波高通濾波器、帶阻濾波器、微波天線系統(tǒng)、中頻高通濾波器、寬帶微波放大器、寬帶功分器、第一組帶通濾波器、第二組微波放大器、第二組功分器、第二組帶通濾波器、檢波器、視頻放大系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)，微波合成源的波形控制端與微波頻率輸出控制器的輸出端連接，微波合成源的微波輸出端與本振源端隔離器的輸入端連接，本振源端隔離器的輸出端與微波倍頻器的輸入端連接，微波倍頻器的輸出端與微波混頻器的本振輸入端連接，微波天線系統(tǒng)接收等離子體或空間輻射來的微波，其輸出端與帶阻濾波器的輸入端連接，帶阻濾波器的輸出端與微波高通濾波器的輸入端連接，微波高通濾波器的輸出端與接收端隔離器的輸入端連接，接收端隔離器的輸出端與微波混頻器的射頻接收端連接。
[0008]所述的微波混頻器的中頻輸出端與中頻高通濾波器的輸入端連接，中頻高通濾波器的輸出端與寬帶微波放大器的輸入端連接，寬帶微波放大器的輸出端與寬帶功分器的輸入端連接，寬帶功分器的輸出端與第一組帶通濾波器的輸入端連接，第一組帶通濾波器的輸出端與第二組微波放大器的輸入端連接，第二組微波放大器的輸出端與第二組功分器的輸入端連接，第二組功分器的輸出端與第二組帶通濾波器的輸入端連接，第二組帶通濾波器的輸出端與檢波器的微波輸入端連接，檢波器的輸出端與視頻放大系統(tǒng)的輸入端連接，視頻放大器的輸出端與數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)的輸入端連接。
[0009]所述的微波合成源為一個(gè)高穩(wěn)定度的寬帶微波源，能夠進(jìn)行頻率和功率的控制，其輸出微波需要有步進(jìn)控制功能，可以為內(nèi)部控制，也可以為外部的微波頻率輸出控制器控制，兩個(gè)頻率的跳變的時(shí)間需要小于1ms。
[0010]所述的微波隔離器和接收端隔離器分別用于本振端和射頻接收端的微波單向傳輸，隔離度要大于20dB以上。
[0011]所述的微波高通濾波器用于實(shí)現(xiàn)上邊帶接收和去掉下邊帶的影響；所述的中頻高通濾波器用于去除混頻器產(chǎn)生的低頻干擾。
[0012]所述的帶阻濾波器用于在高功率電子回旋共振輔助加熱實(shí)驗(yàn)中，吸收電子回旋共振加熱波。
[0013]所述的第一組微波放大系統(tǒng)為寬帶放大，頻率需要覆蓋中頻系統(tǒng)的整個(gè)測(cè)量區(qū)間；所述的第二組微波放大系統(tǒng)用于微波分段后的高增益放大，兩級(jí)放大系統(tǒng)在考慮系統(tǒng)的插入損耗后的凈增益需要大于60dB。
[0014]所述的寬帶功分器和第一組帶通濾波器用于將測(cè)量信號(hào)分成多個(gè)頻率區(qū)間，第二組功分器用于進(jìn)一步細(xì)分出空間測(cè)量道，第二組帶通濾波器用于決定最終測(cè)量道的頻率帶寬，相鄰道的頻率間隔和帶寬決定了系統(tǒng)的空間分辨率，當(dāng)頻率間隔為IGHz時(shí)，空間分辨率為2cm。
[0015]所述的檢波器的靈敏度為_45dBm，視頻放大系統(tǒng)的視頻帶寬為1MHz。
[0016]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，通過調(diào)節(jié)本發(fā)明提供的微波輻射計(jì)系統(tǒng)的工作模式，實(shí)現(xiàn)各通道間的相對(duì)標(biāo)定，它具有標(biāo)定方法簡(jiǎn)單、可靠性高、成本低、系統(tǒng)測(cè)量頻率范圍寬等優(yōu)點(diǎn)。本微波輻射計(jì)，除了能用于聚變等離子體微波診斷外，還可以用于空間微波輻射監(jiān)測(cè)，微波通訊信號(hào)接收等。本發(fā)明在多道微波輻射計(jì)中引入高精度寬帶微波本振源，中頻系統(tǒng)采用高頻濾波陣列，不需要二級(jí)本振和二級(jí)混頻和放大系統(tǒng)，因此系統(tǒng)得到簡(jiǎn)化，可靠性有所提高。另外，通過改變微波本振源，除了可以測(cè)量更寬的頻譜和空間位置，還能夠利用微波源的掃頻功能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各空間測(cè)量道的相對(duì)標(biāo)定。標(biāo)定不需要其它任何輔助設(shè)備，在實(shí)驗(yàn)過程中就能夠一起完成，因此成本低，標(biāo)定方法簡(jiǎn)單。由于本標(biāo)定方法是通過改變測(cè)量頻率來移動(dòng)測(cè)量位置，且測(cè)量位置與下一道的位置嚴(yán)格重合，標(biāo)定的可靠性較高，是一種比較有應(yīng)用前景的標(biāo)定方法。【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明所提供的一種具有自標(biāo)定功能的多道寬帶微波輻射計(jì)示意圖。
[0018]圖中:1微波合成源，2微波頻率輸出控制器，3本振源端隔離器，4微波倍頻器，5微波混頻器，6接收端隔離器，7微波高通濾波器，8帶阻濾波器，9微波天線系統(tǒng)，10中頻高通濾波器，11第一組微波放大系統(tǒng)，12寬帶功分器，13第一組帶通濾波器，14第二組微波放大系統(tǒng)，15第二組功分器，16第二組帶通濾波器，17檢波器，18視頻放大系統(tǒng)，19數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)介紹:
[0020]一種具有自標(biāo)定功能的多道寬帶微波輻射計(jì)，它包括微波合成源、微波頻率輸出控制器、本振源端隔離器、微波倍頻器、微波混頻器、接收端隔離器、高通濾波器、帶阻濾波器、微波天線系統(tǒng)、高通濾波器、第一組寬帶微波放大系統(tǒng)、寬帶功分器、第一組帶通濾波器、第二組微波放大系統(tǒng)、第二組功分器、第二組帶通濾波器、檢波器、視頻放大系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)等組成。
[0021]微波合成源的輸出端依次與本振源端隔離器、微波倍頻器、微波混頻器的本振端連接；微波天線系統(tǒng)的輸出端依次與帶阻濾波器、高通濾波器、和微波混頻器的射頻端連接；微波混頻器的輸出端依次與高通濾波器、寬帶微波放大系統(tǒng)、寬帶功分器、第一組帶通濾波器、第二組微波放大系統(tǒng)、第二組功分器、第二組帶通濾波器、檢波器、視頻放大系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)連接。
[0022]所述的微波合成源通過微波頻率控制器輸出低頻微波，經(jīng)微波倍頻器將微波頻率放大到工作頻率，作為本振信號(hào)且其功率足夠驅(qū)動(dòng)微波混頻器。天線系統(tǒng)接收的微波信號(hào)，經(jīng)高通濾波器濾波后在混頻器中與本振信號(hào)混頻，下變頻至中頻信號(hào)。在中頻系統(tǒng)中，被功分器陣列分成系統(tǒng)需要測(cè)量的空間道，然后每道用帶通濾波器選擇適當(dāng)空間精度對(duì)應(yīng)帶寬的中頻信號(hào)，最后經(jīng)檢波和視頻放大系統(tǒng)，輸出給數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)。
[0023]由于本系統(tǒng)采用寬帶的微波合成源和寬帶微波倍頻器，微波合成源的輸出頻率能夠控制。當(dāng)微波本振頻率發(fā)生改變時(shí)，每一道對(duì)應(yīng)的測(cè)量位置也發(fā)生改變。當(dāng)通道A的測(cè)量位置移動(dòng)到相鄰?fù)ǖ繠的測(cè)量位置時(shí)，在頻率跳變速度較快的情況下，可以認(rèn)為通道A移動(dòng)后的測(cè)量值正好等于通道B移動(dòng)前的測(cè)量值，于是就得到標(biāo)定系數(shù)的推導(dǎo)關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的相對(duì)標(biāo)定。由于這種標(biāo)定方法只是將系統(tǒng)從定頻工作模式改為掃頻工作模式，其它參數(shù)無關(guān)，因此具有很好的靈活性，可以在實(shí)驗(yàn)中的任意時(shí)刻操作，不需要像雙溫度法那樣需要很長時(shí)間的在線標(biāo)定和鎖定放大系統(tǒng)才能測(cè)量出可靠的溫度差。
[0024]如圖1所示，本發(fā)明所提供的一種具有自標(biāo)定功能的多道寬帶微波輻射計(jì)的示意圖。它包括微波合成源1、微波頻率輸出控制器2、本振源端隔離器3、微波倍頻器4、微波混頻器5、接收端隔離器6、微波高通濾波器7、帶阻濾波器8、微波天線系統(tǒng)9、中頻高通濾波器10、寬帶微波放大器11、寬帶功分器12、第一組帶通濾波器13、第二組微波放大器14、第二組功分器15、第二組帶通濾波器16、檢波器17、視頻放大系統(tǒng)18、數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)19等器件。
[0025]微波合成源I的波形控制端與微波頻率輸出控制器2的輸出端連接，微波合成源I的微波輸出端與本振源端隔離器3的輸入端連接，本振源端隔離器3的輸出端與微波倍頻器4的輸入端連接，微波倍頻器4的輸出端與微波混頻器5的本振輸入端連接。微波天線系統(tǒng)9接收等離子體或空間輻射來的微波，其輸出端與帶阻濾波器8的輸入端連接，帶阻濾波器8的輸出端與微波高通濾波器7的輸入端連接，微波高通濾波器7的輸出端與接收端隔離器6的輸入端連接，接收端隔離器6的輸出端與微波混頻器5的射頻接收端連接。
[0026]微波混頻器5的中頻輸出端與中頻高通濾波器10的輸入端連接，中頻高通濾波器10的輸出端與寬帶微波放大器11的輸入端連接，寬帶微波放大器11的輸出端與寬帶功分器12的輸入端連接，寬帶功分器12的輸出端與第一組帶通濾波器13的輸入端連接，第一組帶通濾波器13的輸出端與第二組微波放大器14的輸入端連接，第二組微波放大器14的輸出端與第二組功分器15的輸入端連接，第二組功分器15的輸出端與第二組帶通濾波器16的輸入端連接，第二組帶通濾波器16的輸出端與檢波器17的微波輸入端連接，檢波器
17的輸出端與視頻放大系統(tǒng)18的輸出端連接，視頻放大器18的輸出端與數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)19的輸入端連接。
[0027]所述的微波合成源I為一個(gè)高穩(wěn)定度的寬帶微波源，能夠進(jìn)行頻率和功率的控制，其輸出微波需要有步進(jìn)控制功能，可以為內(nèi)部控制，也可以為外部的微波頻率輸出控制器2控制，兩個(gè)頻率的跳變的時(shí)間需要小于1ms。在用于系統(tǒng)標(biāo)定時(shí)，待測(cè)量微波信號(hào)發(fā)生變化的時(shí)間應(yīng)遠(yuǎn)小于系統(tǒng)的頻跳時(shí)間。
[0028]所述的微波隔離器3和6分別用于本振端和射頻接收端的微波單向傳輸，防止回路產(chǎn)生寄生反射，進(jìn)而影響系統(tǒng)的測(cè)量精度和部分微波器件安全，因此要求隔離度要大于20dB以上。
[0029]所述的微波高通濾波器7用于實(shí)現(xiàn)上邊帶接收和去掉下邊帶的影響；所述的中頻高通濾波器10用于去除混頻器產(chǎn)生的低頻干擾。
[0030]所述的帶阻濾波器8用于在高功率電子回旋共振輔助加熱實(shí)驗(yàn)中，吸收電子回旋共振加熱波，防止因等離子體吸收不好，而造成微波系統(tǒng)損壞。
[0031]所述的第一組微波放大系統(tǒng)11為寬帶放大，頻率需要覆蓋中頻系統(tǒng)的整個(gè)測(cè)量區(qū)間；所述的第二組微波放大系統(tǒng)14用于微波分段后的高增益放大，兩級(jí)放大系統(tǒng)在考慮系統(tǒng)的插入損耗后的凈增益需要大于60dB，且增益可調(diào)，防止測(cè)量信號(hào)增益不夠或飽和。
[0032]所述的寬帶功分器12和第一組帶通濾波器13用于將測(cè)量信號(hào)分成多個(gè)頻率區(qū)間，以利于第二組微波放大系統(tǒng)14對(duì)各個(gè)不同頻率區(qū)間分別進(jìn)行低噪聲和高增益放大，防止寄生信號(hào)和竄道干擾。第二組功分器15用于進(jìn)一步細(xì)分出空間測(cè)量道，第二組帶通濾波器16用于決定最終測(cè)量道的頻率帶寬，相鄰道的頻率間隔和帶寬決定了系統(tǒng)的空間分辨率，對(duì)于常規(guī)托卡馬克等離子體測(cè)量，當(dāng)頻率間隔大約為IGHz時(shí)，空間分辨率大約為2cm。
[0033]所述的檢波器17的靈敏度和視頻放大系統(tǒng)的視頻帶寬決定了系統(tǒng)的時(shí)間分辨率，在聚變等離子體測(cè)量中，一般要求的時(shí)間分辨率為I?10us，即視頻帶寬大約為1MHz。
[0034]下面結(jié)合附圖1詳細(xì)描述本發(fā)明所提供的一種具有自標(biāo)定功能的多道寬帶微波輻射計(jì)的工作原理:
[0035]微波合成源1、微波頻率輸出控制器2、本振源端隔離器3、微波倍頻器4構(gòu)成本微波輻射計(jì)的本振微波系統(tǒng)，用于驅(qū)動(dòng)微波混頻器5工作，通常微波倍頻器4輸出的微波功率要大于IOdBm才能有效驅(qū)動(dòng)微波混頻器5。[0036]微波混頻器5、接收端隔離器6、微波高通濾波器7、帶阻濾波器8、微波天線系統(tǒng)9構(gòu)成本微波輻射計(jì)的射頻接收系統(tǒng)。從微波天線系統(tǒng)9接收的待測(cè)量微波信號(hào)，通過帶阻濾波器8和微波高通濾波器7進(jìn)行濾波，然后經(jīng)接收端隔離器6輸入到微波混頻器5中進(jìn)行下變頻到中頻信號(hào)，這樣獲得的中頻信號(hào)攜帶了需要測(cè)量的微波頻率的功率分布等參量。
[0037]在由中頻高通濾波器10、寬帶微波放大器11、寬帶功分器12、第一組帶通濾波器13、第二組微波放大器14、第二組功分器15、第二組帶通濾波器16、檢波器17等構(gòu)成的中頻系統(tǒng)中，微波經(jīng)過放大和多次功分成系統(tǒng)需要的探測(cè)道數(shù)，然后由第二組帶通濾波器16進(jìn)行選頻，從頻域上將需要的測(cè)量通道分開，最后由檢波器17進(jìn)行檢波輸出給視頻放大系統(tǒng)
18和數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)19，從而獲得微波的頻譜分布和變化。
[0038]下面將詳細(xì)描述本發(fā)明所提供的一種具有自標(biāo)定功能的多道微波輻射計(jì)的標(biāo)定方法:
[0039]要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的相對(duì)頻譜標(biāo)定，要求上述中頻系統(tǒng)，從頻域上等間距地測(cè)量從混頻器輸出的中頻信號(hào)。當(dāng)本振的微波頻率發(fā)生變化時(shí)，測(cè)量到的微波頻譜也相應(yīng)地發(fā)生變化。當(dāng)本振的微波頻率跳變剛好與中頻系統(tǒng)通道頻率間隔相同時(shí)，一個(gè)通道A的測(cè)量信號(hào)正好移動(dòng)到相鄰的下一個(gè)通道B的測(cè)量位置，于是在通道A和通道B的測(cè)量值正好建立了一個(gè)對(duì)應(yīng)關(guān)系。當(dāng)待測(cè)量微波信號(hào)發(fā)生變化的時(shí)間應(yīng)遠(yuǎn)小于系統(tǒng)的頻跳時(shí)間時(shí)，可以認(rèn)為通道A移動(dòng)后的測(cè)量值正好等于通道B移動(dòng)前的測(cè)量值，于是可以得到一個(gè)簡(jiǎn)單的標(biāo)定系數(shù)推導(dǎo)關(guān)系=Cw=CiAiZiBiMi為通道號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的相對(duì)標(biāo)定。如果有一個(gè)通道能夠被絕對(duì)標(biāo)定源絕對(duì)標(biāo)定，或者其測(cè)量位置能被其它診斷系統(tǒng)絕對(duì)測(cè)量，則系統(tǒng)就能實(shí)現(xiàn)絕對(duì)標(biāo)定。這種標(biāo)定方法具有很好的靈活性，可以在實(shí)驗(yàn)中的任意時(shí)刻操作，不需要像雙溫法那樣需要很長時(shí)間的在線標(biāo)定和鎖定放大系統(tǒng)才能測(cè)量出可靠的溫度差。由于本標(biāo)定方法是對(duì)待測(cè)量等離子體輻射的測(cè)量位置進(jìn)行移動(dòng)，且移動(dòng)位置完全重合，因此誤差相對(duì)于其它方法更小。
[0040]上面結(jié)合附圖和實(shí)施對(duì)本發(fā)明作了詳細(xì)說明，同時(shí)也詳述了本發(fā)明系統(tǒng)的標(biāo)定過程，但是本發(fā)明并不限于上述實(shí)施例子，例如還可以應(yīng)用于空間等離子體和微波信號(hào)如微波通訊信號(hào)的測(cè)量，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。本發(fā)明中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容均可以采用現(xiàn)有技術(shù)。
【權(quán)利要求】
1.一種具有自標(biāo)定功能的多道寬帶微波輻射計(jì)，其特征在于:它包括微波合成源(I)、微波頻率輸出控制器(2)、本振源端隔離器(3)、微波倍頻器(4)、微波混頻器(5)、接收端隔離器(6)、微波高通濾波器(7)、帶阻濾波器(8)、微波天線系統(tǒng)(9)、中頻高通濾波器(10)、寬帶微波放大器(11)、寬帶功分器(12)、第一組帶通濾波器(13)、第二組微波放大器(14)、第二組功分器(15)、第二組帶通濾波器(16)、檢波器(17)、視頻放大系統(tǒng)(18)、數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)(19)，微波合成源(I)的波形控制端與微波頻率輸出控制器(2)的輸出端連接，微波合成源(I)的微波輸出端與本振源端隔離器(3)的輸入端連接，本振源端隔離器(3)的輸出端與微波倍頻器(4)的輸入端連接，微波倍頻器(4)的輸出端與微波混頻器(5)的本振輸入端連接，微波天線系統(tǒng)(9)接收空間輻射來的微波，其輸出端與帶阻濾波器(8)的輸入端連接，帶阻濾波器(8)的輸出端與微波高通濾波器(7)的輸入端連接，微波高通濾波器(7)的輸出端與接收端隔離器(6)的輸入端連接，接收端隔離器(6)的輸出端與微波混頻器(5)的射頻接收端連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種具有自標(biāo)定功能的多道寬帶微波輻射計(jì)，其特征在于:所述的微波混頻器(5)的中頻輸出端與中頻高通濾波器(10)的輸入端連接，中頻高通濾波器(10)的輸出端與寬帶微波放大器(11)的輸入端連接，寬帶微波放大器(11)的輸出端與寬帶功分器(12)的輸入端連接 ，寬帶功分器(12)的輸出端與第一組帶通濾波器(13)的輸入端連接，第一組帶通濾波器(13)的輸出端與第二組微波放大器(14)的輸入端連接，第二組微波放大器(14)的輸出端與第二組功分器(15)的輸入端連接,第二組功分器(15)的輸出端與第二組帶通濾波器(16)的輸入端連接，第二組帶通濾波器(16)的輸出端與檢波器(17)的微波輸入端連接，檢波器(17)的輸出端與視頻放大系統(tǒng)(18)的輸入端連接，視頻放大器(18)的輸出端與數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)(19)的輸入端連接。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種具有自標(biāo)定功能的多道寬帶微波輻射計(jì)，其特征在于:所述的微波合成源(I)為一個(gè)高穩(wěn)定度的寬帶微波源，能夠進(jìn)行頻率和功率的控制，其輸出微波需要有步進(jìn)控制功能，可以為內(nèi)部控制，也可以為外部的微波頻率輸出控制器(2)控制，兩個(gè)頻率的跳變的時(shí)間需要小于1ms。
4.如權(quán)利要求1或2所述的一種具有自標(biāo)定功能的多道寬帶微波輻射計(jì)，其特征在于:所述的微波隔離器(3)和接收端隔離器(6)分別用于本振端和射頻接收端的微波單向傳輸，隔離度要大于20dB以上。
5.如權(quán)利要求1或2所述的一種具有自標(biāo)定功能的多道寬帶微波輻射計(jì)，其特征在于:所述的微波高通濾波器(7)用于實(shí)現(xiàn)上邊帶接收和去掉下邊帶的影響；所述的中頻高通濾波器(10)用于去除混頻器產(chǎn)生的低頻干擾。
6.如權(quán)利要求1或2所述的一種具有自標(biāo)定功能的多道寬帶微波輻射計(jì)，其特征在于:所述的帶阻濾波器(8)用于在高功率電子回旋共振輔助加熱實(shí)驗(yàn)中，吸收電子回旋共振加熱波。
7.如權(quán)利要求1或2所述的一種具有自標(biāo)定功能的多道寬帶微波輻射計(jì)，其特征在于:所述的第一組微波放大系統(tǒng)(11)為寬帶放大，頻率需要覆蓋中頻系統(tǒng)的整個(gè)測(cè)量區(qū)間；所述的第二組微波放大系統(tǒng)(14)用于微波分段后的高增益放大，兩級(jí)放大系統(tǒng)在考慮系統(tǒng)的插入損耗后的凈增益需要大于60dB。
8.如權(quán)利要求1或2所述的一種具有自標(biāo)定功能的多道寬帶微波輻射計(jì)，其特征在于:所述的寬帶功分器(12)和第一組帶通濾波器(13)用于將測(cè)量信號(hào)分成多個(gè)頻率區(qū)間，第二組功分器(15)用于進(jìn)一步細(xì)分出空間測(cè)量道，第二組帶通濾波器(16)用于決定最終測(cè)量道的頻率帶寬，相鄰道的頻率間隔和帶寬決定了系統(tǒng)的空間分辨率，當(dāng)頻率間隔為IGHz時(shí)，空間分辨率為2cm。
9.如權(quán)利要求1或2所述的一種具有自標(biāo)定功能的多道寬帶微波輻射計(jì)，其特征在于:所述的檢波器(17)的 靈敏度為_45dBm，視頻放大系統(tǒng)的視頻帶寬為IMHz。
【文檔編號(hào)】G01R35/00GK203798907SQ201420151093
【公開日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2014年3月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月31日
【發(fā)明者】石中兵 申請(qǐng)人:核工業(yè)西南物理研究院