基于正交定向耦合器组合的微波功率测量方法

doi:10.3969/j.issn.0372-2112.2018.05.030

电子学报 ›› 2018, Vol. 46 ›› Issue (5): 1222-1226.DOI: 10.3969/j.issn.0372-2112.2018.05.030

基于正交定向耦合器组合的微波功率测量方法

杜百廷, 林宏翔, 黄贵荣, 刘伟

中国科学技术大学国家同步辐射实验室, 安徽合肥 230000

收稿日期:2016-12-06 修回日期:2017-07-08 出版日期:2018-05-25
- 通讯作者:
- 林宏翔
- 作者简介:
- 杜百廷 男,1994年3月出生于安徽宿州.2014年毕业于中国科学技术大学核科学与技术学院.现为中国科学技术大学国家同步辐射实验室在读硕士研究生.主要研究方向为加速器高频技术.E-mail:dbt@mail.ustc.edu.cn;黄贵荣 男,1969年3月出生于江西抚州.1991年毕业于厦门大学物理系,现为中国科学技术大学国家同步辐射实验室高级工程师.主要从事加速器微波高频技术研究.E-mail:grhuang@ustc.edu.cn;刘伟女,1992年06月出生于河北,现为中国科学技术大学国家同步辐射实验室在读博士研究生.主要研究方向为微波腔式合成技术.E-mail:yqlw@mail.ustc.edu.cn
- 基金资助:
- 国家重大科研仪器设备研制专项 (No.21327901）

Microwave Power Measurement Method Based on Quadrature Directional Couplers

DU Bai-ting, LIN Hong-xiang, HUANG Gui-rong, LIU Wei

National Synchrotron Radiation Laboratory, University of Science and Technology, Hefei, Anhui 230000, China

Received:2016-12-06 Revised:2017-07-08 Online:2018-05-25 Published:2018-05-25
- Corresponding author:
- LIN Hong-xiang
- Supported by:
- National Key Scientific Research Instrument and Equipment Development Project (No.21327901)

摘要/Abstract

摘要： 定向耦合器广泛应用于微波系统的功率测量.但定向耦合器的方向隔离度有限，两个方向的耦合输出信号存在一定程度地串扰，影响功率测量的准确性.为了解决这一问题，本文提出一种正交耦合测量方法.该方法采用一对相位差为90°的定向耦合器同时测量功率，通过对测量结果的计算处理，可消除方向串扰的影响.推导了正反向传输功率与正交耦合器组合功率测量值的关系，分析了正交偏差所产生的误差.为了确定耦合器的正交状态，提出了一种准确测量两个定向耦合器之间相位差的方法.实测表明正交耦合方法可有效提高功率和驻波比测量的准确性.

关键词: 微波系统, 微波功率测量, 定向耦合器, 隔离度, 正交

Abstract: Directional coupler is commonly used in the microwave system to measure the forward and backward power.Due to the limited directional isolation of the coupler,the crosstalk existing between the bi-directional coupling output signals will influence the accuracy of power measurement.The quadrature directional coupling method is developed to solve this problem.A pair of directional couplers with a phase difference of 90° are used to measure the coupling output power simultaneously,and the influence of crosstalk can be eliminated effectively by processing the measurement data.The relationship between forward and backward power and the outputs of quadrature couplers is derived,and the error due to the quadrature deviation is analyzed.In order to determine the quadrature situation,the method to measure the phase difference between two couplers is proposed.The experiment shows that the quadrature directional method can improve the accuracy of power and VSWR measurement effectively.

Key words: microwave system, microwave power measurement, directional coupler, isolation, quadrature

中图分类号:

TL503.2

杜百廷, 林宏翔, 黄贵荣, 等. 基于正交定向耦合器组合的微波功率测量方法[J]. 电子学报, 2018, 46(5): 1222-1226.

DU Bai-ting, LIN Hong-xiang, HUANG Gui-rong, et al. Microwave Power Measurement Method Based on Quadrature Directional Couplers[J]. Acta Electronica Sinica, 2018, 46(5): 1222-1226.

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基于正交定向耦合器组合的微波功率测量方法

Microwave Power Measurement Method Based on Quadrature Directional Couplers

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