[发明专利]行波管慢波系统色散特性的自动化测试系统及其方法

权利要求书

1.行波管慢波系统色散特性的自动化测试系统，其特征是，包括测试工作台(1)及其伺服控制系统(2)、矢量网络分析仪(3)和内设测试软件的工控机(4)；所述测试工作台(1)的台面一端固定设置有与所述测试工作台(1)固定连接的固定架(5)，测试工作台(1)的台面另一端固定设置有可在测试工作台(1)上滑动的滑动圆盘(6)；所述固定架(5)上固定设置有螺旋线慢波系统(7)和能量耦合器(8)；所述滑动圆盘(6)上设置有测量探针(9)，所述测量探针(9)的一端固定于所述滑动圆盘(6)上，所述测量探针(9)的另一端作为测量探头插入所述慢波系统(7)的螺旋线(71)所围成的圆柱形空腔之内；所述能量耦合器(8)通过第一电缆(10)与所述矢量网络分析仪(3)的测试信号输出端口相连接；所述测量探针(9)通过第二电缆(11)与所述矢量网络分析仪(3)的测量信号输入端口相连接；所述矢量网络分析仪(3)和伺服控制系统(2)均与工控机(4)相连接。

2.根据权利要求1所述的行波管慢波系统色散特性的自动化测试系统，其特征是，所述测量探针(9)包括六角螺帽形的标准接头(91)、圆筒形铜制外壳(92)、绝缘层(93)、衰减镀层(94)和金属内芯(95)；所述圆筒形铜制外壳(92)的第一端与标准接头(91)相固定连接，所述金属内芯(95)设于所述圆筒形铜制外壳(92)的内腔之中，所述绝缘层(93)设置于所述金属内芯(95)与圆筒形铜制外壳(92)之间；所述衰减镀层(94)设置于所述圆筒形铜制外壳(92)远离标准接头(91)的第二端的外周面上；所述金属内芯(95)的端部伸出圆筒形铜制外壳(92)和绝缘层(93)之外2mm～5mm。

3.一种权利要求1所述的行波管慢波系统色散特性的自动化测试系统的测试方法，其特征是，包括如下步骤：

a.对位于测试工作台(1)两端的固定架(5)和滑动圆盘(6)的中心进行校准，使得固定架(5)和滑动圆盘(6)的中心线位于同一条水平直线上；将慢波系统(7)和测量探针(9)分别固定于所述固定架(5)和滑动圆盘(6)之上；将测量探针(9)伸入至所述慢波系统(7)的螺旋线(71)所围成的圆柱形空腔之内，使得测量探针(9)的测量探头位于所需测量之处；

b.启动工控机(4)，接通测试工作台(1)的伺服控制系统(2)的电源，工控机(4)通过其内部设置的多轴运动控制卡向伺服控制系统(2)的伺服电机发出控制信号，由伺服控制系统(2)的伺服电机驱动测试工作台(1)；

c.运行工控机(4)内设置的测试软件，由测试软件导入校准文件；

d.通过测试软件选择相位及幅值测量，设置伺服控制系统(2)的控制参数；

e.滑动圆盘(6)在伺服电机的驱动下在测试工作台(1)上移动，使得测量探针(9)沿着慢波系统(7)的螺旋线(71)的轴向移动；测量探针(9)每到达一个位置，工控机(4)通知矢量网络分析仪(3)进行该位置的相位及幅值的测量；

f.每次测量完成后，矢量网络分析仪(3)将测量数据传送给工控机(4)，工控机(4)接收数据并存储，由工控机(4)内的测试软件对获得的数据进行分析和处理，获得慢波系统(7)的色散特性参数；

g.不断地移动滑动圆盘(6)，重复步骤d～步骤f，在多个位置进行多次进行相位及幅值测量，获得多组色散特性参数，将获得的几组慢波系统(7)的色散特性进行比较，并绘制色散特性曲线，若所获得的色散特性曲线非常接近，将几组数据取平均数，获得准确可靠的色散数据；若获得的曲线有偏离现象，则重新进行测试系统的校准、测量。

4.根据权利要求3所述的测试方法，其特征是，在所述步骤e中，所述行波管慢波系统色散特性的自动化测试系统的测试信号由矢量网络分析仪(3)发出，通过测试信号输出端口馈入第一电缆(10)，再经能量耦合器(8)传入到螺旋线慢波系统(7)；深入螺旋线慢波系统(7)的测量探针(9)进行该位置的相位及幅值的测量，测量探针(9)将测量信号经过第二电缆(11)馈入矢量网络分析仪的测量信号输入端口。