[发明专利]一种毫米波衰减测量系统及方法

说明书

本申请公开了一种毫米波衰减测量方法及其系统，方法包括：毫米波信号分为射频测试信号和射频参考信号；将两路射频信号变频为音频信号；分别对插入被测衰减器之前和之后的音频测试信号进行分压，并用音频参考信号对音频测试信号进行相干接收得到两次信号强度值，使第二信号强度等于第一信号强度，记录第一分压比和第二分压比，计算被测衰减器的衰减值。本发明的系统包括射频信号发生器、第一定向耦合器、感应分压器、测试单元、参考单元、锁相放大器和被测衰减器。本发明采用双通道信号测量方式，使测量电路更加稳定，解决了单通道系统的锁相放大器的外部参考频率与音频信号频率不同步问题，提供给锁相放大器的参考信号非常精准。

技术领域

本发明涉及无线电计量技术领域，特别是一种毫米波衰减测量系统及方法。

背景技术

通常将30～300GHz的频域(波长为1～10毫米)的电磁波称毫米波(millimeterwave)，它位于微波与远红外波相交叠的波长范围，因而兼有两种波谱的特点。毫米波在通信、雷达、遥感和射电天文等领域有大量的应用。毫米波技术在研制发射机、接收机、天线以及毫米波器件等方面有了重大突破，毫米波雷达进入了各种应用的新阶段。

衰减参数是无线电计量的基本参量之一，表征的是各种传输线、电子元器件、电子设备及系统的传输特性。衰减器可以针对5G通讯、卫星、电台、雷达等毫米波通讯日益增长的需求，基于精密薄膜制造和调阻工艺，实现对基站、雷达、卫星信号的功率电平进行精确调节，使信号衰减到满足的测量、计量及精确跟踪的要求。已校准的标准衰减器还可用于扩展电压、功率、频谱等参量测量的量程，还可以用于仿真技术中模拟目标距离，所以国内外都非常重视衰减参数标准的建立。

目前在毫米波制导，星载微波辐射计定标等工程项目中都有大量需定标的毫米波参数。目前各种应用已经到了3mm甚至1.5mm频段，如FY-3气象卫星上搭载的微波探测设备的工作频率已接近200GHz，航天、电子、中科院等单位在被动遥感遥测、主动军事通信、140GHz保密通信等方面提出了频率覆盖200GHz的衰减参数计量需求。

目前衰减测量最高计量标准频率只到110GHz，随着毫米波系统的大量普及应用与毫米波计量保障发展的相对滞后之间的矛盾已经越来越突出，对于110GHz～170GHz频段的衰减测量，国际上尚无此标准，国内的标准覆盖频段也不完全。所以急需研究针对毫米波的衰减测量方法，建立该频段衰减测量系统，以满足目前衰减参数量传的迫切需求。

发明内容

本发明旨在解决单通道系统的锁相放大器的外部参考频率与音频信号频率不同步、单通道系统中微波信号发生器相位噪声造成的音频信号频率抖动、产生的接收端锁相放大器检测噪声以及两个路径存在相互串扰等问题。

本申请实施例提出一种毫米波衰减测量方法，包括以下步骤：

将毫米波信号分为射频测试信号和射频参考信号；

将射频参考信号变频为音频参考信号；

将射频测试信号变频为第一音频测试信号；

第一音频测试信号按照第一分压比分压后，用所述音频参考信号进行相干接收，得到第一信号强度值；

将射频测试信号经过被测衰减器后，变频为第二音频测试信号；

第二音频测试信号按照第二分压比分压后，用所述音频参考信号进行相干接收，得到第二信号强度值；

调整第二分压比，使第二信号强度值与第一信号强度值相同；

根据第一分压比和第二分压比，计算被测衰减器的衰减值。

优选地，所述射频参考信号经过谐波混频后降为中频参考信号，所述中频参考信号经过基波混频后再经过预放和滤波后作为音频参考信号；