[发明专利]一种微波光纤延迟线电特性的测量装置

权利要求书

1.一种微波光纤延迟线电特性的测量装置，其特征在于，包括：微波信号源、待测微波光纤延迟线、参考微波传输线、微波信号处理电路和数据采集与处理及显示器模块；微波信号源在数据采集与处理及显示器模块的控制下，在设定的频率范围内输出正弦波扫描信号，该信号分两路输出，一路输入到参考微波传输线，另一路输入到待测微波光纤延迟线；两者的输出微波信号输入到微波信号处理电路，经过微波信号处理电路和数据采集与处理及显示器模块的模拟与数字化处理，得到微波光纤延迟线的幅频、相频的电特性参数值，进而计算出其延时特征参数值，最后由显示器显示其参数值和相关特性曲线；微波信号处理电路对信号进行处理的方法包括如下步骤：

(1)微波光纤延迟线组件的传输特性可表示为下式：G(jω)＝Ke^-jφ(jω)，其中φ(jω)表示光纤延迟线的延迟量，K为组件的总增益；

(2)微波信号处理电路将两路微波信号的增益比、相位差通过直流电压形式转化出来，增益与电压的关系如下：式中V_MAG表示增益端输出电压，R_FI_SLP＝60mV，V_CP＝900mV；系统增益|G*jω)|表达式为：算出增益G(jω)与输出电压V_MAG的关系为：相位与电压的关系如下：V_PHS＝-R_FI_φ(|φ_INA-φ_INB|-90°)+V_CP，V_PHS表示相位端输出电压，R_FI_φ＝10mV/degree，V_CP＝900mV；由于本装置默认输出相位滞后于输入，相位差可表示为：φ(jω)＝φ_INA-φ_INB；算出相位差φ(jω)与V_PHS的关系如下：

(3)通过对比输出电压与相位的关系，选取相邻两测量点，对应的V_PHS分别为V_i-1、V_i，则：ΔV＝V_i-1-V_i，当ΔV<0时，当ΔV>0时，通过由群时延的表达式可知，群时延τ_g等于相频特性φ(jω)的一阶微分，即：可得式中的Vi必须是在同一周期内的点，在不同周期由于取值的原因会出现不连续可导。

2.如权利要求1所述的微波光纤延迟线电特性的测量装置，其特征在于，微波信号源由锁相环频率合成器集成电路和单片机构成，产生频率范围为150MHz到2.7GHz的正弦波信号；外部控制信号按照RS232串口通信协议，将微波信号源输出的正弦波信号的幅度和频率设置参数传输给单片机，单片机控制微波信号源的输出。

3.如权利要求1所述的微波光纤延迟线电特性的测量装置，其特征在于，数据采集与处理及显示器模块包括一个双通道的12位模数转换器和一个基于FPGA的数据处理器；模数转换器用于将反映幅值比和相位差的电压输出进行模数转换；数据处理器对采集到的数字信号进行处理，对微波信号源进行控制输出，对显示器的接口进行控制，对参数计算结果进行显示输出。