[发明专利]超高场强、超短脉冲、窄带微波辐射场测量系统及测量方法

权利要求书

1.超高场强、超短脉冲、窄带微波辐射场测量系统，其特征在于由顺序相连的宽带双脊喇叭天线、微波宽带衰减器、高速微波检波器、高速数字示波器组成，其中宽带双脊喇叭天线与微波宽带衰减器是通过低损耗射频同轴电缆相连的；

所述低损耗射频同轴电缆用于传输宽带双脊喇叭天线接收到的微波脉冲信号，低损耗射频同轴电缆的长度在20m～50m，低损耗射频同轴电缆每米的射频损耗不大于1dB；

所述高速微波检波器响应时间小于0.5ns；

高速微波检波器的检波输出端，通过一截小于0.5m长的短同轴电缆接至高速数字示波器的采样通道，高速数字示波器置 于屏蔽室或屏蔽箱内部；

所述宽带双脊喇叭天线用于接收高场强的脉冲辐射场，宽带双脊喇叭天线在测量之前，先进行校准，具体为：在建立的已知场强E0下，测量天线端口接收到的信号电压U0，AF＝E0/U0，取对数，获得天线系数Af，天线系数的单位为dB/m，天线在不同频率时的系数不一样，需要针对所有待测试的频率进行校准；

微波宽带衰减器频率范围覆盖被测高功率微波辐射场的主频，通过综合配置低损耗射频同轴电缆和微波宽带衰减器的衰减量后，使宽带双脊喇叭天线接收到的微波脉冲信号传输至高速微波检波器的输入端时，信号的幅值范围在高速微波检波器的线性工作区；

高速微波检波器对测试的微波脉冲信号进行包络检波，响应时间小于信号脉冲宽度的1/3，最大可承受功率不小于+30dBm，电压灵敏度优于0.4mV/μW，驻波比小于2，频率范围覆盖待测高功率微波辐射场的主频；

所述高速微波检波器在测试前，应对高速微波检波器进行校准，即针对所测高功率微波频率，校准测量高速微波检波器在不同射频输入功率P下的输出电压U；由于高速微波检波器属于非线性半导体器件，校准时，输入功率在线性工作区由小至大，逐渐增大，测量时也要确保输入信号处于其线性工作区内。

2.一种超高场强、超短脉冲、窄带微波辐射场测量方法，其特征在于采用了权利要求1所述的超高场强、超短脉冲、窄带微波辐射场测量系统，具体包括：宽带双脊喇叭天线用于接收高场强的脉冲辐射场，将高场强信号转化为高频电压信号，通过具有适当衰减量的低损耗射频同轴电缆和微波宽带衰减器后，接入高速微波检波器，检波输出的窄脉冲信号包络馈入高速数字示波器，由高速数字示波器测量检波后包络信号的电压幅值Up和脉冲宽度τ参数；将接收喇叭天线系数Af单位dB/m、低损耗射频同轴电缆衰减系数 Lf单位dB、微波宽带衰减器的衰减量At单位dB、检波器检波系数P单位U的参数综合考虑后，则可以获得高功率微波辐射场的峰值场强Ep；通过读取示波器上一组脉冲的间隔时间T，可以获得脉冲的重复频率。

3.根据权利要求2所述超高场强、超短脉冲、窄带微波辐射场测量方法，其特征在于：

高速数字示波器用于测量高速微波检波器的检波输出信号，可以根据测量的波形，读取峰值电压Up和脉冲宽度τ；根据测量的峰值电压Up和高速微波检波器的校准参数，可获得高速微波检波器的射频输入峰值功率Pp(Up)单位dBm，考虑低损耗射频同轴电缆和微波宽带衰减器的衰减量，便可获得宽带双脊喇叭天线的接收功率Pa，转换成射频电压Ua单位dBV后，加上天线系数Af单位dB/m,即可获得被测高功率微波辐射场的峰值场强；按系统阻抗50Ω考虑，峰值场强计算公式如下式所示：

Ep(dBV/m)＝Ua(dBV)+Af(dB/m)

＝Pp(Up)(dBm)+At(dB)+Lf(dB)+Af(dB/m)-13