[发明专利]微波测量线多频率信号的测量方法

摘要

本发明属于测试测量领域，具体涉及一种微波测量线多频率信号的测量方法。具体步骤为：在测量线中形成两路频率相同且传输方向相反的信号，用探针检测等间隔各点电场强度，作离散傅里叶变换，得到频谱图，计算波导波长，通过波导波长，计算信号的各个频率。本发明采用传统测量线，使用数字信号处理方法，对检波器采集到的信号进行分析，通过测量得到测量线中多频率信号波导波长，分析微波谐振器输出频率，结构简单，成本低。

主权项

1.一种微波测量线多频率信号的测量方法，其特征在于具体步骤如下：（1）：在测量线末端加负载或在测量线两端输入频率相同的信号，在测量线中形成两路频率相同且传输方向相反的信号；在波导、同轴或微带形式的传输线内，当两路频率相同且传输方向相反的信号互相叠加，将形成驻波，对于任意一驻波场，用下式表示：上式中为测量线中的场强分布函数，、为入射波和反射波场强幅值,、为入射波和反射波的相位,为入射波和反射波的相移常数，，,为波导波长；设两路信号幅度差为,=常数A；则假设信号发生器发射第一个、第二个……第n个频率信号，分别为，……，测量线中场强分布函数为：其中其中：A₁、A₂ ……A_n表示第一个、第二个……第n个常数， ，，……，表示第一个、第二个……第n个入射波相位，，，……，表示第一个、第二个……第n个发射波相位，，，……，表示第一个、第二个……第n个入射波和反射波的相移常数；（2）：用探针检测等间隔（）各点电场强度，数学表示为用抽样函数对进行连续采样，抽样N点，总长度为；（3）：对测量到的电场强度数据作离散傅里叶变换（DFT），得到频谱图，由于，可知测量线中各频率波的波导波长；根据离散傅里叶变换的线性性质，则推导的离散傅里叶变换，可分两步推导，第一步得到的离散时间傅里叶变换，得到连续周期结果，然后对DTFT截取一个周期并作采样后即可得到的DFT结果；对作傅里叶变换（FT），结果为：，其中；对作FT,结果为，，，则通过对和卷积，得到的DTFT结果对DTFT结果取一个周期（k=0），对做为周期的采样，数学表示为对作DFT的结果为，最后对作DFT的结果为：（4）：通过波导波长，计算信号的各个频率；在测量线中，波导速率，其中，，和分别为自由空间的光速和波长，为电导率，其中空气电导率为1，为测量线截止波长，均为已知参数，则为已知参数；第n个频率信号的相移常数，从谱分布图中得到，计算出；由频率、波长和速度公式，计算得到微波谐振器输出各个频率分量。