[发明专利]应用于微放电效应检测的相位差值计算调零装置及方法

摘要

本发明公开了一种应用于微放电效应检测的相位差值计算调零装置及方法。其中，本发明装置依据微放电效应检测技术要求，结合被测件自身技术特性，采用衰减器、移相器和同相合路器以高效、高精密、高可靠及低成本的方式实现双路微波信号的全自动调零。本发明方法结合微放电效应检测前向/后向功率调零技术原理及同相合路器理论分析，采用合路信号相位差值计算算法，直接计算出两路信号的相位差值，有效提高了自动调零效率，能够确保将调零信号幅度调至‑80dBm以下，提高了系统检测灵敏度及试验测试效率。

主权项

1.一种应用于微放电效应检测的相位差值计算调零方法，包括相位差值计算调零装置，相位差值计算调零装置包括两路调幅、调相通道，在每路调幅、调相通道上分别设有衰减器和移相器；所述调零装置还包括同向合路器和信号幅度监测自动切换装置；其中：信号幅度监测自动切换装置采用一选三开关；在每路调幅、调相通道的输出端分别通过信号线连接一个耦合器；两个耦合器分别通过一条信号线连接到同向合路器的输入端；两个耦合器还分别通过一条信号线连接到信号幅度监测自动切换装置的一路开关上，同向合路器的输出端通过一条信号线连接到信号幅度监测自动切换装置的一路开关上；信号幅度监测自动切换装置用于连接外部频谱分析仪；其特征在于，调零方法包括步骤：a信号进入两路调幅、调相通道后，先通过信号幅度监测自动切换装置进行开关切换，使用外部频谱分析仪对两路调幅、调相通道的信号幅度进行检测，计算两路信号幅度差值；b调节两路调幅、调相通道上的衰减器，将两路信号幅度调成一致；c两路信号幅度一致后，通过信号幅度监测自动切换装置切换开关，使用外部频谱分析仪读取合路输出信号的幅度值，采用合路信号相位差值计算算法，计算出合路前两路信号的相位差值，通过调节两路调幅、调相通道上的移相器将两路信号相位差调成180°；合路信号相位差值计算算法如下：设定U₁、U₂为两路输入射频信号的电压，对应输入功率分别为P₁、P₂，根据合路器技术原理分析，得知两路信号进入同向合路器的最终合成功率表达式如下所列：P＝P₁+P₂cosθ，其中，θ为两路输入信号相位差值；同时根据调零原理描述，自动调零首先将两路幅度调成一致，则根据上式得出：P₁＝P₂；合成功率表达式则转换为：P＝P₁(1+cosθ)；其中，P及P₁为通过信号幅度监测自动切换装置进行开关切换，用外部频谱分析仪检测已知的合路输出信号幅度值及同相合路器输入信号幅度值，则以此计算出θ值；两路调幅、调相通道的移相范围为0°～360°；经计算得出相位差θ∈[0,π)区间内或θ∈(π,2π]区间内；θ值具体所处的区间可根据调节移相量，查看合路输出信号幅度的变化趋势即可判断出：如果相位差θ∈[0,π)区间内，那么此时调零信号幅度最小时理论上相位调节量为θ'＝π‑θ，通过移相，合路输出信号幅度会跳变至‑80dBm以下；若相反合路输出信号幅度变大，就说明θ∈(π,2π]区间内，则此时的移相量应当为θ'＝π+θ。