本發(fā)明涉及耦合檢波領(lǐng)域，特別涉及一種耦合檢波器。

背景技術(shù)：

功率反射計(jì)通常用于測量射頻（RF）或微波頻率（MW）信號(hào)的功率。典型的功率反射計(jì)使用功率檢測器或換能器，以便將RF或MW功率轉(zhuǎn)換為可容易測量的電參量。功率反射計(jì)在許多類型的 RF和MW系統(tǒng)中也具有應(yīng)用。

耦合器作為射頻功率反射計(jì)中的關(guān)鍵部件，在很大程度上影響測量精度，當(dāng)所測量的功率的動(dòng)態(tài)范圍大，同時(shí)為了確保極小的插入損耗，因此在小功率測量時(shí)耦合到檢波二極管上的信號(hào)非常微弱，現(xiàn)有的耦合檢波器不能得到精度較高的測量結(jié)果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種能夠提高測量精度的耦合檢波器。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種耦合檢波器，其特征在于，包括反向功率耦合器、正向功率耦合器，反向檢波二極管電路、正向檢波二極管電路；

所述反向功率耦合器與正向功率耦合器均連接被測負(fù)載，用于測量被測負(fù)載的正向功率數(shù)據(jù)與反向功率數(shù)據(jù)；

所述反向功率耦合器連接所述反向檢波二極管，所述正向功率耦合器連接所述正向檢波二極管，用于對所述正向功率數(shù)據(jù)與反向功率數(shù)據(jù)進(jìn)行檢波處理，并將處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行輸出。

進(jìn)一步地，所述反向功率耦合器與正向功率耦合器均為定向耦合器。

進(jìn)一步地，所述定向耦合器為同軸耦合方式。

進(jìn)一步地，所述反向檢波二極管與正向檢波二極管均為肖特基二極管。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果

本發(fā)明的耦合檢波器采用雙耦合技術(shù)，并在每個(gè)耦合端口連接對應(yīng)的檢波二極管電路使得在當(dāng)所測量的功率的動(dòng)態(tài)范圍大時(shí)，能夠確保極小的插入損耗，并對小功率測量時(shí)耦合到檢波二極管上的信號(hào)非常微弱進(jìn)行精確的測量，提高了測量精度。

附圖說明

圖1所示是本發(fā)明的耦合檢波器的模塊框圖。

圖2所示是本發(fā)明的檢波二極管小信號(hào)輸入的i—v特性。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)施例，凡基于本發(fā)明內(nèi)容所實(shí)現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。

實(shí)施例1：

圖1所示是本發(fā)明的耦合檢波器的模塊框圖，包括反向功率耦合器、正向功率耦合器，反向檢波二極管電路、正向檢波二極管電路；

所述反向功率耦合器與正向功率耦合器均連接被測負(fù)載，用于測量被測負(fù)載的正向功率數(shù)據(jù)與反向功率數(shù)據(jù)；

所述反向功率耦合器連接所述反向檢波二極管，所述正向功率耦合器連接所述正向檢波二極管，用于對所述正向功率數(shù)據(jù)與反向功率數(shù)據(jù)進(jìn)行檢波處理，并將處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行輸出。

在一個(gè)具體實(shí)施方式中，所述反向功率耦合器與正向功率耦合器均為定向耦合器。

在一個(gè)具體實(shí)施方式中，所述定向耦合器為同軸耦合方式。

在一個(gè)具體實(shí)施方式中，所述反向檢波二極管與正向檢波二極管均為肖特基二極管。

具體的，定向耦合器是射頻功率反射計(jì)中的關(guān)鍵部件，采用同軸耦合方式，對于正向信號(hào)來說，耦合信號(hào)會(huì)在正向端口相互疊加，而在反向端口相互抵消。本發(fā)明采用雙定向耦合技術(shù)，具有正向和反向兩個(gè)耦合部分，電路采取對稱結(jié)構(gòu)，以保證信號(hào)的一致性。本發(fā)明是通過式功率計(jì)，一個(gè)重要特點(diǎn)就是能夠在測量時(shí)不影響被測件的正常工作，定向耦合器的駐波比和插入損耗指標(biāo)就決定了測量過程中對信號(hào)的影響程度；定向耦合器的耦合度，它決定了檢波電路的信號(hào)大小，是能夠在實(shí)際需要的帶寬范圍內(nèi)，滿足對最小功率和最大功率測量范圍的重要因素；定向耦合器的方向性指標(biāo)，在很大程度上影響測量精度。

本發(fā)明采用檢波二極管進(jìn)行檢波，高頻二極管起始于點(diǎn)接觸技術(shù)，但是點(diǎn)接觸二極管極為脆弱、不可重復(fù)，且隨時(shí)間變化。隨著技術(shù)的發(fā)展，又產(chǎn)生了低勢壘肖特基(LBS)二極管技術(shù)，這使其具有金屬——半導(dǎo)體結(jié)的二極管廣泛應(yīng)用于微波頻率，且堅(jiān)固耐用，重復(fù)性和可靠性也很高。這種二極管小信號(hào)輸入的i—v特性如圖2所示，其在原點(diǎn)附近的曲線表現(xiàn)為平方率區(qū)。

在數(shù)學(xué)上，檢波二極管服從于二極管方程

i=I_s(e^aV-1)

式中：a=q/nKT,

i是二極管電流：

V是跨在二極管上的凈電壓；

K是波爾茲曼常數(shù)：

T是絕對溫度；

q是電子電荷；

n是適應(yīng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的修正常數(shù)。

Is是飽和電流，且在給定溫度下為常數(shù)；

為了更好的分析整流作用，常將上式寫成冪級(jí)數(shù)的形式：

i=I_s[aV+(aV)²/2!+(aV)³/3!+…]

正是這一級(jí)數(shù)的二次及其它偶次項(xiàng)提供了整流作用。對于小信號(hào)的情況，只有二次項(xiàng)有意義，從而稱該二極管工作在平方律區(qū)域。在這一區(qū)域，輸出I(因而輸出v)正比于射頻輸入電壓的平方。當(dāng)v高得使四次項(xiàng)乃至更高次項(xiàng)變得重要時(shí)，二極管的響應(yīng)便不再處于平方律區(qū)，此后按準(zhǔn)平方律i—v區(qū)的規(guī)律整流，這個(gè)區(qū)域也稱為過渡區(qū)。在這個(gè)區(qū)域以上便進(jìn)入了線性檢波區(qū)(輸出V正比于輸入V)。

本項(xiàng)目所測功率的動(dòng)態(tài)范圍大，同時(shí)為了確保極小的插入損耗，因此在小功率測量時(shí)耦合到檢波二極管上的信號(hào)非常微弱，本發(fā)明應(yīng)用的檢波二極管其工作范圍包含了平方律檢波區(qū)、過渡區(qū)和線性檢波區(qū)。在一個(gè)完整的實(shí)施方式中，為獲得更加準(zhǔn)確的測量功率，后續(xù)還應(yīng)對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行線性校準(zhǔn)、頻響校準(zhǔn)和溫度補(bǔ)償，在此不再贅述。

上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行了詳細(xì)說明，但本發(fā)明并不限制于上述實(shí)施方式，在不脫離本申請的權(quán)利要求的精神和范圍情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以作出各種修改或改型。