別與第二組功率放大器14中的一個(gè)功率放大器的輸入端連接。第二組功率放大器14中的每一個(gè)功率放大器的輸出端分別與第二組檢波器15中的一個(gè)檢波器的輸入端連接。第二組檢波器15中的每一個(gè)檢波器的輸出端分別與第三組功率放大器組16中的一個(gè)功率放大器的輸入端連接。第三組功率放大器16中的每一個(gè)功率放大器的輸出端均連接到模/數(shù)轉(zhuǎn)換器。
[0015]所述寬帶VCO源2的輸出頻率由VCO源2的類型、任意波形發(fā)生器I的輸出電壓決定，例如寬帶VCO源2輸出頻率可以工作在10-20GHZ之間。
[0016]所述第一組帶通濾波器11為高通濾波器，用于濾除混頻器本振信號(hào)LO對(duì)中頻IF引起的干擾，通常選擇大約為100M的高通濾波器。
[0017]所述第二組帶通濾波器13為低通濾波器，用于去除高頻微波干擾信號(hào)，提高空間分辨率和頻譜的測(cè)量精度，通常選擇大約為IGHz的低通濾波器。
[0018]所述功率分配器4的工作頻率為10-20GHZ，輸出道數(shù)由所需要的微波束數(shù)量決定，可選擇4個(gè)輸出通道。前三個(gè)通道用于等離子體頻譜測(cè)量，第四個(gè)通道為參考道，用于系統(tǒng)監(jiān)測(cè)。
[0019]所述倍頻器組5的輸出頻率決定了系統(tǒng)的最終工作頻率，倍頻次數(shù)可以選擇4次倍頻、6次倍頻和11次倍頻，可以測(cè)量頻率范圍為40-220GHZ的電子回旋輻射譜。
[0020]所述的波導(dǎo)功率分配陣列8為一個(gè)超寬頻帶的波導(dǎo)功率分配陣列，其工作頻率由所需測(cè)量的諧波次數(shù)決定，例如所述的波導(dǎo)功率分配陣列8的工作頻率可為40-220GHZ，信號(hào)按工作頻率進(jìn)行分配，這里以三路輸出為例子。
[0021]所述的第一組檢波器18的工作頻率由寬帶VCO源2的輸出頻率決定，所述的第二組檢波器15的工作頻率由第二組帶通濾波器的選頻結(jié)果決定。
[0022]下面結(jié)合附圖1詳細(xì)描述本發(fā)明所提供的一種基于倍頻技術(shù)的超寬帶掃頻微波輻射計(jì)的工作原理:
[0023]任意波形發(fā)生器I的輸出電壓用于對(duì)寬帶VCO源2輸出的頻率進(jìn)行控制。第一組隔離器3用于隔離從功率分配器4反射的微波信號(hào)，防止入射波和反射波相互干擾，影響寬帶VCO源2的輸出。第二組隔離器7用于隔離從混頻器組6的RF輸入端反射的信號(hào)，使從等離子體發(fā)射的信號(hào)單向?qū)ㄝ敵龅交祛l器組6的RF輸入端。
[0024]經(jīng)過第一組隔離器3隔離的微波信號(hào)通過功率分配器4進(jìn)行功率分配為四路，前三路分別通過倍頻器組5進(jìn)行頻率放大，輸出到混頻器組6的LO輸入端，第四路通過第一組檢波器18進(jìn)行檢波濾除高頻載波分量后輸出到示波器進(jìn)行監(jiān)控。由接收天線10接收的等離子體信號(hào)通過帶阻濾波器9后輸出到波導(dǎo)功率分配陣列8，波導(dǎo)功率分配陣列8將等離子體輻射信號(hào)分為三路，分別送到混頻器組6的各個(gè)RF輸入端。帶阻濾波器9的工作頻率為68GHz，它用于濾去高功率的68GHz的電子回旋波加熱信號(hào)，以保護(hù)測(cè)量系統(tǒng)并防止待測(cè)量的電子回旋輻射譜受到回旋波加熱干擾。由混頻器組6的LO端輸入的微波信號(hào)與由混頻器組6的RF端輸入的等離子體信號(hào)在混頻器組6的各個(gè)混頻器中混頻，從混頻器組6的IF輸出端輸出中頻信號(hào)，然后通過第一組濾波器11濾波，第一組功率放大器12功率放大、第二組濾波器13濾波、第二組功率放大器14功率放大、第二組檢波器15檢波、第三組功率放大器16放大后，均輸出到模/數(shù)轉(zhuǎn)換器17中進(jìn)行信號(hào)處理。
[0025]第一組濾波器11用于對(duì)混頻器組6輸出的中頻IF信號(hào)進(jìn)行選頻，第一組功率放大器12的工作頻率為第一組濾波器11選頻后的頻率，第二組濾波器13用于對(duì)第一組功率放大器12功率放大后的信號(hào)進(jìn)行第二次選頻，第二組功率放大器14的工作頻率為第二組濾波器13選頻后的頻率，第二組檢波器15的工作頻率為第一組濾波器11和第二組濾波器13選頻后的頻率，第三組放大器16的工作頻率為第二組檢波器15檢波后輸出的頻率，通過控制第三組放大器16的增益，控制輸出信號(hào)電平。
[0026]上面結(jié)合附圖和實(shí)施對(duì)本發(fā)明作了詳細(xì)說明，但是本發(fā)明并不限于上述實(shí)施例，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。本發(fā)明中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容均可以采用現(xiàn)有技術(shù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.基于倍頻技術(shù)的超寬帶掃頻微波輻射計(jì)，其特征在于:它包括任意波形發(fā)生器(I)、寬帶VCO源(2)，任意波形發(fā)生器(I)依次與寬帶VCO源(2)、隔離器、功率分配器(4)的輸入端連接，功率分配器(4)的前三個(gè)輸出端依次與倍頻器組(5)、混頻器組(6)的LO輸入端連接，功率分配器(4)的第四個(gè)輸出端與檢波器、示波器(19)連接，接收天線(10)輸入端接收從等離子體輻射的信號(hào)，接收天線(10)輸出端依次與帶阻濾波器(9)、波導(dǎo)功率分配陣列(8)、混頻器組(6)的RF輸入端連接，混頻器組(6)的IF輸出端依次與帶通濾波器、功率放大器、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(17)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于倍頻技術(shù)的超寬帶掃頻微波輻射計(jì)，其特征在于:所述的隔離器包括第一組隔離器(3)和第二組隔離器(7)，所述的帶通濾波器包括第一組帶通濾波器(11)和第二組帶通濾波器(13)，所述的功率放大器包括第一組功率放大器(12)、第二組功率放大器(14)和第三組功率放大器(16)，所述的檢波器包括第一組檢波器(18)和第二組檢波器(15)，寬帶VCO源(2)的輸出端與第一組隔離器(3)的輸入端連接；第一組隔離器(3)的輸出端與功率分配器(4)的輸入端連接；第二組隔離器(7)的輸入端分別與波導(dǎo)功率分配陣列(8)的輸出端連接；第二組隔離器(7)的輸出端分別與混頻器組(6)的RF輸入端連接；混頻器組(6)的IF輸出端分別與第一組帶通濾波器(11)的輸入端連接；第一組帶通濾波器(11)的輸出端分別與第一組功率放大器(12)的輸入端連接；第一組功率放大器(12)的輸出端分別與第二組帶通濾波器(13)的輸入端連接，第二組帶通濾波器(13)的輸出端分別與第二組功率放大器(14)的輸入端連接；功率分配器(4)的第四個(gè)輸出端與第一組檢波器(18)的輸入端連接；第一組檢波器(18)的輸出端與示波器(19)連接；第二組功率放大器(14)的輸出端分別與第二組檢波器(15)的輸入端連接，第二組檢波器(15)的輸出端分別與第三組功率放大器(16)的輸入端連接，第三組功率放大器(16)的輸出端分別與模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(17)的輸入端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于倍頻技術(shù)的超寬帶掃頻微波輻射計(jì)，其特征在于:所述的任意波形發(fā)生器(I)輸出的電壓信號(hào)直接連接到寬帶VCO源(2)作為VCO源(2)的控制電壓，寬帶VCO源(2)輸出的微波信號(hào)經(jīng)過第一組隔離器(3)隔離后輸出到一分四的功率分配器(4)進(jìn)行功率分配，功率分配器(4)的前三路輸出信號(hào)分別經(jīng)過4倍頻、6倍頻、11倍頻的倍頻器組(5)進(jìn)行頻率放大后輸出到混頻器組(6)的LO輸入端，功率分配器(4)的第四個(gè)路輸出信號(hào)經(jīng)過第一組檢波器(18)檢波后輸出到示波器(19)進(jìn)行監(jiān)控，由接收天線(10)接收的等離子體輻射信號(hào)經(jīng)過68GHz的帶阻濾波器(9)濾除電子回旋波雜散信號(hào)后，經(jīng)過一分三的波導(dǎo)功率分配陣列(8)進(jìn)行功率分配,波導(dǎo)功率分配陣列(8)的輸出信號(hào)經(jīng)過第二組隔離器(7)隔離后輸出到混頻器組(6)的RF輸入端端，來自混頻器組(6)L0輸入端的微波信號(hào)與來自混頻器組(6) RF輸入端的等離子體信號(hào)在混頻器組(6)混頻后，從混頻器組(6) IF端輸出中頻信號(hào)，依次經(jīng)過第一組帶通濾波器(11)濾波、第一組功率放大器(12)功率放大、第二組帶通濾波器(13)濾波、第二組功率放大器(14)功率放大、第二組檢波器(15)檢波、第三組功率放大器(16)功率放大后輸出到模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(17)進(jìn)行信號(hào)處理。
【專利摘要】本發(fā)明屬于一種基于倍頻技術(shù)的超寬帶掃頻微波輻射計(jì)。它包括任意波形發(fā)生器、寬帶VCO源，任意波形發(fā)生器依次與寬帶VCO源、隔離器、功率分配器的輸入端連接，功率分配器的前三個(gè)輸出端依次與倍頻器組、混頻器組的LO輸入端連接，功率分配器的第四個(gè)輸出端與檢波器、示波器連接，接收天線輸入端接收從等離子體輻射的信號(hào)，接收天線輸出端依次與帶阻濾波器、波導(dǎo)功率分配陣列、混頻器組的RF輸入端連接，混頻器組的IF輸出端依次與帶通濾波器、功率放大器、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器連接。其優(yōu)點(diǎn)是，能夠?qū)崿F(xiàn)縱場在1.0-2.5T等離子體放電條件下整個(gè)剖面電子溫度分布的測(cè)量，測(cè)量頻率范圍可達(dá)40-220GHz。
【IPC分類】G01R23-16
【公開號(hào)】CN104569584
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310466995
【發(fā)明人】石中兵, 蔣敏, 劉澤田
【申請(qǐng)人】核工業(yè)西南物理研究院
【公開日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2013年10月9日