一种直接检波式辐射计自动测试设备的利记博彩app
【专利摘要】本发明公开了一种直接检波式辐射计自动测试设备，包括：程控直流电源（4）、温度传感器（7）。其中显控设备（1），包括：人机交互模块（1-1）、控制模块（1-2）、衰减控制卡（1-4）和数据采集卡（1-3）。噪声源（2）输出噪声，经数控衰减器（6）和三分贝电桥（5）后输出。显控设备（1）通过控制数控衰减器（6）的衰减值，输出不同噪声温度，作为温度灵敏度测量基准。微波信号源（3）输出不同频率和功率的信号。数据采集卡（1-3）完成辐射计输出数据的采集。温度灵敏度、带宽、积分时间的测试流程和数据处理均由显控设备（1）完成。本方法具有噪声源控制简单、对测试环境要求低、测试速度快、设备简单等优点。
【专利说明】一种直接检波式辐射计自动测试设备
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种辐射计测试设备，特别是一种直接检波式辐射计自动测试设备。
【背景技术】
[0002] 目前，对微波辐射计的测量多采用整体测量法，一般采用试验的方法而没用专用 的测试设备。该方法对微波辐射计进行测量时，需要一个温度可以改变的辐射率接近1的 大面积辐射源、一个密闭的微波暗室、显控设备、直流电源、温度传感器等配套的仪器设备。 这种测量方法一般选取一个高温点和一个低温点即可完成整体测量。测试时将辐射计指向 噪声辐射源，通过改变辐射源的温度来改变辐射源的辐射量，以得到辐射计的温度灵敏度 及输入输出关系。用于整体定标的噪声辐射源由已知发射率的材料做成，其通过液氮等方 法实现其温度改变，这就需要较长的时间以达到较好的温度一致性。由于其属于开放式测 试，对测量环境要求较高，需要一个整体测量环境，一般采用一个密闭的实验室。这种测试 设备存在辐射源控制难度大、测试环境要求高、测试时间长等问题。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提供一种直接检波式辐射计测试设备，解决现有系统辐射源控 制难度大、测试环境要求高、测试时间长的问题。
[0004] 一种直接检波式辐射计自动测试设备，包括：程控直流电源和温度传感器，还包 括：显控设备、微波信号源、噪声源、数控衰减器和三分贝电桥。所述显控设备，包括：人机 交互模块、控制模块、衰减控制卡和数据采集卡；人机交互模块的功能是：提供人机交互界 面，便于操作人员使用。控制模块的功能是：完成与人机交互模块、数据采集卡、衰减控制 卡、微波信号源、程控直流电源的通讯，实现各部件的协调工作。
[0005] 人机交互模块与控制模块连接，控制模块的数据接口分别与数据采集卡、衰减控 制卡连接。控制模块的GPIB接口分别与微波信号源的GPIB接口及程控直流电源的GPIB 接口连接。程控直流电源的输出口与待测辐射计的电源输入口连接。衰减控制卡的电源输 出口与噪声源的电源输入口连接，衰减控制卡的控制接口与数控衰减器的控制接口连接， 噪声源的输出口与数控衰减器的输入口连接，数控衰减器的输出口与三分贝电桥的输入口 B连接。温度传感器粘贴于数控衰减器上，微波信号源的输出口与三分贝电桥的输入口 A连 接，三分贝电桥的输出口与待测辐射计的微波输入口连接。待测辐射计的输出口与数据采 集卡的输入口连接。
[0006] 显控设备采用普通的PC机、工业控制计算机或工业控制笔记本电脑。噪声源的 等效噪声温度不小于：1〇〇〇Κ ;数控衰减器的衰减范围：不小于O-lOdB，最小步进：0. 05dB ; 衰减精度：优于±〇. IdB;微波信号源的功率准稳度优于0.3dB，最小输出功率应低 于-SOdB ;程控直流电源输出不少于三路，其中两路：输出电压可调范围0-±25V，输出电流 O-IA ;-路：输出电压可调范围：0-+6V，输出电流可调范围0-5A ;数据采集卡的输入信号范 围不小于0-5V，数据有效位不小于14位，最大采样频率不小于ΙΟΟΚΗζ。温度传感器的温度 测量精度优于0.5°。
[0007] 该系统可以完成辐射计以下技术指标的测试：温度灵敏度、辐射计3dB带宽、积分 时间；
[0008] 首先，连接待测辐射计。显控设备的人机交互模块给测试系统发出加电指令。控 制模块控制衰减控制卡的电源输出口输出开电，通过GPIB 口给程控直流电源设置电压并 输出，微波信号源置于射频不输出状态。
[0009] 人机交互模块向控制模块发出启动温度灵敏度测试指令。控制模块接收衰减控 制卡采集的温度传感器的温度值T p，控制模块首先设置等效噪声温度T1, T1应高于室温 10° -15°，控制模块根据公式（1)计算得到数控衰减器衰减量L1。控制模块给衰减控制卡 发出噪声源及数控衰减器设置指令；数据采集卡采集辐射计输出的电压信号V 1，采集 '得 到的数据序列为Vn，Vli应不少于64点。数据采集卡将Vli输出给控制模块。控制模块计 算得到V li的平均值Vlm和标准差〇 1;
[0010] 控制模块设置等效噪声温度T2,T2应高于T00°以上，控制模块根据公式（1)计算 得到数控衰减器衰减量L 2。控制模块给衰减控制卡发出噪声源及数控衰减器设置指令，衰 减控制口输出衰减控制码L2;数据采集卡采集辐射计输出的电压信号V 2，采集％得到的数 据序列为V2i，V2i应不少于64点。数据采集卡将V 2i输出给控制模块。控制模块计算得到 V2i的平均值V2m和标准差σ 2;
[0011] 控制模块根据公式（2)计算得到温度灵敏度Tmin，根据公式（3)得到视在温度每变 化IK对应输出变化量Λν τ。
【权利要求】
1. 一种直接检波式辐射计自动测试设备，包括：程控直流电源（4)和温度传感器（7)， 其特征在于还包括：显控设备（1)、微波信号源（3)、噪声源（2)、数控衰减器（6)和三分 贝电桥（5);所述显控设备（1)，包括：人机交互模块（1-1)、控制模块（1-2)、衰减控制卡 (1-4)和数据采集卡（1-3);人机交互模块（1-1)的功能是：提供人机交互界面，便于操作 人员使用；控制模块（1-2)的功能是：完成与人机交互模块（1-1)、数据采集卡（1-3)、衰减 控制卡（1-4)、微波信号源（3)、程控直流电源（4)的通讯，实现各部件的协调工作； 人机交互模块（1-1)与控制模块（1-2)连接，控制模块（1-2)的数据接口分别与数据 采集卡（1-3)、衰减控制卡（1-4)连接；控制模块（1-2)的GPIB接口分别与微波信号源（3) 的GPIB接口及程控直流电源（4)的GPIB接口连接；程控直流电源（4)的输出口与待测辐 射计的电源输入口连接；衰减控制卡（1-4)的电源输出口与噪声源（2)的电源输入口连接， 衰减控制卡（1-4)的控制接口与数控衰减器（6)的控制接口连接，噪声源（2)的输出口与 数控衰减器（6)的输入口连接，数控衰减器（6)的输出口与三分贝电桥（5)的输入口B连 接；温度传感器（7)粘贴于数控衰减器（6)上，微波信号源（3)的输出口与三分贝电桥（5) 的输入口A连接，三分贝电桥（5)的输出口与待测辐射计的微波输入口连接；待测辐射计的 输出口与数据采集卡（1-3)的输入口连接； 噪声源（2)的等效噪声温度大于：1000K;数控衰减器（6)的衰减范围：大于O-lOdB， 最小步进：〇. 05dB;衰减精度：优于±0.IdB;微波信号源（3)的功率准稳度优于0. 3dB， 最小输出功率应低于_80dB;程控直流电源（4)输出有三路以上，其中两路：输出电压可调 范围0-±25V，输出电流O-IA;-路：输出电压可调范围：0-+6V，输出电流可调范围0-5A; 数据采集卡（1-3)的输入信号范围大于0-5V，数据有效位大于14位，最大采样频率大于 IOOKHz;温度传感器（7)的温度测量精度优于0. 5° ; 该系统完成辐射计以下技术指标的测试：温度灵敏度、辐射计3dB带宽和积分时间； 首先，连接待测辐射计；人机交互模块（1-1)给测试系统发出加电指令；控制模块 (1-2)控制衰减控制卡（1-4)的电源输出口输出开电，通过GPIB口给程控直流电源（4)设 置电压并输出，微波信号源（3)置于射频不输出状态； 人机交互模块（1-1)向控制模块（1-2)发出启动温度灵敏度测试指令；控制模块 (1-2)接收衰减控制卡（1-4)采集的温度传感器（7)的温度值Tp，控制模块（1-2)首先设置 等效噪声温度T1,1\高于室温10° -15°，控制模块（1-2)根据公式（1)计算得到数控衰减 器（6)衰减量L1;控制模块（1-2)给衰减控制卡（1-4)发出噪声源（2)及数控衰减器（6) 设置指令；数据采集卡（1-3)采集辐射计输出的电压信号V1，采集V1得到的数据序列为Vli, Vli大于等于64点；数据采集卡（1-3)将Vli输出给控制模块（1-2);控制模块（1-2)计算 得到Vli的平均值Vlm和标准差〇 1; 控制模块（1-2)设置等效噪声温度T2,T2高于T00°以上，控制模块（1-2)根据公式 (1) 计算得到数控衰减器（6)衰减量L2;控制模块（1-2)给衰减控制卡（1-4)发出噪声源 (2) 及数控衰减器（6)设置指令，衰减控制口输出衰减控制码L2;数据采集卡（1-3)采集 辐射计输出的电压信号V2，采集V2得到的数据序列为V2i，V2i大于等于64点；数据采集卡 (1-3)将V2i输出给控制模块（1-2);控制模块（1-2)计算得到V2i的平均值V2m和标准差 控制模块（1-2)根据公式（2)计算得到温度灵敏度Tmin，根据公式（3)得到视在温度每 变化IK对应输出变化量ΛVt;
!；:数控衰减器（6)输出的等效噪声温度； Tn:噪声源（2)的等效噪声温度； Tp:数控衰减器（6)的温度； L:数控衰减器（6)衰减值，线性数值； L。:噪声源⑵与待测辐射计微波接口间微波连接器的固定插损，包括电缆和三分贝电 桥（5)的插损；
操作人员通过人机交互模块（1-1)向控制模块（1-2)发出启动3dB带宽测试指令；控 制模块（1-2)向衰减控制卡（1-4)发送关断噪声源⑵电源的指令，衰减控制卡（1-4)接 到指令后关闭噪声源（2)的电源； 控制模块（1-2)设置微波信号源（3)输出频率4, 为辐射计的设计中心频点，输 出功率P1+k*0. 1，单位为dBm，其中k=O;而后控制模块（1-2)接收数据采集卡（1-3)测 量得到的待测辐射计输出电压均值V3m，V3m是采集64个原始数据的均值，判决V3m，是否 >V2ffl+50*AVT； 如果V3m〈V2m+50*AVT:则控制模块（1-2)设置微波信号源⑶输出频率，令k=k+Ι，输出功率为A+k*。. 1，单位为dBm，其中k=1，控制模块（1-2)接收数据采集卡 (1-3)测量得到的待测辐射计输出电压均值V3m，V3m是采集64个原始数据的均值，判决 V3m>V2m+5〇*AV#否满足，如不满足则令k=k+l，微波信号源（3)输出功率为PdhO.ldBm， 数据采集卡（1-3)采集V3m，控制模块（1-2)判决￥3"1>￥2111+50*八\是否满足的过程，直到满 足V3m>V2m+5〇* Δ Vt，并记录此时的输出功率P2; 如果V3m>V2m+50*AVT:则控制模块（1-2)设置微波信号源（3)输出频率"，输出功率 减小0.ldBm，控制模块（1-2)接收数据采集卡（1-3)测量得到的待测辐射计输出电压均 值V3m，V3m是采集64个原始数据的均值，判决V3m〈V2m+50*Λ￥1是否满足，如不满足则减小微 波信号源（3)输出功率0.ldB，数据采集卡（1-3)采集V3m，控制模块（1-2)判决V3m，是否 <V2m+50*ΛVt的过程，直到V3m〈V2m+50*ΛVt，并记录此时的输出功率己和V3m; 设置微波信号源（3)功率为P2_3dBm，频率，测量输出电压均值V4; 设置微波信号源（3)功率为P2，单位为dBm，频率Α-^Β/ΙΟΟ,B为辐射计的设计带宽，i为测量次数，当前值为1 ;测量输出电压均值Vi;并判断IVi-V41 < 0.IV是否成立，不成立 则令i=i+Ι，测量输出电压均值Vi，直到IVi-V4I< 0.IV成立或频率小于43*2/3,记录 此时的频率f2; 设置微波信号源（3)功率为P2，单位为dBm，频率fi+^B/lOO,其中B为辐射计的设计带 宽，i为测量次数，本次取值为1，测量输出电压均值Vi;并判断IVi-V4I< 0.IV是否成立， 不成立则令i=i+1，测量输出电压均值Vi,直到IVi-V4I<0.IV成立或频率大于&+8*2/3， 记录此时的频率f3; 则待测福射计的3dB带宽为：Bm=f3-f2; 操作人员通过人机交互模块（1-1)向控制模块（1-2)发出启动辐射计积分时间测试 指令；控制模块（1-2)向衰减控制卡（1-4)发送关断噪声源（2)电源的指令，衰减控制卡 (1-4)接到指令后关闭输出到噪声源（2)的电源； 控制模块（1-2)设置微波信号源（3)工作状态为连续输模式，数据采集卡（1-3)采集 输出电压的均值Vm，并传递Vm给控制模块（1-2); 控制模块（1-2)设置微波信号源（3)工作模式为脉冲调制模式，脉冲宽度2TS，Ts为辐 射计积分时间的设计值，数据采集卡（1-3)采集待测辐射计输出电压的均值Vi,并回传控制 模块（1-2);控制模块（1-2)判断Vm*0. 95^731. 05是否成立； 如Vm*0. 95^%*1. 05成立则控制模块（1-2)设置微波信号源⑶脉冲宽度为 2Ts-0.05*(i-l)*Ts，其中i为测量次数；继续上述数据采集卡（1-3)采集待测辐射计输出 电压并回传给控制模块（1-2);控制模块（1-2)判断是否满足VdO. 95^7^1.05的过程， 直到不满足Vm*0. 95^731. 05条件为止，此时记录最后一次满足条件￥"1*0. 95^731. 05 时设置的微波信号源（3)脉冲宽度，该值即为辐射计的积分时间； 如Vm*0. 05不成立，则结束测量，输出辐射计积分时间不满足设计要求。
【文档编号】G01R35/00GK104459591SQ201410587909
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年10月29日 优先权日:2014年10月29日
【发明者】赵崇辉, 崔广斌 申请人:北京遥感设备研究所