空间行波管自动化测试技术及系统研究
发布时间：2020-12-15 14:26
空间行波管作为卫星通讯系统和星载转发器的关键部件,是卫星系统最核心的系统单机,负责对微波信号实现放大、转发和传输等功能,广泛应用于各类卫星系统。例如,我国“北斗卫星导航系统”的每颗卫星上都应用了数支空间行波管。随着我国航天事业的飞速发展,空间行波管的应用范围会不断地扩展,应用系统会不断地升级,应用需求也会不断地增多,所以对产品性能提出了更高的要求。这不仅需要在理论、仿真、设计和制造水平上进行全面提升,而且作为器件研制“审判官”的特性参数测试也需要具有更高的标准。因此,提高空间行波管测试方法的准确性、高效性,测试数据的客观性和完整性,测试流程的标准化、规范性,数据管理的科学性迫在眉睫。本文以空间行波管的自动化测试方法及系统为研究课题。1、研究了现有空间行波管测试的国家标准、行业规范及研究成果,并提出了一系列能够提高测试精度和效率的自动测试方法,例如自适应式功率扫描步进的饱和特性自动测试方法,以二分法为核心的高精度定功率特性自动测试方法,精确而快速的谐波特性自动测试方法,如何消除前级驱动放大器对测量的影响等,从而构建了完整的空间行波管电参数自动测试方法体系。2、在此工作基础上,提出了提高测...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：153 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
空间行波管结构示意图
电子科技大学博士学位论文16图2-2采用第三种方法实际测试得到的输入功率和输出功率扫描曲线通过研究可知，饱和特性测量过程中存在着测量时间和测量精度的矛盾。由于测试过程是离散的，所以输出功率也是离散的。因此，如果扫描激励功率之间间隔越小，则测量点越多，测试结果越接近真实的饱和输出功率；然而，更多的测量点意味着更多的仪器配置及数据获取等操作，这毫无疑问会增加测试时间。为此，本论文采用自适应式功率扫描步进的方法平衡测量时间和测量精度的矛盾[60]。它的基本原理类似于上述的第三种方法，不同的是该方法使用了功率变化的相对值作为判定条件，可以很好地避免第三种方法由于功率抖动导致的误判，具体实现方法如下。测试过程中，一旦获取测试数据，包括激励功率Ps、输入功率Pin、输出功率()，下一个功率扫描步进（激励功率间隔）可以通过公式(2-3)进行预测。111=nnnnnPoutPoutstepdBdefaultPinPin(2-3)其中，default表示默认功率扫描步进，由用户设定，通常为1dB。公式(2-3)计算得到的功率扫描步进只是一个参考值，实际用于功率扫描的功率步进必须根据公式(2-4)和公式(2-5)进一步判定。111min1min1min=+=++nnnnnnnnstepstepstepstepstepstepstepstepstepstepstep，，(2-4)
电子科技大学博士学位论文18图2-3采用自适应式功率扫描步进方法测试得到的激励功率和输出功率扫描曲线2.3.2定功率特性自动测试方法定功率特性测量包括定输入特性测量和定输出功率测量，两者在测量方法上是统一的，只是系统监控的位置不同。测量过程分为扫描阶段和细分阶段，核心是二分法。以定输入特性为例，扫描阶段是系统由起始激励功率开始按照用户设定的功率步进(stepP)逐渐增加信号源的输出功率(Ps)，即满足如下公式。11ow1,nnstepnsetLnPsPsPPinPinPsPs(2-8)式中，Pin表示测量点的输入功率，setPin表示用户设定的输入功率，LowPs表示二分法的下边沿激励功率。当满足公式(2-9)的条件时则扫描阶段结束，并进入细分阶段。其中，HighP表示二分法的上边沿激励功率,HighnnsetPPsPinPin(2-9)细分阶段就是通过二分法不断细分上下边沿的激励功率（HighP和LowP），如公式(2-10)和公式(2-11)所示,,LownnsetHighnnsetPPsPinPinPPsPinPin(2-10)
【参考文献】：
期刊论文
[1]测试总线的发展与展望[J]. 朱利文,于雷,金传喜. 现代防御技术. 2019(01)
[2]空间行波管放大器微小放电对策的初步研究[J]. 冯昱嘉,梁英,冯西贤. 真空电子技术. 2018(04)
[3]高效率E波段空间行波管的互作用研究[J]. 何俊,邹峰,曹林林,李现霞,孙宇辉. 微波学报. 2018(S2)
[4]信息化管理在产品研制过程中的应用——以行波管研制为例[J]. 单美琴,王建,叶渭川. 市场周刊(理论研究). 2017(12)
[5]某星载电子设备构型设计[J]. 刘波. 中国科技信息. 2017(13)
[6]空间行波管阴极寿命试验研究[J]. 邵文生,李季,于志强,程诚,张珂,王辉,王力山. 中国空间科学技术. 2017(02)
[7]国产空间行波管放大器可靠性统计分析[J]. 冯西贤,王勇. 真空电子技术. 2016(05)
[8]空间高可靠高压变压器局部放电分析与检测[J]. 孙小平,王刚. 电源技术. 2016(03)
[9]虚拟仪器软件架构VISA资源管理的实现原理研究[J]. 卫红春,杨浩前,李宥谋. 测控技术. 2015(08)
[10]空间行波管技术发展动态[J]. 王斌. 真空电子技术. 2014(06)
博士论文
[1]大功率行波管理论与实验研究[D]. 田艳艳.电子科技大学 2018
[2]行波管非线性特性研究[D]. 邱海舰.电子科技大学 2018
硕士论文
[1]L-Ka波段射频模块自动测试平台的设计[D]. 王海东.西安电子科技大学 2019
[2]基于LabWindows/CVI的分布式大气数据系统测试平台设计与实现[D]. 夏磊.电子科技大学 2019
[3]微波开关快速测试技术研究[D]. 李经纬.电子科技大学 2019
[4]行波管电参数智能调试系统实现[D]. 曹秋烽.电子科技大学 2018
[5]基于Labwindows/CVI的行波管自动测试系统设计与实现[D]. 李仕峰.电子科技大学 2018
[6]星载微波功率放大器测试方法及自动化研究[D]. 李新雷.电子科技大学 2017
[7]基于LabVIEW和GPIB的仪器仪表自动校准系统设计[D]. 张恩凤.中北大学 2017
[8]带精英策略的非支配排序遗传算法优化研究[D]. 郭军.辽宁大学 2017
[9]基于LabVIEW的行波管自动测试系统设计与实现[D]. 周小社.电子科技大学 2017
[10]行波管自动测试系统的数据处理方法研究[D]. 刘宇.电子科技大学 2017
本文编号：2918435
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：153 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
空间行波管结构示意图
电子科技大学博士学位论文16图2-2采用第三种方法实际测试得到的输入功率和输出功率扫描曲线通过研究可知，饱和特性测量过程中存在着测量时间和测量精度的矛盾。由于测试过程是离散的，所以输出功率也是离散的。因此，如果扫描激励功率之间间隔越小，则测量点越多，测试结果越接近真实的饱和输出功率；然而，更多的测量点意味着更多的仪器配置及数据获取等操作，这毫无疑问会增加测试时间。为此，本论文采用自适应式功率扫描步进的方法平衡测量时间和测量精度的矛盾[60]。它的基本原理类似于上述的第三种方法，不同的是该方法使用了功率变化的相对值作为判定条件，可以很好地避免第三种方法由于功率抖动导致的误判，具体实现方法如下。测试过程中，一旦获取测试数据，包括激励功率Ps、输入功率Pin、输出功率()，下一个功率扫描步进（激励功率间隔）可以通过公式(2-3)进行预测。111=nnnnnPoutPoutstepdBdefaultPinPin(2-3)其中，default表示默认功率扫描步进，由用户设定，通常为1dB。公式(2-3)计算得到的功率扫描步进只是一个参考值，实际用于功率扫描的功率步进必须根据公式(2-4)和公式(2-5)进一步判定。111min1min1min=+=++nnnnnnnnstepstepstepstepstepstepstepstepstepstepstep，，(2-4)
电子科技大学博士学位论文18图2-3采用自适应式功率扫描步进方法测试得到的激励功率和输出功率扫描曲线2.3.2定功率特性自动测试方法定功率特性测量包括定输入特性测量和定输出功率测量，两者在测量方法上是统一的，只是系统监控的位置不同。测量过程分为扫描阶段和细分阶段，核心是二分法。以定输入特性为例，扫描阶段是系统由起始激励功率开始按照用户设定的功率步进(stepP)逐渐增加信号源的输出功率(Ps)，即满足如下公式。11ow1,nnstepnsetLnPsPsPPinPinPsPs(2-8)式中，Pin表示测量点的输入功率，setPin表示用户设定的输入功率，LowPs表示二分法的下边沿激励功率。当满足公式(2-9)的条件时则扫描阶段结束，并进入细分阶段。其中，HighP表示二分法的上边沿激励功率,HighnnsetPPsPinPin(2-9)细分阶段就是通过二分法不断细分上下边沿的激励功率（HighP和LowP），如公式(2-10)和公式(2-11)所示,,LownnsetHighnnsetPPsPinPinPPsPinPin(2-10)
【参考文献】：
期刊论文
[1]测试总线的发展与展望[J]. 朱利文,于雷,金传喜. 现代防御技术. 2019(01)
[2]空间行波管放大器微小放电对策的初步研究[J]. 冯昱嘉,梁英,冯西贤. 真空电子技术. 2018(04)
[3]高效率E波段空间行波管的互作用研究[J]. 何俊,邹峰,曹林林,李现霞,孙宇辉. 微波学报. 2018(S2)
[4]信息化管理在产品研制过程中的应用——以行波管研制为例[J]. 单美琴,王建,叶渭川. 市场周刊(理论研究). 2017(12)
[5]某星载电子设备构型设计[J]. 刘波. 中国科技信息. 2017(13)
[6]空间行波管阴极寿命试验研究[J]. 邵文生,李季,于志强,程诚,张珂,王辉,王力山. 中国空间科学技术. 2017(02)
[7]国产空间行波管放大器可靠性统计分析[J]. 冯西贤,王勇. 真空电子技术. 2016(05)
[8]空间高可靠高压变压器局部放电分析与检测[J]. 孙小平,王刚. 电源技术. 2016(03)
[9]虚拟仪器软件架构VISA资源管理的实现原理研究[J]. 卫红春,杨浩前,李宥谋. 测控技术. 2015(08)
[10]空间行波管技术发展动态[J]. 王斌. 真空电子技术. 2014(06)
博士论文
[1]大功率行波管理论与实验研究[D]. 田艳艳.电子科技大学 2018
[2]行波管非线性特性研究[D]. 邱海舰.电子科技大学 2018
硕士论文
[1]L-Ka波段射频模块自动测试平台的设计[D]. 王海东.西安电子科技大学 2019
[2]基于LabWindows/CVI的分布式大气数据系统测试平台设计与实现[D]. 夏磊.电子科技大学 2019
[3]微波开关快速测试技术研究[D]. 李经纬.电子科技大学 2019
[4]行波管电参数智能调试系统实现[D]. 曹秋烽.电子科技大学 2018
[5]基于Labwindows/CVI的行波管自动测试系统设计与实现[D]. 李仕峰.电子科技大学 2018
[6]星载微波功率放大器测试方法及自动化研究[D]. 李新雷.电子科技大学 2017
[7]基于LabVIEW和GPIB的仪器仪表自动校准系统设计[D]. 张恩凤.中北大学 2017
[8]带精英策略的非支配排序遗传算法优化研究[D]. 郭军.辽宁大学 2017
[9]基于LabVIEW的行波管自动测试系统设计与实现[D]. 周小社.电子科技大学 2017
[10]行波管自动测试系统的数据处理方法研究[D]. 刘宇.电子科技大学 2017
本文编号：2918435
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