一种脉冲功率标准的校准系统和方法

摘要

本发明提出一种脉冲功率标准的校准系统和方法，克服脉冲功率计校准因子测试时脉冲波形失真、射频源和功率计之间失配等问题。脉冲功率标准的校准系统中，脉冲功率标准用于产生射频信号，波形分析模块分析脉冲包络、计算波形修正系数；反射分析模块测试和计算反射系数；控制和数据处理模块控制射频脉冲信号、采集测试数据、计算校准因子、分析精度、存取数据。脉冲功率标准的校准方法包含测试条件控制、波形修正系数测试、反射系数测试和功率测试、校准因子计算和精度分析等步骤。本发明通过对测试数据实时采集、存储、分析、修正等，降低了测量不确定性，在简化测试过程、提高测试的效率和精度方面取得了进步。

权利要求

1.一种脉冲功率标准的校准系统，其特征在于，包含脉冲功率标准、数据存储模块、波形分析模块、反射分析模块、控制和数据处理模块；

所述脉冲功率标准用于产生射频信号；所述射频信号包括射频脉冲信号和连续波；

所述脉冲功率标准进一步包含标准功率计、脉冲产生器、微波信号源，射频发射单元、示波器；所述标准功率计测量所述射频信号的功率并输出指示值；所述脉冲产生器用于确定脉冲宽度；所述微波信号源用于确定射频频率；所述射频发射单元在脉冲模式下用于输出射频脉冲信号、在连续波模式下用于输出连续波；所述示波器用于显示所述射频信号的包络；

所述脉冲功率标准还包含网络分析接口、空气线接口、功率计接口；所述网络分析接口用于接入矢量网络分析仪、输出反射信号；所述空气线接口用于在所述标准功率计和射频发射单元之间接入空气线；所述功率计接口用于接入被校准的脉冲功率计；

所述数据存储模块通过数据总线分别与所述波形分析模块、反射分析模块、控制和数据处理模块相连接，用于存储测试条件值、测试值、计算值；所述测试条件值，包含脉冲宽度、脉冲幅度、射频频率；所述测试值，包含反射系数、标准功率计指示值、脉冲功率计峰值功率指示值；所述反射系数，包含源端反射系数、标准功率计反射系数、脉冲功率计反射系数；所述计算值，包含波形修正参数、失配因子、校准因子；

所述波形分析模块用于接收所述射频脉冲信号显示在示波器上的脉冲包络数据及来自脉冲产生器的脉冲宽度数据；计算波形修正系数；

所述反射分析模块用于采集所述标准功率计指示值和/或所述脉冲功率计峰值功率指示值；采集所述矢量网络分析仪测试的S参数值；计算所述反射系数；

所述控制和数据处理模块通过一控制总线控制所述脉冲产生器、微波信号源、射频发射单元，输出所述射频信号；通过功率计控制接口控制所述脉冲功率计、标准功率计进行功率测试；通过分析仪控制接口控制所述矢量网络分析仪进行S参数测试；启动所述波形分析模块和反射分析模块工作；接收所述波形修正参数、反射系数、标准功率计指示值、脉冲功率计峰值功率指示值；计算校准因子。

2.如权利要求1所述脉冲功率标准的校准系统，其特征在于，还包含一矢量网络分析仪、一个或多个空气线。

3.如权利要求1所述脉冲功率标准的校准系统，其特征在于，所述控制和数据处理模块对所述测试条件值和对应的校准因子进行分析，确定所述校准因子的精度。

4.如权利要求1所述脉冲功率标准的校准系统，其特征在于，所述控制和数据处理模块包含人机交互界面，用于对脉冲宽度、脉冲幅度、射频频率进行设置、对测试的步骤和次数进行设置、启动测试、输出测试结果。

5.一种脉冲功率标准的校准方法，用于权利要求1-4任一所述脉冲功率标准的校准系统，其特征在于，包含以下步骤：控制脉冲功率标准输出射频脉冲信号的脉冲宽度、脉冲幅度、射频频率；

根据所述射频脉冲信号的脉冲包络数据和脉冲宽度数据计算波形修正系数；

将空气线接入，测试标准功率计和空气线形成功率座的S参数，根据脉冲幅值、标准功率计指示值、S参数值计算源端反射系数；

将所述脉冲功率标准的空气线接口连通，控制射频发射单元输出连续波；采集标准功率计指示值；通过矢量网络分析仪测试标准功率计反射系数；

将脉冲功率计接入功率计接口；控制射频发射单元输出射频脉冲信号；采集脉冲功率计峰值功率指示值；通过矢量网络分析仪测试脉冲功率计反射系数；

根据所述源端反射系数、标准功率计反射系数、脉冲功率计反射系数、波形修正系数、标准功率计指示值、脉冲功率计峰值指示值的数据，计算出校准因子。

6.如权利要求5所述脉冲功率标准的校准方法，其特征在于，循环所述步骤，进行多次测试；循环的条件是改变脉冲宽度、脉冲幅度、射频频率中的一种或多种参数，或者在相同的脉冲宽度、脉冲幅度、射频频率条件下进行多次重复测试。

7.如权利要求6所述脉冲功率标准的校准方法，其特征在于，还包含以下步骤：对所述测试条件、测试值、计算值的数据进行分析，用极限点法确定所述校准因子的精度。

8.如权利要求6-7任一所述脉冲功率标准的校准方法，其特征在于，还包含以下步骤：对多次重复测试所得到的校准因子进行统计，得出最佳的校准因子。

9.如权利要求6-7任一所述脉冲功率标准的校准方法，其特征在于，接入空气线接口的空气线为多个，通过对不同长度的空气线进行测试得出多个反射系数值，利用最小二乘法计算出最佳的源端反射系数。

10.如权利要求6-7任一所述脉冲功率标准的校准方法，其特征在于，还包含以下步骤：在典型测试条件下自测设备参数并储存；

所述设备参数包含源端反射系数、标准功率计反射系数、标准功率计指示值、波形修正系数；

当测试一特定的脉冲功率计校准因子时，实时测试所述典型测试条件下脉冲功率计反射系数和脉冲功率计峰值功率指示值；

调取储存的所述设备参数用于计算校准因子。

说明书

一种脉冲功率标准的校准系统和方法

技术领域

[0001] 本发明涉及无线电领域，特别涉及一种脉冲功率测试的系统和方法。

背景技术

[0002] 脉冲功率是脉冲信号的基本计量参数，脉冲功率计是测试脉冲功率的仪表。为了对脉冲功率计进行校准，需要使用脉冲功率标准。脉冲功率标准由微波信号源、脉冲产生器、射频发射装置等组成，用于产生射频信号，包括射频脉冲信号和连续波。

[0003] 对脉冲功率计进行校准就是要确定被校准的脉冲功率计的“校准因子”。容易理解，如果将标准的射频信号分别输入到标准功率计和被校准的脉冲功率计，通过比较标准功率计和被校准的脉冲功率计所得指示值的差异，就可以确定校准因子。

[0004] 但是，由于射频脉冲条件下，信号频谱范围宽，电磁场分布、频率响应和射频电路及器件的非线性效应等使所述校准因子随射频频率、射频脉冲功率及波形不同而呈现变化，要完备地测试所述校准因子，测试量大；尤其在测试时，脉冲功率计与射频源之间在宽频带范围内易存在失配现象，所造成的信号反射会影响输入到被校准的脉冲功率计中的功率值；另外，由于瞬态效应导致的接收脉冲波形失真，会使测量中得到的脉冲功率峰值和标准脉冲功率峰值有差异，脉冲波形失真。因此精确测试所述校准因子的难度较大。同时，脉冲功率标准的测试过程比较繁琐、测试时间较长，测试步骤较多，测试结果数据量极大，数据的分析和处理也比较复杂，需要计算机自动化来减少工作量。

发明内容

[0005] 本发明提出一种脉冲功率标准的校准系统和方法，克服对脉冲功率计的校准因子进行测试时存在的脉冲波形失真、射频源和功率计之间的失配等问题，减小校准因子测量的不确定性；通过自动采集数据、并对所采集数据进行分析和判断，提高测试效率和数据精度，进一步解决测试量大、精确测试难度大的问题。

[0006] 本发明提出的脉冲功率标准的校准系统，包含：脉冲功率标准1、数据存储模块3、波形分析模块4、反射分析模块5、控制和数据处理模块6。

[0007] 所述脉冲功率标准1用于产生射频信号；所述射频信号包括射频脉冲信号和连续波；所述脉冲功率标准进一步包含标准功率计10、脉冲产生器11、微波信号源12，射频发射单元13、示波器16；所述标准功率计10测量所述射频信号的功率并输出指示值；所述脉冲产生器11用于确定脉冲宽度；所述微波信号源12用于确定射频频率；所述射频发射单元13在脉冲模式下用于输出射频脉冲信号、在连续波模式下用于输出连续波；所述示波器16用于显示所述射频信号的包络。

[0008] 所述脉冲功率标准1还包含网络分析接口101、空气线接口102、功率计接口103。所述网络分析接口101用于接入矢量网络分析仪7、输出反射信号；所述空气线接口102用于在所述标准功率计10和射频发射单元13之间接入空气线8；所述功率计接口103用于接入被校准的脉冲功率计2。

[0009] 所述数据存储模块3，通过数据总线分别与所述波形分析模块4、反射分析模块5、控制和数据处理模块6相连接，用于存储测试条件值、测试值、计算值。所述测试条件值，包含脉冲宽度、脉冲幅度、射频频率；所述测试值，包含反射系数(所述反射系数包含源端反射系数、标准功率计反射系数、脉冲功率计反射系数)、标准功率计指示值、脉冲功率计峰值功率指示值；所述计算值，包含波形修正参数、失配因子、校准因子。

[0010] 所述波形分析模块4用于接收所述射频脉冲信号显示在示波器16上的脉冲包络数据及来自脉冲产生器11的脉冲宽度数据(B0)；计算波形修正系数(K0)。

[0011] 所述反射分析模块5用于采集所述标准功率计指示值和/或所述脉冲功率计峰值功率指示值；采集所述矢量网络分析仪测试的S参数值；计算所述反射系数。

[0012] 所述控制和数据处理模块6，通过一控制总线100控制所述脉冲产生器11、微波信号源12、射频发射单元13，输出所述射频信号；通过功率计控制接口200，控制所述脉冲功率计2、标准功率计10进行功率测试；通过分析仪控制接口700，控制所述矢量网络分析仪7进行S参数测试；启动所述波形分析模块和反射分析模块工作；接收所述波形修正参数、反射系数、标准功率计指示值、脉冲功率计峰值功率指示值；计算校准因子。

[0013] 进一步地，本发明的脉冲功率标准的校准系统，还包含一矢量网络分析仪7、一个或多个空气线8。

[0014] 作为本发明的脉冲功率标准的校准系统进一步优化的实施例，所述控制和数据处理模块6对所述测试条件值和对应的校准因子进行分析，确定所述校准因子的精度。

[0015] 作为本发明的脉冲功率标准的校准系统进一步优化的实施例，所述控制和数据处理模块6还包含人机交互界面，用于对脉冲宽度、脉冲幅度、射频频率进行设置、对测试的步骤和次数进行设置、启动测试、输出测试结果。

[0016] 本发明提出的脉冲功率标准的校准方法，用于所述脉冲功率标准的校准系统，包含以下步骤：

[0017] 控制脉冲功率标准输出射频脉冲信号的脉冲宽度、脉冲幅度、射频频率；

[0018] 根据射频脉冲信号的脉冲包络数据和脉冲宽度数据计算波形修正系数；

[0019] 将空气线接入所述空气线接口102，测试标准功率计和空气线形成功率座的S参数，根据脉冲幅值、标准功率计指示值、S参数值计算源端反射系数；

[0020] 将所述脉冲功率标准1的空气线接口102连通，控制射频发射单元13输出连续波；采集标准功率计指示值；通过矢量网络分析仪测试标准功率计反射系数；

[0021] 将脉冲功率计2接入功率计接口103；控制射频发射单元输出射频脉冲信号；采集脉冲功率计峰值功率指示值；通过矢量网络分析仪测试脉冲功率计反射系数；

[0022] 根据所述源端反射系数、标准功率计反射系数、脉冲功率计反射系数、波形修正系数、标准功率计指示值、脉冲功率计峰值指示值的数据，计算出校准因子。

[0023] 作为本发明方法进一步优化的实施例，循环上述步骤，进行多次测试。循环的条件是改变脉冲宽度、脉冲幅度、射频频率中的一种或多种参数，或者在相同的脉冲宽度、脉冲幅度、射频频率条件下进行多次重复测试。

[0024] 作为本发明方法进一步优化的实施例，对所述测试条件、测试值、计算值的数据进行分析，用极限点法确定所述校准因子的精度。

[0025] 作为本发明方法进一步优化的实施例，对多次重复测试所得到的校准因子进行统计，得出最佳的校准因子。

[0026] 作为本发明方法进一步优化的实施例，接入空气线接口的空气线为多个，通过对不同长度的空气线进行测试得出多个反射系数值，利用最小二乘法计算出最佳的源端反射系数。

[0027] 作为本发明方法进一步优化的实施例，在典型测试条件下自测设备参数并储存；所述设备参数包含源端反射系数、标准功率计反射系数、标准功率计指示值、波形修正系数；当需要测试一特定的脉冲功率计校准因子时，实时测试所述典型测试条件下脉冲功率计反射系数和脉冲功率计峰值功率指示值；调取储存的所述设备参数用于计算校准因子。

[0028] 本发明有益效果如下：

[0029] 本发明的实施例提供一种脉冲功率标准的校准装置和方法，通过自动化的方式测试波形修正系数、失配因子，以解决脉冲波形失真、射频源和功率计之间的失配等对测试结果存在影响的问题，通过本发明实施例披露的测量控制和数据处理方案，提高了测试结果的精确度。本发明采用反射分析模块解决了失配影响的问题；采用波形分析模块解决波形修正系数测量不准的问题；脉冲功率采集模块采用极限点法提高数据采集的精度。本发明能够实现参数设置、测试过程自动化控制、测试数据实时采集、存储、分析、修正等，降低了测量不确定性；在简化测试过程、提高测试的效率和精度方面取得了进步。

附图说明

[0030] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0031] 图1是传统的脉冲功率标准进行脉冲功率计校准的方法

[0032] 图2是本发明脉冲功率标准的校准系统实施例

[0033] 图3是脉冲功率标准的校准方法实施例

[0034] 图4是脉冲波形修正原理示意图

[0035] 图5是极限点法原理示意图

具体实施方式

[0036] 为了实现本发明的目的，本发明实施例中提供了一种脉冲功率标准的校准系统和方法，目的在于对脉冲功率计的校准因子进行测试时减少校准因子测量的不确定性，提高测试效率和数据精度。下面结合说明书附图对本发明各个实施例作进一步地详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

[0037] 图1是传统的脉冲功率标准进行脉冲功率计校准的方法，所述脉冲功率标准由微波信号源、脉冲产生器、射频发射装置等组成，用于产生射频信号，包括射频脉冲信号和连续波。如果将标准的射频信号(连续波和射频脉冲)分别输入到标准功率计和被校准的脉冲功率计，通过比较标准功率计和被校准的脉冲功率计指示值的差异，可以确定校准因子。

[0038] 如果将功率计指示值和真实值之间的比定义为该功率计的校准因子，在不考虑波形失真、也不考虑射频源和功率计之间失配情况下，有

[0039]

[0040] 其中，Pbu是被校准脉冲功率计峰值功率指示值；Pbs是标准功率计指示值；Ks是标准功率计的校准因子；Ku是脉冲功率计的校准因子。

[0041] 在考虑脉冲波形失真、也考虑射频源和功率计之间失配的情况下，

[0042] 定义波形修正系数：

[0043] K0＝u1/u2   公式2

[0044] 其中，u1为脉冲功率标准实际输出功率峰值，u2为等效矩形脉冲幅值。

[0045] 定义失配因子

[0046]

[0047] 其中，ΓG为源端反射系数；Γs为标准功率计反射系数；Γu为脉冲功率计反射系数。

[0048] 校准因子ku的表示式则为：

[0049]

[0050] 如图1所示，在所述脉冲射频单元的输出端分别接入标准功率计和被校准的脉冲功率计，要在图1所示系统中测试脉冲功率计的校准因子，由于波形修正系数(K0)无法测试，计算失配因子(M)的公式3中反射系数(ΓG、Γs和Γu)的相位无法得到，因此无法按照公式4的条件对相关系数进行测试，只能既不考虑脉冲波形失真、也不考虑射频源和功率计之间失配，将K0、M近似取为1，公式4即退化为公式1。而失配因子、波形修正系数是影响整个系统指标的重要参数，特别在测量系统中，不考虑波形修正系数及失配因子，会导致利用该标准测量脉冲功率校准因子时的精度较差。

[0051] 图2是本发明脉冲功率标准的校准系统实施例。脉冲功率标准的校准系统是模块化的、测量准确度高的自动化测试系统。脉冲功率标准的校准系统实现参数设置、数据采集、分析、判断、存储功能。

[0052] 所述脉冲功率标准的校准系统，包括：脉冲功率标准1、数据存储模块3、波形分析模块4、反射分析模块5、控制和数据处理模块6、矢量网络分析仪7、空气线8。所述脉冲功率标准1，包含标准功率计10、脉冲产生器11、微波信号源12，射频发射单元13、精密电压源14、脉冲稳幅单元15、示波器16。

[0053] 所述脉冲功率标准1的功能是产生射频信号；所述射频信号包含射频脉冲信号和连续波两种形式。所述射频脉冲信号的脉冲宽度由所述脉冲产生器11确定；所述射频脉冲信号的中心频率由所述微波信号源12输出的射频频率确定；所述射频发射单元13在脉冲模式下，将所述脉冲产生器11的输出与所述微波信号源12的输出进行调制，放大、输出所述射频脉冲信号；所述射频发射单元13在连续波模式下，对所述微波信号源12的输出进行放大、输出所述连续波；由所述射频发射单元13输出的射频信号，经过射频耦合、可变衰减、检波处理，显示在所述示波器16上；所述精密电压源14为所述脉冲功率标准1中的各个部件提供稳定的电压；所述脉冲稳幅单元15通过所述射频发射单元13的输出反馈控制所述微波信号源12，提高所述射频信号的稳定性；所述标准功率计10接收所述射频信号，测试功率并输出指示值；所述示波器16用于显示所述射频信号的包络。

[0054] 所述脉冲功率标准1还包含网络分析接口101，空气线接口102、功率计接口103。所述网络分析接口101用于接入所述矢量网络分析仪7，测试来自功率计方向的反射信号；所述空气线接口102用于在所述标准功率计10和射频发射单元13之间接入所述空气线8；所述功率计接口103用于接入被校准的脉冲功率计2。

[0055] 所述数据存储模块3，通过数据总线分别与所述波形分析模块4、反射分析模块5、控制和数据处理模块6相连接，用于存储所述脉冲宽度、脉冲幅度、射频频率、反射系数(ΓG、Γs和Γu)、标准功率计指示值、脉冲功率计峰值功率指示值、波形修正参数、失配因子、校准因子的数据。

[0056] 所述波形分析模块4的功能是：接收所述射频脉冲信号显示在示波器16上的脉冲包络数据、及来自脉冲产生器11的脉冲宽度(B0)数据；对所接收的数据进行分析，计算得出波形修正系数K0。所述波形分析模块4采集所述脉冲包络数据，识别脉冲幅值(u1)；将脉冲包络数据在时域内积分并与脉冲宽度(B0)相除，计算等效矩形脉冲幅值u2；最后，根据公式2计算出所述波形修正系数(K0)。

[0057] 所述反射分析模块5的功能包含：采集所述标准功率计指示值或脉冲功率计峰值功率指示值；采集所述矢量网络分析仪测试的S参数值；根据所述标准功率计指示值、脉冲功率计峰值功率指示值、S参数值计算得出反射系数(所述反射系数包含源端反射系数、标准功率计反射系数、脉冲功率计反射系数)。

[0058] 控制和数据处理模块6，通过一控制总线100发出控制信号，控制所述脉冲产生器11、微波信号源12、射频发射单元13、精密电压源14，使所述脉冲功率标准输出测试所需要的射频信号；所述控制和数据处理模块6还包含功率计控制接口200，对所述脉冲功率计2、标准功率计10进行控制；所述控制和数据处理模块6还包含分析仪控制接口700，控制所述矢量网络分析仪7工作；所述控制和数据处理模块6对所述脉冲功率计2、标准功率计10、矢量网络分析仪7的测试值进行数据采集、计算、精度分析，及存取。

[0059] 所述控制和数据处理模块6的功能具体包含：

[0060] 启动波形分析模块4；控制脉冲产生器11、微波信号源12、射频发射单元13，产生射频脉冲信号；接收所述波形分析模块4输出的波形修正系数数据。

[0061] 启动反射分析模块5；控制脉冲产生器11、微波信号源12、射频发射单元13，产生射频脉冲信号或连续波；控制矢量网络分析仪7进行测试(例如设置所述矢量网络分析仪的测量参数为S11或S22；设置所述矢量网络分析仪的中频带宽，通常为100Hz；根据脉冲功率计的工作频率范围设置所述矢量网络分析仪的工作频段和测量点数)；控制标准功率计10或脉冲功率计2工作；接收所述反射分析模块5输出的反射系数数据(所述反射系数包含源端反射系数、标准功率计反射系数、脉冲功率计反射系数)；直接接收或通过所述反射分析模块接收所述标准功率计指示值、脉冲功率计峰值功率指示值。

[0062] 进一步地，在循环测试时，所述控制和数据处理模块6改变(或不改变)脉冲宽度、脉冲幅度、射频频率条件下，多次启动所述波形分析模块和反射分析模块，接收所述波形修正参数数据、反射系数数据、标准功率计指示值、脉冲功率计峰值功率指示值。

[0063] 具体地，控制所述脉冲产生器11，改变脉冲宽度。在不同的脉冲宽度条件下，启动所述波形分析模块和反射分析模块，接收所述波形修正参数数据、反射系数数据、标准功率计指示值、脉冲功率计峰值功率指示值。

[0064] 具体地，控制所述微波信号源12，改变射频频率。在不同的射频频率条件下，启动所述波形分析模块和反射分析模块，接收所述波形修正参数数据、反射系数数据、标准功率计指示值、脉冲功率计峰值功率指示值。

[0065] 具体地，控制所述射频发射单元13，改变脉冲幅度。在不同的射频频率条件下，启动所述波形分析模块和反射分析模块，接收所述波形修正参数数据、反射系数数据、标准功率计指示值、脉冲功率计峰值功率指示值。

[0066] 所述控制和数据处理模块6的功能还包含：通过反射系数数据计算失配因子(公式3)，根据所述失配因子和所接收的波形修正系数、标准功率计指示值、脉冲功率计峰值功率指示值计算所述校准因子(公式4)，将所述脉冲宽度、脉冲幅度、射频频率、波形修正参数、反射系数、失配因子、校准因子数据保存在所述数据存储模块3；进一步地，对测试条件值和对应的校准因子进行分析，确定所述校准因子的精度。

[0067] 作为本发明进一步优化的实施例，所述控制和数据处理模块6还包含人机交互界面(或称“操作面板”)，用于对脉冲宽度、脉冲幅度、射频频率进行设置、对测试的步骤和次数进行设置、启动测试、输出测试结果。

[0068] 所述矢量网络分析仪7，接入所述网络分析接口101；所述空气线8，用于测试所述源端反射系数，接入所述空气线接口102。

[0069] 图3是脉冲功率标准的校准方法实施例，工作流程包含以下步骤：

[0070] 步骤1、测试条件控制：

[0071] 控制和数据处理模块6启动，控制所述脉冲功率标准输出的射频脉冲信号，具体地，控制所述脉冲产生器11输出的脉冲宽度、控制所述射频发射单元13输出的脉冲幅度；控制所述微波信号源12输出的射频频率。

[0072] 步骤2、波形修正系数测试：

[0073] 所述控制和数据处理模块6启动波形分析模块4；控制脉冲产生器11、微波信号源12使脉冲信号输出。

[0074] 所述波形分析模块4接收来自示波器16的脉冲包络数据、来自脉冲产生器11的脉冲宽度(B0)数据；对所接收的数据进行分析，计算得出波形修正系数(K0，公式2)；

[0075] 所述控制和数据处理模块6接收所述波形分析模块4输出的波形修正系数数据。

[0076] 步骤3、源端反射系数测试：

[0077] 将矢量网络分析仪连接至网络分析接口101；将所述空气线8接入所述脉冲功率标准1的空气线接口102；控制矢量网络分析仪对标准功率计和空气线形成功率座的反射进行S参数测试；所述反射分析模块5采集所述标准功率计指示值、矢量网络分析仪所测试的S参数值；根据脉冲幅值、标准功率计指示值、S参数值计算源端反射系数。

[0078] 步骤4、标准功率计的功率和反射系数测试：

[0079] 将矢量网络分析仪连接至网络分析接口101，将所述脉冲功率标准1的空气线接口102连通；

[0080] 启动所述标准功率计工作；控制微波信号源、脉冲产生器、射频发射单元，在连续波模式下，射频发射单元输出连续波；待功率稳定后，通过控制和数据处理模块采集标准功率计指示值；

[0081] 控制矢量网络分析仪对标准功率计的反射进行S参数测试；所述反射分析模块5采集矢量网络分析仪所测试的S参数值，得到标准功率计反射系数。

[0082] 步骤5、脉冲功率计的功率和反射系数测试：

[0083] 将矢量网络分析仪连接至网络分析接口101，将所述脉冲功率计2接入功率计接口103；

[0084] 启动所述脉冲功率计工作；控制微波信号源、脉冲产生器和射频发射单元，在脉冲模式下，射频发射单元输出射频脉冲信号；待功率稳定后，通过控制和数据处理模块采集脉冲功率计峰值功率指示值；

[0085] 控制矢量网络分析仪进行S参数测试；所述反射分析模块5采集矢量网络分析仪所测试的S参数值，计算脉冲功率计反射系数。

[0086] 步骤6、测试数据采集、计算和存储：

[0087] 所述控制和数据处理模块6采集所述源端反射系数、标准功率计反射系数、脉冲功率计反射系数、波形修正系数、标准功率计指示值、脉冲功率计峰值指示值的数据，先计算出失配因子(公式3)，再计算出校准因子(公式4)；

[0088] 进一步地，将所述脉冲宽度、脉冲幅度、射频频率、波形修正参数、反射系数、失配因子、校准因子数据保存在所述数据存储模块3。

[0089] 作为本方法进一步优化的实施例，循环上述步骤1-步骤6进行多次测试。循环的条件是改变脉冲宽度、脉冲幅度、射频频率中的一种或多种参数，或者在相同的脉冲宽度、脉冲幅度、射频频率条件下进行多次重复测试；当循环完成后，进入步骤7。

[0090] 步骤7、测试数据精度分析：

[0091] 对所述测试条件、测试值、计算值的数据进行分析，确定所述校准因子的精度；作为步骤7中进一步优化的实施例，对多次重复测试所得到的校准因子进行统计，得出最佳的校准因子。

[0092] 图4是脉冲波形修正原理示意图。作为本申请文件图3所示方法中步骤2的一个具体实施例，对波形修正系数进行计算的方法，射频脉冲信号经过射频发射单元输出后，采集所述射频脉冲信号在示波器上的包络波形，得出脉冲幅值(u1)。对脉冲包络进行积分计算，先将采集的脉冲包络表示于离散化的在时间和幅度空间，如图4所示的方格界面，横向为时间，每一列离散单元宽度为Δt；纵向为幅度，每一行离散单元高度为Δm，一个完整的脉冲包络与0幅度线之间所包围的面积为 其中，n是脉冲包络所占的行数，bi是脉冲包络在第i行所占列数。于是，u2＝A/B0。

[0093] 作为本申请文件中图3所示方法中步骤3的一个具体实施例，在所述脉冲功率标准的空气线接口102接入多个不同长度的空气线8，采集所述标准功率计指示值；控制矢量网络分析仪，采集不同空气线接入后的反射系数，采集空气线的传输效率。有

[0094]

[0095] 其中，P0为信号源输出功率，ΓLi为空气线与功率计形成功率座的反射系数，ΓG为源端反射系数，PLi为输入空气线的功率值(PLi＝P′Li/ηi，P′Li为标准功率计的指示值；ηi为空气线的传输效率)。

[0096] 此处，需要注意P0与u1(或u2)的区别。示波器采集的是脉冲包络是电压幅值，而P0为连续波或者脉冲功率。

[0097] 通过对不同长度的空气线进行测试得出多个反射系数值，利用最小二乘法和公式5计算出最佳的源端反射系数。例如，本发明系统实测频率范围18GHz-50GHz的脉冲功率标准的源端反射系数最大值为0.048。

[0098] 作为本申请文件中图3所示方法步骤1-7进一步变化的实施例，在上述测试步骤中，对特定的脉冲功率标准，所述源端反射系数(ΓG)、标准功率计反射系数(Γs)、·标准功率计指示值(Pbs)、波形修正系数(K0)等参数不涉及被校准的所述脉冲功率计2，因此作为所述脉冲功率标准1自身的电气工作性能，在所述脉冲功率标准1启动时能够通过步骤2、3、4的方法自测得到。考虑到上述设备参数(ΓG、Γs、Pbs、K0)均并非一个常数，而是和设备工作参量有关，例如测试条件脉冲宽度、脉冲幅度、射频频率发生变化、及设备老化等，可以考虑在典型测试条件自测上述参数并存储于所述数据存储模块3，也可以在变化的测试条件下动态地更新上述参数。因此，作为本发明方法步骤1-7进一步变化的实施例，测试所述校准因子(Ku)的过程，设备可以首先通过执行步骤2、3、4自测典型测试条件下的所述设备参数(ΓG、Γs、Pbs、K0)，储存于所述数据存储模块3；当需要测试一特定的脉冲功率计校准因子时，先按照步骤5测试所述典型测试条件下所述脉冲功率计反射系数(Γu)和脉冲功率计峰值功率指示值(Pbu)；当执行步骤6时，所述测试控制和数据存储模块6首先从所述数据存储模块3中调取典型测试条件下的所述设备参数；再结合实时测试的参数Γu、Pbu，计算出Ku。

[0099] 作为本发明步骤7的进一步优化的实施例，提出一种进行多次扫描测试提取最佳测试值的“极限点法”，对测试数据进行分析，针对特定的脉冲功率计确定所测校准因子的精度。

[0100] 极限法的原理如图5所示。选择n个测试条件点xi(i＝1～n)，在每个测试条件点分别进行m个正行程循环测试、m个反行程循环测试，得到2mn个随机测试数据yij(j＝1～2m)。对于第i个测试条件点，记其正行程测试均值为 子样标准偏差为Sui；反行程测试均值为子样标准偏差为Sdi。那么正行程随机测试值偏离 的范围在±3sui之间的置信概率为
99.73％。反行程随机测试值则以99.73％的置信概率落入区域 则测试数据的精度为：

[0101]

[0102] 其中，

[0103] 为第i个测试条件点的极限点偏差。

[0104] 为第i个测试条件点的极限点中间值。

[0105] 所述精度，是测试系统的实际输出在一定置信概率下对其参考特性的偏离程度都不超过某一个范围。

[0106] 以上原理运用于本发明的方法中，在任一射频频率、脉冲宽度条件下，改变脉冲幅度对校准因子进行往复测试，对采集的数据进行处理，采用极限点法计算出精度，剔除异常值。具体步骤是：在测试的功率电平范围内，以不同功率值Pbu或Pbs(在测试条件下改变脉冲幅度)为测试条件点xi，随机测试值yij为Ku。选择n个脉冲幅度值(例如1mW，10mW，20mW......)，m为正行程或反行程重复测量的次数，例如在1mW条件下重复测量6次，m为6，在每一功率条件下测试得到正、反行程输出的Ku随机测试值，得到Ku的平均值、标准差，通过极限点法处理数据，得出Ku的极限点偏差、确定Ku在不同脉冲幅度下的精度。实验结果，
18GHz-50GHz的脉冲功率标准测试系统精度为0.45％。

[0107] 本领域的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、装置(设备)、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

[0108] 本发明是参照根据本发明实施例的方法、装置(设备)和计算机程序产品的流程来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程中的每一步骤的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现方法各个步骤中指定的功能的装置。

[0109] 尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

[0110] 显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。