【国家标准(GB)】 充气微波开关管电性能测试方法

中华人民共和国国家标准
充气微波开关管电性能测试方法Measuriag methods of electrlcal properties ufgas-filled nicrowave switching devices本标准适用于充气微波开关管（以下简称正关管）电性能的测试。1测试条件
1.1测试设备
1.1.1脉冲高功率发生器
GB9603-88
本标准中所使用的脉冲高功率发生器的脉冲特性应在产品标准中规定。其定义和测量按*相应的高功率微波源测试方法”进行，
1.1.2微波元件
用于度量的所有微波元件在所工作的频率范围内应满足要求。1.1.3三分贝平衡电桥
用于双TR管测试时的三分贝平衡电桥，必须保证每一个三分贝混合耦合器具有小于 1.1 的电压驻波比（此时是由任一臂看去，而其余三臂端接匹配负载），平均功率的误差不超过 0.25dB,隔离度大于 25 dB。
1. 1.4被测管
无明确说明时，被测管术语均包含连接开关管的管座(腔体)。开关管的管座（腔体)指谐振腔，直通连接法兰、T形管座和三分贝平衡电桥。T形管座在装入等效短路面时，盛形成匹配传输线。尤等效短酪面时,对传输功率应具有平分性，1.1.5等效段、标准短路面
等效段是物理长度等于被测箕长度的转输线段。标推短路面甚形状和被测管相同，无谐振窗的金属平板。1.1.6引燃极电源
引燃极电源的直流电压可在额定值的士5%之内变化，波纹系数应在2%以内。放电电路中的总串联电阻在产品标准中规定。而在引燃极的引线端应直接接入不小丁0.5M的电阻（它是总串联电阻的一部分）。
1.2参考点
加到所有引线端的电压极性是相对于管体而言的。1.3测试的大气条件
若无另外规定，测试在正常大气条件下进行。正常大气条件为：温度：15～35℃相对凝度：15%~75%气压：86～106 kPa。当有温度要求时，必须保持足够的稳定时间，以保证开关管全部达到平衡温度。
1.4冷却条件
接产品标准。
中华人民共和国电子工业部1988-03-09批准1989-03-01实施
1.5电磁屏蔽
GB9603—B8
当存在外界电磁场干扰和影响时，应采取屏蔽措施。1.6测试条件的公差
无另外规定时，允许公差如下
测试基准频率：
对于高功率为十1%；
对于低功率为士0.1%。
重复频率为上10%；
脉冲宽度为±10%，
入射脉冲高功率为土10%。
1.7额定值
额定值是指产品标难中所规定的试验条件（如外加电压、电流，功率，频率等）的规定值。1.8引燃极的使用
在高功率测试中，具有引燃极的开关管,均按产品标准的规定，使引燃极正常工作。2测试方法
电性能的测试条件应符合本标准“1测试条件”2.1引燃极引燃时间的测试方法
2. 1. 1 定义
引燃时间是指把额定直流负电压经过总串联电阻加到引燃极瞬时起至引燃极开始放电的时间间隔。
电路原理图
直薇电
鼓谢管
图中：R为率联电阻，它和R：以及引燃极本身的电阻组合为总串联电阻，其值在产品标准中规定。2.1.3测试方法
将最后一次放电后,贮蔽不少于24 h 未带管座(腔体)的开关管接入测试电路中,把额定引燃电压通过额定总审联电阻加在引燃极上。测量加上电压到微安表指示有电电流的时间间，即为引燃时间。
注，具有两个(或两个以上)引燃极的开关管，应分别进行测试。2.2引燃极引燃电流的测试方法
2. 2. 1 定义
GB 9603—88
引燃电流是指把额定引燃电压通过额定总串联电阻加到引燃极上所产生的放电电流。2.2.2电路原理图
直流电源
图中：R为中联电阻，它和R，以及引燃极本身的电阻组合为总中联电阻，其值在产品标准中规定。2.2.3测试方法
按产品标准调整好总申联电阻，在未带管座（或腔体）的开关管引燃极上加上额定引燃电压，读取微安表的电流值即为引燃电流。
注：具有两个(或两个以上)引燃极的开关管，应分别进行测试。2.3引燃极电压降的测试方法
2. 3. 1 定义
引燃极电压降是指引燃极工作在额定引燃电流下，引燃极端与管体之间的电压降。2.3.2电路原理图
直流电源
图中，R为可变申联电阻。
2.3.3测试方法
将被测管（未带管座或腔体）接入电路中，把引燃电流调整在额定值上，用下列方法之测定引燃极电压降。
2.3.3.1在引燃极端和管体间用-高阻抗伏特表直接测量。2.3.3.2用引燃电压减去串联电阻R十R。上的电压降求得。注：具有两个(或两个以上)引燃极的开关管，应分别进行测试。2.4引燃极有害驰张振的测试方法2. 4. 1 定义
GB 9603—88
引燃极有害弛张振荡是指引燃电流大于最小额定引燃电流时，由丁电极和引线的分布电容以及引燃极放电的等效内阻形成的充放电所造成的引燃电流的振荡达零线时的现象。2.4.2电路原理图
直梳电源bzxz.net
2.4.3测试方法
0~20MD
成游管
接示波器
将被测管（未带管座或腔体）接入电路中，在引燃被上加上额定引燃电压。调整可变串联电阻R，逐渐减少引燃电流，观察示波器上的波形，直到最小额定引燃电流时，应无达到零线的振波形（见图5所示），即无有害弛张振药。
高频振
有害施张报满
（出现放电燃天）
电流零线
图5分辨有害驰张振荡的示意图
注：具有两个(或两个以上)引燃极的开关管，应分别进行测试。2.5引燃极噪声比的测试方法
2.5.1定义
引燃极噪声比是指引燃极在额定引燃条件下，引燃极工作时和未工作时的噪声输出功率之比。2.5.2测试方框图
2.5.3测试方法
控准噪卢源
匹配负载
GB 9603—BB
燃电源
旋频器
中频效人器
燕减器
所机摄能器
将本机振荡器调整到额定颜率上，把开关(K)接到(1),调整校准噪市源，便输出指示器获取适当的指示值。确定接收机的噪声系数 F。把开关(K)转接于（2)，当引燃极未工作时，调整中衰减器，使输出指尔器达原指示值，读取中频衰减器的衰减量A1。使引燃极按额定条件工作，再调整中频衰减器，使输出指示器达原指示值，读取中频衰减器的衰减量A2。
引燃极噪声比为：
Nr= 1+
F(Y —
Ne = 1 + (antilog0.1F)[(antilogo. 1Y) - 122
式中，F是接收机噪声系数
注：() 若F和Y为功率比时,则按式(1)计算。② 若 F和Y 为分贝值时,则按式(2)计算。②若所用接收机为单边带接收机(或使用预选)时，则(1)和(2)式中第_项的分母应为1。2.6引燃极插入损耗的测试方法
2. 6. 1 定义
（1）
引燃极插入揽耗是指引燃极在额定引燃电流下，并关管的插入损耗比引燃极未工作时开关管的插入损耗的增值。
2.6.2测试方框图
同本标准2.10\开关管总插入损耗\的测试方法中2.10.2测试方框图。2.6.3测试方法
按本标准2.10.3的方法测量引燃极工作和未工作状态下的插入损耗。按2.6.1定义计算出引燃极插入损耗。2.7频率调谐范围的测试方法(篇Q营)2.7. 1 定义
频率调谐范围是指高Q开关管,调节其管体上的调谐机构或者外接谐振腔的调谐机构，使其能获得谐振的颊率范围
2.7.2测试方框图
后发生器
2.7.3测试方法
频督计
GB 9603—88
偏鸡器
被测香
匹配指示器
将信号发生器的振荡類率按规定分别调整在额定频率调谐范围的荞干个频率上（至少在上下边赖上)，在每一频率上调动调谐机构，匹配指示器应出现最大值。2.8谐振频率的测试方法
2.8-1定义
谐振频率是指只有一个谐振频率的开关管在低电平传输型电路中的谐握频率。对于TR管在谐振频率上，其输入端电压驻波系数最小，而传输功率最大。对于ATR管在谐振频率上，其输入端电压驻波系数最大，而传輪功率最小。
2.8.2测试方框图
2. 8. 2. 1功率传输法
信号发器
2. 8.2. 2驻波系数法
期率计
随岛器
见本标准 2. 9\低电平下电压驻波系数”的测试方法的 2. 9,2. 1。2.8.3测试方法
2.8.3.1功率传输法
匹配功率
指示罪
将被测管接入电路中，变化信号发生器的频率，当匹配功率指示器出现最大（TR管），或最小(ATR管)指示时，该信号发生器的振荡频率,即为开关管谱振频率。2.8.3-2驻波系数法
按本标准2.9\低电平电压驻波系数”的测试方法，测试出开关管的电压驻波系数的频率待性曲线，其电压驻波系数最小值(TR管)或最大值(ATR管)所对应的频率，即为开关管谐振频率。2.9低电平电压驻波系数的测试方法2. 9. 1 定义
低电平电压驻波系数是指在低电平状态下，把开关管接入匹配传输线中，其输人端形成的驻波最大点和最小点的场强比。
2.9.2测试方框图
2.9.2.1测量线法
指示器
倍号发生器
频率计
酬离器
请可定
图9单管测试电路
测量线
发生瑞
辆率计
隔离器
2.9.2.2扫赖法
扫频值号
发生器
频率计
两高额
精密可变
杜晓器
外班幅
GB 960388
指示器
格被器
天线绒鸭
哎射時
双管测试电路
检波器
精密可变极化
式衰随器
人射波酒道
反射计
反射游道道
匹配负繁
双线京波器
谢测萨
航路面
率收用
匹配仙裁
注：当测量双 TR 管时,把夫线臂接到反射计末端,而三分贝电桥的其他三臂端接匹配负载即可。2.9.3测试方法
2.9.3.1直接法
按图9或图10将信号发生器调整在额定频率上，移动测基线探针，读取驻波最大点和最小点指示值Aw和Amin，按式(3)计算开关管电压驻波系数：GB 9603—88
式中：n为检波器晶体管的检波律。为计算方便，尽量选择平方律检波的晶体管。2.9.3.2二倍最小法
（3）
按图9或图10将信号发生器调整在额定频率上，移动测量线探针到驻波最小点处，读取适宜的指示值A。。
移动测量线探针在驻波最小点的两边，分别找出使指示值为2A。的探针位置X1和X2按式(4)计算开关管电压驻波系数：41cos4
式中：△X=X,一X,即二倍最小点之闻的探针距离为测量电路中的波导波长
界为晶体捡波律。
（4）
当n=2而所测开关管的电压驻波系数大于10时,开关管电压驻波系数可按式(5)近似计算：S=
2.9.3.3功率衰减法
（5）
按图9或图10将信号发生器调整在额定频率上，移动测量线探针到驻波最小点，调整精密可变衰减器，使驻波最小点的检波器指示α：尽量靠近满量程。读取衰减器的分贝值Ai缓慢移动测量线探针到驻被最大点，并随时增加可变衰减器的衰减量，直到驻波最大点的检波器指示等于a，读取衰减器的分贝值A按式(6)计算开义管电压驻波系数：S=1ot
注：为了提高测试精度,要求从测量线输出端向倍号发生器端的电压驻波系教小 J-1. 02。2.9.3.4扫频法
（6）
按图11将扫频信号发生器调到额定频带上，用短路面代替被测管造成全反射，按双线示波器波形确定最大幅度基准线，此时应尽量使极化式衰减器处于最人衰减量。接入被测管，观察示波器上的被形，减小衰减量使波形幅度达基准线，读取衰减量的减小值A1(dB),按式(7)计算开关管电压驻波系数：s=1+10-%
2.10总捕入损耗的测试方法
2.10.1定义
总插入损耗是指开关管接入匹配信号发生器和匹配负载之间，在低电平下所引入的功率损耗，其有引燃极的开关管应使其工作。
总插入损耗以分贝为单位，按式(8)计算：SLa= 10 log
式中：P;-~未接入开关管时,匹配负载吸收的功率；P2——接入开义管时匹配负载吸收的功率。(dB)
2.10.2测试方框图
2.10.2.1直接法
信号发生部
预率计
GB 9603—88
定向相合瑟
匹配功率计(1)
被测昔
定向榭合睾
匹配功率计(2)
匹配负装
注：()定向耦合器(1)和(2)应具有相等的过渡衰减，不然可用一可变衰减器接入--个定向耦合器支路，调整平衡。定间糊合器的方向性应大于 30 dB。②可用一个波导开关和一个功率计。③当测量双TR管时，把天线臂接定向懈合器（1)，接收情接定向耦合器(2)，其余臂接匹配负载。2. 10.2-2代替法
后号发生
隔离器
糖密可变减器
每效段
匹配功率
指示起
注：(D测量计算若果用功率比时,匹配功率指示器可以直接使用功率计,或者使用平方律检波的晶体检波器。②测量计算若采用衰减器衰减熏整值时，匹配功率指示器可以采用其他指示器。③当测量双TR管时，把天线情接精密可变衰减器，接收时接匹配功率指示器，其余骨接匹配负载。2.10.2.3扫频法
扫频信号
发生器
满离器
期率计
外想幅
检滋器
定向幅合期
注 ① 定向耦合器的方向性应大于 38 dB。GB 960388
双战示波器
可变惯化式
②检波器应具有觉频带的频率响应，波纹小，等效房
(③当测双TR管时，天线臂接可变极化式衰减器，接收情接检波器，其余时接匹配负载。2.10.2.4反射法
信专发生器
2.10.3测试方法
2.10-3.1直接法
辆率计
隔高器
湿量线
蜥示器
裁测窄
检波器
可变能路器
按图12将信号发生器调整在额定频率上，用功率计(1)和功率计(2)。分别读取入射功率P.和开关管输出功率Po，按定义(2.10.1)所给公式计算开关管总插入损耗。2.10.3.2代替法
按图13调整好信号发生器频率和功率，用等效段代替被测管，读取匹配功率指示器读数41。并记录精密衰减器的衰减量A,(dB)。
接入被测管，按下列方法之一测量计算开关总插入损耗。a
率值。
读取被测管接人时，匹配功率指示器的读数42，按定义（2.10.1)的公式计算。a,和α应化为功b.调整精密衰减器，使匹配功率指示器的读数α2等于ar,读取衰减器的衰减量A.(dB)则开关管总插入损耗为：
EL = A, — Az (dB)
（9）)
2.10.3.3扫搬法
GB 9603-B8
按图14将扫频信号发生器频率调在额定额段上。用等效段代替被测管，将极化式衰减器固定于，个适当衰减值，获取基准电平。接入被测管，减小衰减器衰减量，使其再次获取基准电平，其衰减量差值即为总插入损耗。2.10.3.4反射法
按图15将信号发生器频率调整在额定频率上。移动可变短路器，分别处于若干等距离的位置X，X2.X.上，并测量出相应位置时的电压驻波系数S1.S..S...在方格坐标纸上画出S-X的曲线。由曲线确定S和Smn以及相应的短路器位置Xmx和Xmin将短路器放于X位置，而测量线探针放于最小点位置。再把短路器放于X位置，稍许移动探针位置，以确定探针的位置是最大点还是最小点。若是最大点，按式（10)计算：SmaxSnin — 1
R=(3+1(S + 1)
若是最小点，按式(11)计算出：Smux Sain
(S+1)(Sm.+1)
开关管有功损耗(L)为：
L = 10 Ig[R(1-]
式中：r2——开关管向其摘出端看去的反射系数；r
一短路器的反射系数。
Ir|和|r|应预先测最到。
在实际测量中，为方便起见，若||趋近于1，n(开关管向其输人端看去的反射系数）和|r趋近于0,则开关管有功损耗L，按式(13)作近似计算：Sm+11
再按2.9\低电平电压驻波系数”的测试方法测量其相应率上的电压驻波系数S，测用式(14)计算开关管的反射损耗L,为：
开关管的总插入损耗为：
2.11相对相位移的测试方法
2. 11. 1 定义
L, =10 gS+1*
ZL = L, + L(dB)
（14)
相对相位移是指在低电平状态下，当开关管和等效段分别接入传输线中，在参考点测得的相位偏2.11.2测试方框图
2.11.2.1测量线法
反射波法
信号发生器
传输波法
信号发生编
2. 11.2.2电桥法
a单魔T法
领事车
南号安生器
隔高路
GB 9603—88
两高器
隔真世
指示器
淀向凋合器
可变短路器
等效段
敏测音
测盘线
指示器
功率指示器
等效段
固定盘路器
定向辑合器
匹配负鳞
国定短路耀
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