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原文传递高功率微波对电介质材料非热影响机制提取系统及方法

专利名称：	高功率微波对电介质材料非热影响机制提取系统及方法
摘要：	本发明提供一种高功率微波对电介质材料非热影响机制提取系统及提取方法，包括三个部分：微波谐振腔激励及激励信号反射情况监测部分、谐振系统部分、微波谐振参数提取部分，脉冲微波信号源可以实现脉冲激励信号脉宽及占空比可控，有效控制了微波谐振腔待测材料处微波强电磁场出现的时间，这使得高功率微波热效应可以被有效削弱，高功率微波非热效应比重得到增加进而被有效提取；矢量网络分析仪设置为点频扫描，这有效地提高了测试信号监控准确度，确保了高微波非热影响机制检测的可信度；本系统可以实现高功率微波非热影响机制提取，为高功率微波对电介质材料的非热影响机理深入研究提供了基础。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	四川;51
申请人：	电子科技大学
发明人：	高勇;李恩;郭高凤;张云鹏;高冲;郑虎;孔令讲
专利状态：	有效
申请日期：	2019-08-19T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-15T00:00:00+0800
申请号：	CN201910764119.9
公开号：	CN110455829A
代理机构：	成都点睛专利代理事务所(普通合伙)
代理人：	敖欢;葛启函
分类号：	G01N22/00(2006.01);G;G01;G01N;G01N22
申请人地址：	611731四川省成都市高新区(西区)西源大道2006号
主权项：	1.一种高功率微波对电介质材料非热影响机制提取系统，其特征在于：包括三个部分：微波谐振腔激励及激励信号反射情况监测部分A、谐振系统部分B、微波谐振参数提取部分C，微波谐振腔激励及激励信号反射情况监测部分A，包括脉冲微波信号源(1)、第一隔离器(2)、功率放大器(3)、第二隔离器(4)、双定向耦合器(5)、匹配负载(6)、微波检波器(12)、示波器(13)；脉冲微波信号源(1)的输出端接第一隔离器(2)的输入端，第一隔离器(2)的输出端接功率放大器(3)的输入端，功率放大器(3)的输出端接第二隔离器(4)的输入端，第二隔离器(4)的输出端接双定向耦合器的输入端口(21)，双定向耦合器的直通端口(22)接第一SMA接头(7)，双定向耦合器(5)的正向耦合端口(23)接匹配负载(6)，双定向耦合器(5)的反向耦合端口(24)接微波检波器(12)的输入端口，微波检波器(12)的输出端口接示波器(13)的输入端口；谐振系统部分B，包括第一SMA接头(7)、电探针(8)、石英试管(9)、待测材料(10)、微波谐振腔(11)、第二SMA接头(15)、第一耦合环(16)、第二耦合环(17)、第三SMA接头(18)；待测材料(10)放入石英试管(9)中并置于微波谐振腔(11)的一个电场集中处，电探针(8)位于微波谐振腔(11)的另一电场集中处，电探针(8)通过第一SMA接头(7)固定于谐振腔(11)腔壁上，方向与电场方向平行，第一耦合环(16)与第二耦合环(17)分别位于微波谐振腔的两个不同的磁场集中区，并通过第二SMA接头(15)、第三SMA接头(18)分别固定于微波谐振腔(11)腔壁上；微波谐振参数提取部分C，包括第一带阻滤波器(14)、矢量网络分析仪(20)、第二带阻滤波器(19)、矢量网络分析仪(20)的输出端口(25)、矢量网络分析仪(20)的接入端口(26)、第一带阻滤波器的第一端口(27)、第一带阻滤波器的第二端口(28)、第二带阻滤波器的第一端口(29)、第二带阻滤波器的第二端口(30)；矢量网络分析仪的输出端口(25)接第一带阻滤波器的第二端口(28)，第一带阻滤波器的第一端口(27)接第二SMA接头(15)，矢量网络分析仪的接入端口(26)接第二带阻滤波器的第一端口(29)，第二带阻滤波器的第二端口(30)接第三SMA接头(18)。 2.根据权利要求1所述的高功率微波对电介质材料非热影响机制提取系统，其特征在于：脉冲微波信号源(1)用于提供原始脉冲激励信号，将信号注入微波谐振腔(11)，激励微波谐振腔(11)产生强电磁场环境，功率放大器(3)用于放大脉冲微波信号源(1)产生的原始脉冲激励信号，第一隔离器(2)和第二隔离器(4)用于保护功率放大器(3)不受反射信号影响，双定向耦合器(5)用于对注入微波谐振腔(11)的脉冲激励信号反射情况进行耦合提取分析，匹配负载(6)用于对脉冲激励信号正向耦合分量进行匹配吸收，微波检波器(12)用于对注入微波谐振腔(11)的脉冲激励信号反射检波，示波器(13)用于对微波检波器(12)反射检波得到的电压数值进行显示读取，第二SMA接头(15)、第一耦合环(16)、第二耦合环(17)以及第三SMA接头(18)用于提取微波谐振腔(11)的谐振曲线；第一带阻滤波器(14)和第二带阻滤波器(19)用于抑制脉冲激励信号耦合到矢量网络分析仪(20)，矢量网络分析仪(20)用于显示提取的微波谐振参数曲线。 3.一种高功率微波对电介质材料非热影响机制提取方法，其特征在于包括如下步骤：脉冲微波信号源(1)提供原始脉冲激励信号，将信号注入微波谐振腔(11)，激励微波谐振腔(11)产生强电磁场环境，功率放大器(3)放大脉冲微波信号源(1)产生的原始脉冲激励信号，第一隔离器(2)和第二隔离器(4)保护功率放大器(3)不受反射信号影响，双定向耦合器(5)对注入微波谐振腔(11)的脉冲激励信号反射情况进行耦合提取分析，匹配负载(6)对脉冲激励信号正向耦合分量进行匹配吸收，微波检波器(12)对注入微波谐振腔(11)的脉冲激励信号反射检波，示波器(13)对微波检波器(12)反射检波得到的电压数值进行显示读取，第一带阻滤波器(14)和第二带阻滤波器(19)抑制脉冲激励信号耦合到矢量网络分析仪(20)，矢量网络分析仪(20)显示提取的微波谐振参数曲线，找到微波谐振腔(11)的谐振曲线的谐振点，设置矢量网络分析仪(20)扫描方式为点频扫描，所述谐振点数值为前述获取的谐振点频率数值；更改脉冲微波信号源(1)输出的脉冲激励信号的脉宽及占空比，该脉冲激励信号在待测材料(10)处获得随脉冲激励信号周期变化的微波强电磁场，从而降低高功率微波与待测材料(10)的互作用时间，进而使得高功率微波非热影响机制比重增加，通过矢量网络分析仪(20)对谐振点信号检测分析即可获得高功率微波非热影响机制情况，从而完成了高功率微波非热影响机制的有效提取。 4.根据权利要求3所述的高功率微波对电介质材料非热影响机制提取方法，其特征在于使用权利要求1或2所述的提取系统。
所属类别：	发明专利