射频放大器的测试装置的制作方法

1.本实用新型涉及医疗设备领域，尤其涉及一种质子重离子加速器用射频放大器的测试装置。


背景技术：

2.质子重离子加速器等医疗设备中会用到射频放大器对射频信号进行放大处理。在对射频放大器进行更换、维修或调试后，需要先对射频放大器的功能进行测试。目前通常在医疗设备上直接进行射频放大器的测试，会影响医疗设备的正常使用，中断正常治疗。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种射频放大器的测试装置，能够独立地对射频放大器进行测试，不影响医疗设备的正常使用。
4.本实用新型提供了一种射频放大器的测试装置，包括一个信号发生器、一个定向耦合器、一个负载模拟单元以及一个功率测量单元。信号发生器配置为生成已知功率的一个初始射频信号，信号发生器用于连接射频放大器的输入端并提供初始射频信号。定向耦合器具有已知的耦合度，定向耦合器的输入端用于连接射频放大器，并接收初始射频信号经过射频放大器放大后的射频信号，定向耦合器的直通输出端输出直通射频信号，定向耦合器的耦合端输出耦合射频信号。负载模拟单元连接定向耦合器的直通输出端，负载模拟单元能够消耗直通射频信号的能量。功率测量单元连接定向耦合器的耦合端并测量耦合射频信号的功率。
5.该射频放大器的测试装置，通过信号发生器生成初始射频信号，经过被测试的射频放大器放大后，利用定向耦合器分离出直通射频信号和耦合射频信号，负载模拟单元模拟负载消耗直通射频信号的能量，在功率测量单元测量耦合射频信号后，利用定向耦合器的耦合度计算并验证射频放大器的工作性能。该测试装置能够独立地对射频放大器进行测试，不影响医疗设备的正常使用。
6.在射频放大器的测试装置的另一种示意性实施方式中，负载模拟单元为射频衰减器。利用射频衰减器作为负载模拟单元便于采购和调试。
7.在射频放大器的测试装置的再一种示意性实施方式中，测试装置还包括一个验证单元，其包括两个功率采集端，验证单元能够通过两个功率采集端采集功率，验证单元还能够显示功率采集端采集的功率，一个功率采集端连接定向耦合器的输入端，另一个连接负载模拟单元。借助验证单元能够检测定向耦合器和负载模拟单元是否工作正常，保证对射频放大器的测试有效。
8.在射频放大器的测试装置的还一种示意性实施方式中，测试装置还包括一个比较器以及一个指示器。比较器连接功率测量单元并能够获取耦合射频信号的功率的数值，比较器被配置能够在耦合射频信号的功率的数值超出一个预设的标准值范围时生成一个未通过信号。指示器连接比较器并且在接收到未通过信号时以发光或发声的方式产生一个未
通过指示动作。借此能够自动得到测试结果，节省人工成本。
9.在射频放大器的测试装置的还一种示意性实施方式中，比较器还被配置为在耦合射频信号的功率的数值在一个预设时间段内未超出预设的标准值范围时生成一个通过信号。指示器在接收到通过信号时以发光或发声的方式产生一个通过指示动作。借此能够自动完成测试。
10.在射频放大器的测试装置的还一种示意性实施方式中，信号发生器能够生成不同功率和频率的初始射频信号。借此能够模拟医疗设备上不同的部件，测试医疗设备上不同的射频放大器。
11.在射频放大器的测试装置的还一种示意性实施方式中，功率测量单元为网络分析仪。借此能够测量射频信号的多种参数。
12.在射频放大器的测试装置的还一种示意性实施方式中，定向耦合器是耦合度为50分贝、最大功率为3000瓦的定向耦合器。
附图说明
13.以下附图仅对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。
14.图1为射频放大器的测试装置的一种示意性实施方式的结构示意图。
15.图2为射频放大器的测试装置的另一种示意性实施方式的结构示意图。
16.标号说明
17.10信号发生器
18.20定向耦合器
19.21定向耦合器的输入端
20.22定向耦合器的直通输出端
21.23定向耦合器的耦合端
22.30负载模拟单元
23.40功率测量单元
24.50验证单元
25.60比较器
26.70指示器
27.90射频放大器
具体实施方式
28.为了对实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式，在各图中相同的标号表示结构相同或结构相似但功能相同的部件。
29.在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。
30.为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本实用新型相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。
31.图1为射频放大器的测试装置的一种示意性实施方式的结构示意图。如图1所示，
射频放大器的测试装置包括一个信号发生器10、一个定向耦合器20、一个负载模拟单元30以及一个功率测量单元40。
32.信号发生器10配置为生成已知功率p1的一个初始射频信号，信号发生器10用于连接射频放大器90的输入端并提供初始射频信号。定向耦合器20具有已知的耦合度c，定向耦合器20的输入端21用于连接射频放大器90，并接收初始射频信号经过射频放大器90放大后的射频信号，定向耦合器20的直通输出端22输出直通射频信号，定向耦合器20的耦合端23输出耦合射频信号。在示意性实施方式中，定向耦合器20是耦合度为50分贝、最大功率为3000瓦的定向耦合器，借此更便于分离射频信号，并且最大功率能够满足绝大多数射频放大器90的测试需求。
33.负载模拟单元30为射频衰减器，其连接定向耦合器20的直通输出端22，负载模拟单元30能够消耗直通射频信号的能量，利用射频衰减器作为负载模拟单元30便于采购和调试。功率测量单元40为网络分析仪，连接定向耦合器20的耦合端23并测量耦合射频信号的功率p3。网络分析仪能够测量射频信号功率以外的多种参数，更适合分析射频放大器90的工作性能。
34.射频放大器的测试装置在使用时，通过信号发生器10生成初始射频信号，经过被测试的射频放大器90放大后，利用定向耦合器20分离出直通射频信号和耦合射频信号，负载模拟单元30模拟负载消耗直通射频信号的能量，在功率测量单元40测量耦合射频信号后，利用公式c＝10
×
log(p2/p3)、已知的定向耦合器20的耦合度c和功率测量单元40测量的耦合射频信号的功率p3进行计算，得到初始射频信号经过射频放大器90放大后的射频信号的功率p2，再结合初始射频信号的功率p1和射频放大器90的设计参数验证射频放大器90的工作性能是否正常。该测试装置能够独立地对射频放大器90进行测试，不影响医疗设备的正常使用。
35.在示意性实施方式中，信号发生器10能够生成不同功率和频率的初始射频信号。借此能够模拟医疗设备上不同的部件，测试医疗设备上不同的射频放大器90。
36.图2为射频放大器的测试装置的另一种示意性实施方式的结构示意图。参照图2，其与图1中的测试装置相同或相似之处不再赘述，其区别在于，测试装置还包括一个验证单元50，其包括两个功率采集端，验证单元50能够通过两个功率采集端采集功率，验证单元50还能够显示功率采集端采集的功率，一个功率采集端连接定向耦合器20的输入端，另一个连接负载模拟单元30。借助验证单元50测量的两个功率，结合定向耦合器20和负载模拟单元30的设计参数进行计算，可以验证述定向耦合器20和负载模拟单元30的设计参数与实际工作性能是否匹配，保证对射频放大器90的测试有效。在示意性实施方式中，验证单元50为一个示波器，具有成本低且便于使用的优点。然而并不局限于此，在其他示意性实施方式中，验证单元50可以是其他具有功率测量功能的仪器，例如网络分析仪和射频功率计等。
37.参照图2，在示意性实施方式中，测试装置还包括一个比较器60以及一个指示器70。比较器60可以是mcu芯片，其连接功率测量单元40并能够获取耦合射频信号的功率的数值，比较器60被配置能够在耦合射频信号的功率的数值超出一个预设的标准值范围时生成一个未通过信号，标准值范围通过初始射频信号的功率p1、射频放大器90的设计参数和定向耦合器20的耦合度c的计算得出，用于表示射频放大器90正常工作时输出的功率范围。指示器70为指示灯或扬声器，其连接比较器60并且在接收到未通过信号时以发光或发声的方
式产生一个未通过指示动作。借此能够在测试未通过时自动得到测试结果，节省人工成本。
38.在示意性实施方式中，比较器60还被配置为在耦合射频信号的功率的数值在一个预设时间段内未超出预设的标准值范围时生成一个通过信号。指示器70在接收到通过信号时以发光或发声的方式产生一个通过指示动作。借此能够在被测试的射频放大器90正常运行一段时间后自动完成测试。
39.上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方案或变更，如特征的组合、分割或重复，均应包含在本实用新型的保护范围之内。