当射频信号作为载波，被连续的周期矩形脉冲信号调制后，得到的信号即为脉冲调制射频信号，其时域和频域图形如图1所示，PRF为脉冲重复频率，f₀为中心频率，τ为脉冲宽度，谱线包络幅度变化具有（sinθ/θ）的形式^[2-4]，由于能量散布到各频谱分量，势必会引起载波分量幅度的下降，称为“脉冲退敏效应”，脉冲退敏因子用α表示。

从信号检测的角度来看，矢网本质上是一个窄带的外差式接收机，它将含有被测件幅度与相位信息的微波连续信号变频到一固定的中频，通过信号的分析处理得到最终的测试结果。脉冲行波管输出信号为脉冲调制信号，矢网需要采取特殊的检测技术，视被测信号调制脉冲的宽度而定，矢网可采取宽带检测和窄带检测两种技术^[5]。

宽带检测法是指采用宽带中频，从而保证矢网内部接收机能够获取脉冲调制信号主要频谱分量，信号所携带的幅相信息基本没有畸变和损失地通过中放，就和连续波时情况一样。典型的中频带宽应至少是脉宽倒数的1.5倍，这样才能保证即使是有时序误差和脉冲时延的情况下，绝大部分的频谱分量都被测量，由于中频滤波器自身特性的影响，仍有少部分频谱分量损失，在分辨带宽与脉宽乘积小于0.2^[2]时，脉冲退敏因子α表示如下：

式中B为冲击带宽，一般情况下B与分辨带宽不同，引入系数K进行修正计算。

宽带检测法，除脉宽要求外，另一个关键问题是脉冲流与矢网工作的起始时刻必须同步，这样在脉冲导通时间内矢网才会随着脉冲信号的出现进行数据采集，因此，测试系统中需要为矢网采集数据提供一个脉冲同步信号，该信号频率和脉冲重复频率（PRF）保持一致。为了保证脉冲状态矢网能正常工作，不仅需要矢网的取样时间外，还要预留硬件电路对信号响应的稳定时间，这些时间的总和决定了被测脉冲调制信号的最小可测脉冲宽度，因此，宽带检测技术又称为同步数据采集模式，宽带检测技术如图2所示。当中频带宽足够宽时，足够多的脉冲频谱分量能落在测试接收机带宽之内，宽带检测是测试脉冲调制射频信号的首选方法。

当矢网接收机的带宽太窄，导致脉冲调制信号的大部分频谱分量并不能落在接收机内，此时需要通过窄带检测完成脉冲测试。这种情况下，矢网不能完全捕获脉冲调制射频信号，便采用了一种极端方式，即只保留频谱主瓣的中心载波频率分量，将其他频率分量全部滤掉。滤除旁瓣信号后，极窄带宽内的脉冲调制射频信号成为连续波信号，在不考虑矢网数据取样与输入脉冲信号同步的前提下，可依据连续波测试方法完成测试。由于窄带检测不需要数据采集同步信号，因此这种技术也称为异步数据采集方式。窄带检测技术如图3所示。

窄带检测技术的主要优点是对测试信号脉冲宽度最小值无特殊要求，因为大部分频谱分量都会被滤掉，只剩下中心频率分量。但随之带来一些新问题，当所测信号的重复频率很小时，测试扫描时间会很长，中频带宽也不可能无限调低。此外由于频谱分量的分散，使得载波频率分量的幅度降低，导致测量动态范围变小，窄带检测时脉冲退敏因子表示如下：

根据α分析可得，窄带检测技术的动态范围受制于脉冲的工作比$ (\tau /T) $，随着脉冲变窄或脉冲间的时间间隔变大，接收机测得的脉冲平均功率降低，导致信噪比降降低，动态范围也相应减小。

本文选取Ku波段500 W脉冲空间行波管开展增益测试方法的研究，行波管的脉冲宽度为45 us，占空比25%。

组建Ku波段脉冲空间行波管增益测试系统，原理框图见图4，矢量网络分析仪为行波管提供激励信号，同时接收机检测输出信号，所得对数幅度参数比S21即为增益，脉冲信号发生器一方面使能高压电源工作在脉冲模式，另一方面为矢网提供与脉冲流同步的触发信号。

测试前设置脉冲信号发生器输出波形为Pulse，设置脉冲宽度45 us和占空比25%，按照正常加电流程使行波管工作在脉冲状态下。在频率扫描模式下，以等激励方式测试增益波动曲线，选取工作带宽中心频率的饱和工作点为激励设定值，分别采用宽带法和窄带法测试S21曲线。

利用宽带检测技术进行脉冲行波管增益波动测试，所用矢网为Keysight的N5244A，经查阅，该矢网中频带宽最大为600 kHz，行波管重复频率约为22 kHz，中频带宽远大于重复频率，能保证脉冲调制信号主要频谱落在接收机带宽内。根据1.1中所述，宽带检测时中频带宽至少是脉冲宽度倒数的1.5倍，因此设置矢网中频带宽为35 kHz，测得脉冲空间行波管增益曲线如图5所示，测试增益值为47.3 dB～47.9 dB。

按照窄带检测法设置矢网中频带宽为1 kHz，远小于脉宽的倒数，矢网接收机只能检测到主瓣的主峰信号。窄带检测不需要脉冲同步信号，测得脉冲空间行波管增益曲线如图6所示，增益值为35.10 dB～35.70 dB。

根据宽带检测和窄带检测试验结果对比，见图7所示，两种测试方法所得的增益曲线随频率变化趋势几乎一致，但是窄带检测增益幅度较宽带检测增益幅度降低了10 dB多，窄带检测所得信号只包含了被测信号主瓣的中心频率分量，遗漏了旁瓣频率分量，即产生了严重的“脉冲退敏效应”。

本文通过理论分析和实际测试结合的方法，开展了矢量网络分析仪在脉冲空间行波管增益测试中的技术研究。通过对比宽带检测法和窄带检测法的优缺点，明确两种测试方法的应用条件，结合矢网最大中频带宽和脉冲调制信号脉宽，确定了宽带检测法为测试脉冲空间行波管的有效方法^[6-11]。在相同的脉冲宽度和占空比下，实际测试了Ku500W脉冲行波管的增益曲线，宽带检测法能降低脉冲退敏效应，而窄带检测法出现了严重的脉冲退敏效应，绝大部分频率分量丢失，同时窄带检测对中频滤波器带宽要求高，在脉冲调制信号小占空比时测试动态范围小，综合分析可知宽带检测法更适合测试行波管增益波动。