基于基準(zhǔn)值校驗(yàn)技術(shù)的功放駐波比檢測(cè)方法
【專利摘要】基于基準(zhǔn)值校驗(yàn)技術(shù)的功放駐波比檢測(cè)方法，涉及功放輸出端駐波比檢測(cè)技術(shù)，是一種基于數(shù)字校驗(yàn)技術(shù)的駐波比檢測(cè)方法，其檢測(cè)電路主要由環(huán)形器、功率檢波器和集成AD的單片機(jī)組成。在本發(fā)明的功放系統(tǒng)中有一個(gè)校準(zhǔn)過(guò)程，它在保證了駐波比檢測(cè)準(zhǔn)確度的情況下，簡(jiǎn)化硬件電路，減少元器件，降低系統(tǒng)成本。
【專利說(shuō)明】基于基準(zhǔn)值校驗(yàn)技術(shù)的功放駐波比檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及功放輸出端駐波比檢測(cè)技術(shù)系統(tǒng)，特別涉及一種基準(zhǔn)值校驗(yàn)技術(shù)的功放駐波比檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]駐波比全稱為電壓駐波比，又名VSWR或SWR，為英文Voltage Standing WaveRatio的簡(jiǎn)寫。
[0003]在無(wú)線通信中，天線與饋線的阻抗不匹配或天線與發(fā)射機(jī)的阻抗不匹配，高頻能量就會(huì)產(chǎn)生反射折回，并與前進(jìn)的部分干擾匯合發(fā)生駐波。為了表征和測(cè)量天線系統(tǒng)中的駐波特性，也就是天線中正向波與反射波的情況，人們建立了 “駐波比”這一概念。
[0004]在有功率放大器的通信設(shè)備中，功放輸出端與天線相連，當(dāng)功放輸出阻抗與天線阻抗匹配不佳時(shí)，駐波比將加大。此時(shí)天線反射功率變大，而有效的輻射功率降低，情況嚴(yán)重的將會(huì)破壞功率放大器。為保障功放系統(tǒng)的正常工作，有效的駐波比檢測(cè)技術(shù)及為必要。
[0005]現(xiàn)有功放系統(tǒng)中的駐波比檢測(cè)多通過(guò)雙向耦合器檢測(cè)前向輸出功率和后向反射功率來(lái)計(jì)算功放輸出端的駐波比。這種駐波比檢測(cè)方法需要兩個(gè)對(duì)數(shù)檢波管，并且需要兩路A/D轉(zhuǎn)換器對(duì)檢波管檢測(cè)的信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，再進(jìn)行計(jì)算方可得到功放輸出端駐波比。這種駐波檢測(cè)方法，所需電子器件較多，客觀上也增加了系統(tǒng)成本，并且降低了系統(tǒng)的可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)現(xiàn)有駐波檢測(cè)方法較為繁瑣，電路復(fù)雜，所需元器件較多的不足，本發(fā)明提出一種基于數(shù)字校驗(yàn)技術(shù)的駐波比檢測(cè)方法，可在保證駐波比檢測(cè)準(zhǔn)確度的情況下，簡(jiǎn)化硬件電路，減少元器件，降低系統(tǒng)成本。
[0007]本發(fā)明所提供的檢測(cè)電路，主要由環(huán)形器、功率檢波器和集成ADC的單片機(jī)組成。
[0008]環(huán)形器是一種多端口器件，電磁波在環(huán)形器的傳輸中只能沿單方向環(huán)行，反方向是隔離的。其原理是磁場(chǎng)偏置鐵氧體材料各向異性特性。利用了電磁波在有外加直流磁場(chǎng)的旋磁鐵氧體材料中傳輸時(shí)極化平面發(fā)生旋轉(zhuǎn)的法拉第旋轉(zhuǎn)效應(yīng)，經(jīng)過(guò)適當(dāng)設(shè)計(jì)，使正向傳輸時(shí)電磁波極化平面和接地電阻性插板垂直，因而衰減很小，反向傳輸時(shí)電磁波極化平面和接地性電阻插板平行，幾乎完全被吸收。
[0009]本發(fā)明采用三端口環(huán)形器，利用環(huán)形器的單向傳輸特性，環(huán)形器三個(gè)端口分別連接功率放大器、天線饋線和功率檢波器。在天線接口處匹配良好的情況下，功率檢波器檢測(cè)到的功率??；天線接口處匹配不好，因環(huán)形器的單向傳輸特性，在天線口的反射波傳輸至功率檢波器端口，則功率檢波器檢測(cè)到的功率變大。
[0010]功率檢波器將檢測(cè)到的功率大小轉(zhuǎn)換成直流電平，其輸出接集成ADC單片機(jī)的ADC輸入端口。為了利用A/D采樣的功率電平值計(jì)算天線饋線端口駐波比的大小，本發(fā)明的功放系統(tǒng)中有一個(gè)校準(zhǔn)過(guò)程，其步驟如下:1)啟動(dòng)上位機(jī)校準(zhǔn)軟件，功放系統(tǒng)進(jìn)入校準(zhǔn)狀態(tài)；
2)功放系統(tǒng)輸出端口通過(guò)50歐姆衰減器后接至頻譜儀；
3)調(diào)整功放輸出功率值，預(yù)定輸出功率；
4)頻譜儀顯示功放輸出功率是否為預(yù)定的輸出功率，否則回到步驟3;
5)當(dāng)頻譜儀讀到的功率為預(yù)定輸出功率時(shí)，操作上位機(jī)存儲(chǔ)此時(shí)集成ADC的單片機(jī)采集到的功率檢波器輸出電平值，該值為Pvswe =U,天線饋線端口駐波比為I ;
6)功放系統(tǒng)輸出端口串聯(lián)50歐姆的功率電阻，然后接50歐姆衰減器再接至頻譜儀。此時(shí)功放系統(tǒng)天線端口所接負(fù)載為100歐姆，由駐波比關(guān)系式得該端口駐波比為2 ；
7)經(jīng)串聯(lián)50歐姆功率電阻后，頻譜儀讀到的功率值減小約3.5dB ;如果差異過(guò)大，則檢查連接線或功放是否有異常；
8)如頻譜儀讀數(shù)正常，則操作上位機(jī)存儲(chǔ)此時(shí)單片機(jī)采集到的功率檢波器輸出電平值，該值為Pvswk =M，天線饋線端口駐波比為2，校準(zhǔn)過(guò)程結(jié)束，功放系統(tǒng)可進(jìn)入實(shí)際工作狀態(tài)。
[0011]在校準(zhǔn)模式檢測(cè)兩種情況下的功率檢波器輸出電平，一組為天線饋線端口駐波比為1，另一組為天線饋線端口駐波比為2。天線饋線端口駐波比為I時(shí)，功率檢波器端口檢測(cè)到的射頻功率極小，是環(huán)形器耦合至該端口的射頻信號(hào)；天線饋線端口駐波比為2時(shí)，天線饋線端口反射至功率檢波器端口的射頻信號(hào)功率為功率放大器輸出功率的11.12%。實(shí)際的功放系統(tǒng)中，功率輸出 的大小與絕對(duì)值不可避免的存在偏差，通過(guò)上述的校準(zhǔn)過(guò)程，可得到實(shí)際輸出某特定功率時(shí)兩組天線饋線端口駐波比的數(shù)據(jù)，將這兩組數(shù)據(jù)設(shè)置為計(jì)算其他駐波比的基準(zhǔn)值。
[0012]根據(jù)能量守恒定律:P λβρΡ.ΙΤ^Ρ Λ--
P功放為功率放大器實(shí)際輸出功率 為天線獲得的功率大小 P5WMK為反射至功率檢波器端口處的功率大小
功率傳輸與駐波比的關(guān)系式:
【權(quán)利要求】
1.基于基準(zhǔn)值校驗(yàn)技術(shù)的功放駐波比檢測(cè)方法，其功放系統(tǒng)中有一個(gè)校準(zhǔn)過(guò)程，其步驟如下: 1)啟動(dòng)上位機(jī)校準(zhǔn)軟件，功放系統(tǒng)進(jìn)入校準(zhǔn)狀態(tài)； 2)功放系統(tǒng)輸出端口通過(guò)50歐姆衰減器后接至頻譜儀； 3)調(diào)整功放輸出功率值，預(yù)定輸出功率； 4)頻譜儀顯示功放輸出功率是否為預(yù)定的輸出功率，否則回到步驟3; 5)當(dāng)頻譜儀讀到的功率為預(yù)定輸出功率時(shí)，操作上位機(jī)存儲(chǔ)，此時(shí)集成ADC的單片機(jī)(3)采集到的功率檢波器輸出電平值作為基準(zhǔn)值，天線饋線端口駐波比為I ; 6)功放系統(tǒng)輸出端口串聯(lián)50歐姆的功率電阻，然后接50歐姆衰減器再接至頻譜儀，此時(shí)功放系統(tǒng)天線端口所接負(fù)載為100歐姆，由駐波比關(guān)系式得該端口駐波比為2 ； 7)經(jīng)串聯(lián)50歐姆功率電阻后，頻譜儀讀到的功率值減小約3.5dB ;如果差異過(guò)大，則檢查連接線或功放是否有異常； 8)如頻譜儀讀數(shù)正常，則操作上位機(jī)存儲(chǔ)此時(shí)集成ADC的單片機(jī)(3)采集到的功率檢波器(2)輸出電平值，該值為Pvswk=M，校準(zhǔn)過(guò)程結(jié)束，功放系統(tǒng)可進(jìn)入實(shí)際工作狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求1所述的基于基準(zhǔn)值校驗(yàn)技術(shù)的功放駐波比檢測(cè)方法，其功放系統(tǒng)在工作狀態(tài)下的駐波比檢測(cè)過(guò)程如下: D根據(jù)基準(zhǔn)值Pvswe =2.ο計(jì)算Pvswe =ι.ι到P麗=1.9的值，并存入數(shù)組P[n]，其中η的值取I到9 ; 2)功放系統(tǒng)進(jìn)入工作狀態(tài)，Pnew實(shí)時(shí)記錄當(dāng)前的功率檢波器輸出的電平； 3)集成ADC的單片機(jī)(3)中ADC采集到的功率檢波器(2 )輸出電平值Pnew與Pvswk =1.。、Pvswe =2.ο進(jìn)行對(duì)比，Pnew小于Pvswk =1.q-K或Pnew大于Pvswe =2.0+K時(shí)功放進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)，K為數(shù)字域中緩沖值； 4)將Pnew與數(shù)組P[n]的值進(jìn)行對(duì)比，最接近的數(shù)所對(duì)應(yīng)的駐波比便為當(dāng)前天線饋線端口的駐波比。
3.如權(quán)利要求1所述的基于基準(zhǔn)值校驗(yàn)技術(shù)的功放駐波比檢測(cè)方法，其檢測(cè)電路主要由環(huán)形器(I)、功率檢波器(2 )和集成ADC的單片機(jī)(3 )組成。
4.如權(quán)利要求2所述的K，設(shè)置為10。
【文檔編號(hào)】G01R27/06GK103869169SQ201210542806
【公開日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2012年12月15日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月15日
【發(fā)明者】陳永金, 李征, 李晶 申請(qǐng)人:北京格瑞圖科技有限公司