一种基于对数检波器的窄脉冲包络参数测量系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于对数检波器的窄脉冲包络参数测量系统，其包括衰减器，其中，所述衰减器通过一五十欧匹配线与一对数检波器相连接，所述对数检波器的数据输出端通过一宽带差分线性运算放大电路与第一模数转换器相连接；所述对数检波器的温度输出端通过一低噪声运算放大器与第二模数转换器相连接。信号经过对数检波器输出后，经过宽带差分线性运算放大电路送至第一模数转换器进行转换，转换后的数据进行高速的数据处理，同时兼顾了通道带宽和通道的功率测量灵敏度。
【专利说明】一种基于对数检波器的窄脉冲包络参数测量系统【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于对数检波器的窄脉冲包络参数测量系统。
【背景技术】
[0002]雷达、制导、无线通信等领域的信号传输方式，多是脉冲调制。特别是在现代雷达和卫星通信中，为了提高信号覆盖范围，需要提高脉冲调制的峰值功率，减小脉冲调制的脉冲宽度。对窄脉冲调制参数的准确测量，可以确定发射设备的有效载荷和分析脉冲调制信号的信号质量。
[0003]目前对于脉冲调制包络的测试，主要是通过宽带脉冲功率探头+脉冲功率计主机的方式实现。宽带脉冲功率探头的核心器件是低势垒的肖特基二极管，将肖特基二极管和电容、电阻等匹配网络集成到GaAs衬底上，封装在密闭的腔体内部，构建宽带检波电路。检波信号输出后经过探头的线性或者对数放大，经电缆送至脉冲功率计主机，在功率计主机内部进行A/D采样后，将采样的脉冲包络波形显示出来，实现各种脉冲参数的分析和测量。但其存在宽带脉冲功率探头结构复杂，装备工艺复杂、结构要求严格，封装要求严密，成本造价高，在IOOMHz带宽下,该方式可测的最小脉冲宽度可达IOns,仅能达到-35dBm,灵敏度非常低。
[0004]因此，现有技术有待于更进一步的改进和发展。
【发明内容】
[0005]鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于对数检波器的窄脉冲包络参数测量系统，以提高其拓展空间，获取准确的脉冲包络参数测量值。
[0006]为解决上述技术问题，本发明技术方案包括:
[0007]—种基于对数检波器的窄脉冲包络参数测量系统，其包括衰减器，其中，所述衰减器通过一五十欧匹配线与一对数检波器相连接，所述对数检波器的数据输出端通过一宽带差分线性运算放大电路与第一模数转换器相连接；所述对数检波器的温度输出端通过一低噪声运算放大器与第二模数转换器相连接。
[0008]所述的窄脉冲包络参数测量系统，其中，所述五十欧匹配线接入一用于控制驻波比的端口驻波匹配器。
[0009]所述的窄脉冲包络参数测量系统，其中，所述宽带差分线性运算放大电路包括依次串联的第一宽带差分线性运算放大器、第二宽带差分线性运算放大器与第三宽带差分线性运算放大器，所述第二宽带差分线性运算放大器与所述第三宽带差分线性运算放大器之间设置有宽带控制器，所述第三宽带差分线性运算放大器与所述第一模数转换器相连接。
[0010]所述的窄脉冲包络参数测量系统，其中，所述第二宽带差分线性运算放大器接入一用于控制零点偏执的加法运算电路。
[0011 ] 所述的窄脉冲包络参数测量系统，其中，所述加法运算电路包括数模转换器，所述数模转换器上连接有第一单端运算放大器与第二单端运算放大器，所述第一单端运算放大器与所述第二单端运算放大器为并联，设置有所述第一单端运算放大器的第一支路两端分别连接在所述第二宽带差分线性运算放大器的两端，设置有所述第二单端运算放大器的第二支路两端分别连接在所述第二宽带差分线性运算放大器的两端，所述第一支路与所述第二支路上均设置有对应电阻。
[0012]本发明提供的一种基于对数检波器的窄脉冲包络参数测量系统，采用衰减器、对数检波器、宽带差分线性运算放大电路、第一模数转换器、低噪声运算放大器与第二模数转换器的技术手段，信号经过对数检波器输出后，经过宽带差分线性运算放大电路送至第一模数转换器进行转换，转换后的数据送进行高速的数据处理，同时兼顾了通道带宽和通道的功率测量灵敏度，并且本发明结构简单，所有电路均在印制板上设计，无需复杂的工艺，成本较低；同样在IOOMHz带宽下，该其脉冲功率灵敏度要高,可达到_40dBm ;而且本发明可扩展性强，可以设计成一台独立的窄脉冲包络测量仪器，也可以作为其他设备内部的窄脉冲包络测量单元。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本发明中窄脉冲包络参数测量系统的结构示意图；
[0014]图2为本发明中对数检波器输入、输出功率与线性误差的示意图。
【具体实施方式】
[0015]本发明提供了一种基于对数检波器的窄脉冲包络参数测量系统，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0016]本发明提供了一种基于对数检波器的窄脉冲包络参数测量系统，如图1所示的，其包括衰减器1，所述衰减器I 一般采用IOdB衰减器，当然可以根据需要选择合适的衰减器。其中，所述衰减器I通过一五十欧匹配线2与一对数检波器3相连接，通过五十欧匹配线2降低了信号损耗，并且不会向所述衰减器I方向反射。所述对数检波器3 —般采用AD8318对数检波器。所述对数检波器3的数据输出端通过一宽带差分线性运算放大电路与第一模数转换器4相连接；所述对数检波器3的温度输出端通过一低噪声运算放大器5与第二模数转换器6相连接，其中所述第一模数转换器4采用十四位模数转换器，所述第二模数转换器采用十六位串行模数转换器。所述五十欧匹配线2与所述对数检波器3之间设置有一用于隔离信号的隔离电容器18。
[0017]更进一步的，所述五十欧匹配线2接入一用于控制驻波比的端口驻波匹配器7。并且所述宽带差分线性运算放大电路包括依次串联的第一宽带差分线性运算放大器8、第二宽带差分线性运算放大器9与第三宽带差分线性运算放大器10，所述第二宽带差分线性运算放大器9与所述第三宽带差分线性运算放大器10之间设置有宽带控制器11，所述第三宽带差分线性运算放大器10与所述第一模数转换器4相连接。本发明的窄脉冲包络测量电路的动态范围在_40dBm?+20dBm之间，由于AD8318对数检波器最大输入功率为+IOdBm,因此信号输入AD8318对数检波器之前，首先经过IOdB的衰减器，衰减后的信号在印制板上经所述五十欧匹配线2送至AD8318对数检波器，为了减少输入信号在传输线的损耗，在AD8318对数检波器输入端接入了所述端口驻波匹配器7，保证了输入端口驻波比小于1.10:1。信号经过AD8318对数检波器输出后，经过所述第一宽带差分线性运算放大器
8、所述第二宽带差分线性运算放大器9与所述第三宽带差分线性运算放大器10，送至十四位模数转换器进行转换，转换后的数据送进行高速的数据处理，并且宽带控制器11实现了通道带宽IOOMHz的控制，同时兼顾了通道带宽和通道的功率测量灵敏度。
[0018]更进一步的，所述第二宽带差分线性运算放大器9接入一用于控制其输出的加法运算电路。所述加法运算电路包括数模转换器12，所述数模转换器12 —般采用十四位数模转换器。所述数模转换器12上连接有第一单端运算放大器13与第二单端运算放大器14，所述第一单端运算放大器13与所述第二单端运算放大器14为并联，设置有所述第一单端运算放大器13的第一支路15两端分别连接在所述第二宽带差分线性运算放大器9的两端，设置有所述第二单端运算放大器14的第二支路16两端分别连接在所述第二宽带差分线性运算放大器9的两端，所述第一支路15与所述第二支路16上均设置有对应电阻17。所述加法运算电路用于差分调零补偿所述第二宽带差分线性运算放大器9的输出。十四位数模转换器输出偏执电压，所述第二宽带差分线性运算放大器9的正、负输入端，将无信号输入情况下的噪声电压调至OV附近，使得通道的噪声基底在_50dBm以下。
[0019]并且AD8318对数检波器内部自带温度传感器，温度电压输出后经过所述低噪声运算放大器5后，送至十六位串行模数转换器进行模数转换，转换后的温度数据作为温度补偿的依据。如图2所示的，由温度试验箱控制准确的温度，选取具有代表性的温度点(_5°C、2°C、6°C、15°C、23°C、32°C、41°C、50°C)，首先在每个温度点下以3dB为步进，采样一组模数数据，该组模数数据与相应的整点功率具有一一对应的关系；然后，在同一功率下，将不同温度点采样的模数数据，通过牛顿插值算法，构建不同温度下同一功率对应模数数据的补偿表格。通过扩展，形成在_5°C?+50°C范围内的全温度覆盖的功率——温度对应表格。
[0020]对于载波频率对检波电压的影响，本发明采用的是基于OdBm、+15dBm两个功率点下，以0.5GHz为步进，在0.5GHz?6GHz频率范围内采取样点，建立载波频率与功率的对应关系表格。
[0021]当然，以上说明仅仅为本发明的较佳实施例，本发明并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的教导下，所做出的所有等同替代、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本发明的保护。
【权利要求】
1.一种基于对数检波器的窄脉冲包络参数测量系统，其包括衰减器，其特征在于，所述衰减器通过一五十欧匹配线与一对数检波器相连接，所述对数检波器的数据输出端通过一宽带差分线性运算放大电路与第一模数转换器相连接；所述对数检波器的温度输出端通过一低噪声运算放大器与第二模数转换器相连接。
2.根据权利要求1所述的窄脉冲包络参数测量系统，其特征在于，所述五十欧匹配线接入一用于控制驻波比的端口驻波匹配器。
3.根据权利要求1所述的窄脉冲包络参数测量系统，其特征在于，所述宽带差分线性运算放大电路包括依次串联的第一宽带差分线性运算放大器、第二宽带差分线性运算放大器与第三宽带差分线性运算放大器，所述第二宽带差分线性运算放大器与所述第三宽带差分线性运算放大器之间设置有宽带控制器，所述第三宽带差分线性运算放大器与所述第一模数转换器相连接。
4.根据权利要求3所述的窄脉冲包络参数测量系统，其特征在于，所述第二宽带差分线性运算放大器接入一用于控制零点偏执的加法运算电路。
5.根据权利要求4所述的窄脉冲包络参数测量系统，其特征在于，所述加法运算电路包括数模转换器，所述数模转换器上连接有第一单端运算放大器与第二单端运算放大器，所述第一单端运算放大器与所述第二单端运算放大器为并联，设置有所述第一单端运算放大器的第一支路两端分别连接在所述第二宽带差分线性运算放大器的两端，设置有所述第二单端运算放大器的第二支路两端分别连接在所述第二宽带差分线性运算放大器的两端，所述第一支路与所述第二支路上均设置有对应电阻。
【文档编号】G01R29/02GK103487667SQ201310412714
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年9月11日 优先权日:2013年9月11日
【发明者】李金山, 李强, 冷朋 申请人:中国电子科技集团公司第四十一研究所