一种微波信号功率检波校准装置及校准方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种校准装置及校准方法，尤其涉及一种微波信号的校准装置及校准方法。
【背景技术】
[0002]目前，公知的微波、射频检波装置一般会有两个重要的指标，一个是被检测信号的频率范围，另一个是被检波信号的功率范围。由于受限于检波管的性能，目前在微波技术领域很难实现非常大的带宽，例如从1MHz到20GHz，同时，还要实现非常大的检波功率动态范围，例如从功率要求_55dBm到+5dBm，共60dB，频率还要求1MHz到20GHz全频段范围内。对于目前已经面世的检波器件中，还未有能同时满足这两个要求的检波器件。而现实运用中，大带宽、大动态范围的检波又要求很多，尤其在信号发生器需要通过大带宽、大动态的检波装置来实现整个信号源标称频率、功率范围内的输出信号控制，此时，需要考虑采用一定的方法或装置来拓宽整个检波装置的检波频率范围和功率范围，并考虑温度对功率的影响，把温度信息也考虑进去对微波信号的功率进行修正。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种微波信号功率检波校准的装置及校准方法，可以同时实现大带宽同时又能实现大动态的频率范围检波和校准，可以达到对大带宽、大动态信号发生器系统的输出功率恒定的目的。
[0004]为了实现上述目的，本发明的技术方案如下:
一种微波信号功率检波校准的装置，所述微波信号功率检波校准的装置包括:
微处理器，所述微处理器可以设定微波信号的频率值和功率值；所述微处理器可以存储数据，所述存储数据包括微波信号的频率、功率的对应关系表及误差范围；所述微处理器可以接收ADC单元输出的信号，所述微处理器将接收的信号与其存储数据进行比较，若比较的数值未在误差范围内，微处理器产生功率调整控制信号；所述微处理器也可以根据接收设定的微波信号的频率值和功率值产生微波开关控制信号和模拟开关控制信号；所述微波开关控制信号输出至微波开关单元，用于控制微波开关单元选择N个检波通路中的一个或多个检波通路对待测的信号进行检波，所述一个或多个检波通路的组合能覆盖待测的信号频率；所述模拟开关控制信号输出至模拟开关单元，用于控制模拟开关单元将选择的检波通路的检波电压输出至后续链路；所述功率控制信号输出至功率调整单元，用于控制功率调整单元对微波信号的功率进行调整。
[0005]微波开关单元，所述微波开关单元接收微波开关控制信号来选择N个检波通路中的一个或多个检波通路对功率耦合单元输出的待测的信号进行检波。
[0006]检波通路，所述微波信号功率检波校准的装置包括N个检波通路，N ^ 2，所述检波通路接收微波开关单元输出待测的信号并对其进行检波；所述检波通路包括信号调整单元和检波管，所述检波管用于对待测的信号进行检波产生检波电压；所述信号调整单元用于将待测的信号进行放大或衰减，使待测的信号功率处于检波管的线性检波范围。
[0007]模拟开关单元，所述模拟开关单元用于接收模拟开关控制信号将已经选择的检波通路产生的检波电压输出至后续链路。
[0008]ADC单元，所述ADC单元用于将检波电压转换成数字信号并输出至微处理器。
[0009]功率调整单元，所述功率调整单元用于接收功率调整控制信号对微波信号的功率进行调整。
[0010]功率耦合单元，所述功率耦合单元从微波信号通路选取一部分微波信号作为待测的信号输出至微波开关单元。
[0011]所述的一种微波信号功率检波校准的装置，所述的微波信号功率检波校准的装置还包括:
温度传感器，所述温度传感器用于将微波信号功率检波校准的装置的实时温度信号输出至微处理器；所述微处理器存储数据包括不同温度的微波信号的频率、功率的对应关系表及误差范围，所述微处理器将接收的信号与其存储数据进行比较，若比较的数值未在误差范围内，微处理器产生功率调整控制信号。
[0012]所述的一种微波信号功率检波校准的装置，所述的信号调整单元包括可变增益放大器。
[0013]所述的一种微波信号功率检波校准的装置，所述的信号调整单元包括选择开关、衰减器和放大器，所述衰减器和放大器并联后与选择开关串联。
[0014]所述的一种微波信号功率检波校准的装置，所述微波信号功率检波校准的装置还包括运算放大单元，所述运算放大单元用于对检波电压进行放大后输出至ADC单元，以提高ADC单元对检波电压的采样精度。
[0015]所述的微波信号功率检波校准的装置的校准方法，所述方法包括如下步骤:
a)在微处理器预设微波信号的频率值和功率值，发送微波开关控制信号和模拟开关控制信号；
b)功率耦合单元从微波信号通路选取一部分微波信号作为待测的信号输出至微波开关单元，微波开关单元接收微处理器发送的微波开关控制信号，选择N个检波通路中的一个或多个检波通路对耦合单元待测的信号进行检波；
c)检波通路中的信号调整单元将待测的信号进行放大或衰减，使待测的信号功率处于检波管的线性检波范围；所述检波管用于对待测的信号进行检波产生检波电压；
d)模拟开关接收微处理器发送的模拟开关信号，将已经选择的检波通路产生的检波电压输出至ADC单元；
e)ADC单元用于将检波电压转换成数字信号并输出至微处理器；
f)微处理器将接收ADC单元输出的信号与存储数据进行比较，若二者差值超过了误差范围，微处理器产生功率调整控制信号输出至功率调整单元，功率调整单元接收功率调整控制信号后对微波信号的功率进行调整，重复步骤b)至f)，直至二者的数值在误差范围内为止。
[0016]所述的微波信号功率检波校准的装置的校准方法，所述校准方法中可以包括如下步骤:
I)温度传感器将微波信号功率检波校准的装置的实时温度信号输出至微处理器； 2)微处理器将接收的温度传感器输出的信号与存储数据进行比较，若二者差值超过了误差范围，微处理器产生功率调整控制信号输出至功率调整单元，功率调整单元接收功率调整控制信号后对微波信号的功率进行调整，重复步骤I)至2)，直至二者的数值在误差范围内为止。
[0017]所述的微波信号功率检波校准的装置的校准方法，所述校准方法中还可以包括如下步骤:
1.为每次校准设定时间间隔进行重复步骤b)至f)或/和步骤I)至2)，直至比较的差值在误差范围内为止，完成微波功率的校准和温度漂移的校准。
[0018]本发明解决了宽带信号源系统的检波系统对大带宽、大功率检波范围的要求，与现有技术相比，本发明具备如下优点和有益效果:
1、本发明的测试频率范围可以覆盖从1MHz—直到20GHz范围内的微波信号；
2、本发明拓宽了需要检波管的检波动态范围，解决了现有技术一般只能对大信号进行衰减，对太小的信号无法解决检波问题，而且本装置可以灵活随频率进行变动，使得调整后的微波信号很好的落在检波管最线性的区域内。
【附图说明】
[0019]图1本发明的框图；
图2本发明实施例一的框图；
图3本发明实施例二的框图；
图4本发明实施例三的框图；
图5本发明实施例四的框图；
图6本发明中微波信号功率检波校准的流程图；
图7微波信号的频率、功率的对应关系表样表。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0021]实施例一
本发明的实施一的一种微波信号功率检波校准的装置框图如图2所示，本实施例所述微波信号功率检波校准的装置包括:
微处理器，所述微处理器设定微波信号的频率值和功率值；所述微处理器存储了不同温度的微波信号的频率、功率的对应关系表及误差范围，所述微处理器将接收的信号与存储的不同温度的微波信号的频率、功率的对应关系表中的数据进行比较，若比较的数值未在误差范围内，微处理器产生功率调整控制信号，所述微处理器还可以用于根据接收设定的微波信号的频率值和功率值产生微波开关控制信号和模拟开关控制信号；所述微波开关控制信号输出至微波开关单元，用于控制微波开关单元在N个检波通路中选择的一个或多个检波通路的组合能覆盖待测的信号频率；所述模拟开关控制信号输出至模拟开关单元，用于控制模拟开关单元将选择的检波通路的检波电压输出至后续链路；所述功率控制信号输出至功率调整单元，用于控制功率调整单元对微波信号的功率进行调整。
[0022]微波开关单元，所述微波开关单元接收微波开关控制信号来选择N个检波通路中的一个或多个检波通路对功率耦合单元输出的待测的信号进行检波。
[0023]检波通路，所述微波信号功率检波校准的装置包括N个检波通路，N多2，所述检波通路接收微波开关单元输出待测的信号并对其进行检波；所述检波通路包括信号调整单元和检波管，所述检波管用于对待测的信号进行检波产生检波电压；所述信号调整单元用于将待测的信号进行放大或衰减，使待测的信号功率处于检波管的线性检