一种微波信号功率检波校准装置及校准方法_3

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施三的一种微波信号功率检波校准的装置框图如图4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,所述微处理器可以设定微波信号的频率值和功率值;所述微处理器用于存储数据,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,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。
[0045]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。
[0046]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波范围,本实施例中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。
[0047]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。
[0048]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。
[0049]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。
[0050]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。
[0051]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。
[0052]本实施例所述微波信号功率检波校准的装置也包括运算放大单元,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;所述运算放大单元置于各检波通路中,在检波管完成对待测信号的检波后通过运算放大单元进行放大后再输出至ADC单元。
[0053]本实施例中述微波信号功率检波校准装置的校准方法包括如下步骤:
a)在得知需要得到的微波信号的频率和功率后,在微处理器预设微波信号的频率值和功率值,例如本实施例中设定频率为20GHz,功率-58dBm的微波信号,微处理器发出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,微波开关单元根据接收的微波开关控制信号选取能够覆盖20GHz频率的检波通路,这里选择检波范围为8 GHz-20 GHz的第N个检波通路对待测的信号进行检波;
c)8GHz—20 GHz的第N个检波通路中的检波管的检波功率线性范围是-10 dBm~+3dBm,所选择检波通路中选择开关选通放大器后,所述放大器将对待测的信号放大53dB,变成_5dBm,使待测的信号功率处于检波管的线性检波范围-1OdBm ~+3dBm内,所选择的检波通路中的检波管对待测的信号进行检波得到检波电压,将所述检波电压输出至运算放大单元用于对检波电压进行放大,然后输出至ADC单元,以提高ADC单元对检波电压的采样精度;
d)模拟开关接收到微处理器发送的模拟开关信号后进行切换,将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由模拟信号转换成微处理器可以识别的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,若比较的差值超过了误差范围,则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),直至比较的差值在误差范围内为止,完成微波功率的校准;所述不同温度的微波信号的频率、功率的对应关系表,如图6所示。
[0054]所述的微波信号功率检波校准的装置的校准方法中也可以包括如下步骤:
1)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,若比较的差值超过了误差范围,则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,完成温度漂移的校准。
[0055]所述的微波信号功率检波校准的装置的校准方法中还可以包括如下步骤:
1.每隔20s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。
[0056]实施例四
本发明的实施四的一种微波信号功率检波校准的装置框图如图5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,所述微处理器可以设定微波信号的频率值和功率值;所述微处理器用于存储数据,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,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。
[0057]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。
[0058]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,本实施例中所述的信号调整单元为可变增益放大器。
[0059]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。
[0060]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。
[0061]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。
[0062]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。
[0063]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。
[0064]本实施例所述微波信号功率检波校准的装置也包括运算放大单元,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;所述运算放大单元置于各检波通路中,在检波管完成对待测信号的检波后通过运算放大单元进行放大后再输出至ADC单元。
[0065]本实施例中述微波信号功率检波校准装置的校准方法包括如下步骤:
a)在得知需要得到的微波信号的频率和功率后,在微处理器预设微波信号的频率值和功率值,例如本实施例中设定频率为10MHz,功率20dBm的微波信号,微处理器发出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,微波开关单元根据接收的微波开关控制信号选取能够覆盖20GHz频率的检波通路,这里选择检波范围为1MHz — 500MHz的第N个检波
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