[發(fā)明專(zhuān)利]功率與駐波比的檢測(cè)裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910061329.8
• 申請(qǐng)日: 2009-03-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101526564A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-09-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李軍民
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 武漢凡谷電子技術(shù)股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01R21/133
• 分類(lèi)號(hào): G01R21/133;G01R27/06
• 代理公司: 武漢開(kāi)元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 黃行軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無(wú)線通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及功率與駐波比的檢測(cè)裝置及方法。?

背景技術(shù)

在無(wú)線通信領(lǐng)域，基站天饋系統(tǒng)和功率發(fā)射系統(tǒng)的匹配情況直接影響到信號(hào)收發(fā)質(zhì)量和設(shè)備的安全，駐波比VSWR(Voltage?StandingWave?Ratio，全稱(chēng)電壓駐波比)是表征天饋系統(tǒng)匹配狀況的關(guān)鍵指標(biāo)。?

實(shí)際應(yīng)用中檢測(cè)駐波比是通過(guò)對(duì)耦合的正反向功率信號(hào)進(jìn)行檢波，得到兩個(gè)方向的功率值或功率比值，從而得到駐波比。檢測(cè)駐波比一般有兩種實(shí)現(xiàn)方案：一種是純模擬電路方案，這種方案的實(shí)現(xiàn)電路比較復(fù)雜，而且普遍存在檢測(cè)精度不高、抗干擾性能較差的問(wèn)題；另一種是比較常見(jiàn)的含單片機(jī)的檢測(cè)方案，這種方案需要通過(guò)軟件算法處理數(shù)據(jù)，但實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較靈活，一般有兩種方案：一種是雙檢波通道方案；另一種是單刀雙擲開(kāi)關(guān)加單個(gè)檢波通道方案。?

對(duì)于雙檢波通道方案，當(dāng)兩個(gè)檢波通道的溫度頻率特性不一致時(shí)，在不同溫度頻率下檢測(cè)精度將降低；對(duì)于單刀雙擲開(kāi)關(guān)加單個(gè)檢波通道的方案，溫飄和頻率的影響得到改善，但這與器件在動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)的線性度等指標(biāo)有關(guān)系。檢波器的輸入輸出特性一般分為兩類(lèi)：一種是包絡(luò)檢波，一種是均方根檢波，這兩種檢波器都可以是對(duì)數(shù)特性和非對(duì)數(shù)特性的。?

對(duì)于對(duì)數(shù)包絡(luò)檢波器，這種器件在非調(diào)制的連續(xù)波情況下的線性?度(對(duì)數(shù)線性度)往往很好，所以駐波比的檢測(cè)可以具有較高的精度(尤其在單頻連續(xù)波情況下)，但是在調(diào)制模式下對(duì)功率的檢測(cè)結(jié)果只是一個(gè)相對(duì)值，不同調(diào)制模式下相差很大，并不是絕對(duì)的真實(shí)功率值，尤其是在多載波調(diào)制情況下；對(duì)于對(duì)數(shù)均方根檢波器，如AD8362或HMC610等，基本能反映多載波調(diào)制模式下的真實(shí)功率，參見(jiàn)圖1和圖2所示，但在整個(gè)動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)其對(duì)數(shù)線性度卻往往不如對(duì)數(shù)包絡(luò)檢波器如AD8313或HMC601等，因?yàn)樗鼈兊恼`差都隨著輸入功率呈現(xiàn)出一種不同程度的起伏，所以在點(diǎn)頻下檢測(cè)駐波比VSWR的精度往往還不如對(duì)數(shù)包絡(luò)檢波器，而且在不同調(diào)制模式下的誤差雖小很多，仍難以基本消除，在-30℃～+75℃的溫度范圍內(nèi)檢波結(jié)果的漂移也很明顯。?

上述方案(對(duì)數(shù)包絡(luò)或?qū)?shù)均方根檢波)還存在一個(gè)硬件濾波與軟件濾波的問(wèn)題，在調(diào)制波情況下，如果檢波輸出不加硬件低通濾波，則隨著調(diào)制信號(hào)的峰均比PAR的增加，波動(dòng)會(huì)變得較大，導(dǎo)致采樣數(shù)據(jù)不穩(wěn)，軟件處理的開(kāi)銷(xiāo)將增加；但如果加常用的RC濾波電路，由于RC濾波電路是積分特性，對(duì)數(shù)輸出的積分相當(dāng)于一種失真和誤差，所以需要綜合軟硬件處理。?

對(duì)于在不同調(diào)制模式下既要精確檢測(cè)駐波比VSWR又要精確檢測(cè)出不同調(diào)制模式下真實(shí)功率的應(yīng)用場(chǎng)合，例如：有的產(chǎn)品要求以瓦為單位上報(bào)真實(shí)平均功率，在-30℃～+75℃的溫度范圍內(nèi)功率的誤差小于±10％，現(xiàn)有的上述方案就難以簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)了。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服上述背景技術(shù)的不足，提供一種適用于任何信號(hào)調(diào)制模式下的無(wú)線通信系統(tǒng)中功率與駐波比的檢測(cè)裝置及方法，具體應(yīng)用于從雙工濾波器到天饋系統(tǒng)的正反向功率及駐波比?VSWR的檢測(cè)上報(bào)。?

本發(fā)明提供的功率與駐波比的檢測(cè)裝置包括：檢波切換單元：用于對(duì)正、反向耦合器引入的兩路射頻信號(hào)中的一路分別進(jìn)行檢波，以及當(dāng)收到觸發(fā)信號(hào)時(shí)通過(guò)單片機(jī)控制單刀雙擲開(kāi)關(guān)來(lái)切換檢波通路，并延時(shí)以消除串?dāng)_，每路射頻信號(hào)經(jīng)檢波后轉(zhuǎn)換為輸出電壓信號(hào)；觸發(fā)計(jì)數(shù)單元：用于定時(shí)向檢波切換單元發(fā)送觸發(fā)信號(hào)，并對(duì)發(fā)送觸發(fā)信號(hào)的次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，直到該次數(shù)到達(dá)預(yù)先設(shè)定的閾值；信號(hào)轉(zhuǎn)換單元：用于將檢波器的每路輸出電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)差分運(yùn)放和有源濾波放大電路轉(zhuǎn)換成直流電壓信號(hào)，再通過(guò)單片機(jī)片內(nèi)的AD變換器對(duì)所述直流電壓信號(hào)進(jìn)行定時(shí)采樣，轉(zhuǎn)換成該路信號(hào)對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)；功率與駐波比檢測(cè)單元：用于調(diào)用功率檢測(cè)子程序?qū)γ柯窋?shù)字信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，得到該路信號(hào)對(duì)應(yīng)的功率值；以及用于對(duì)得到的各路信號(hào)對(duì)應(yīng)的功率值取平均值作為功率的上報(bào)值，并由此計(jì)算得到駐波比值作為駐波比的上報(bào)值；

該裝置的具體電路實(shí)現(xiàn)中包括：兩個(gè)定向耦合器、內(nèi)置單刀雙擲開(kāi)關(guān)的功率檢波器、差分運(yùn)放、有源濾波放大電路和內(nèi)置AD轉(zhuǎn)換器的單片機(jī)，其中：所述兩個(gè)定向耦合器按相反方向放置，正、反向耦合器的輸出端與所述功率檢波器的輸入端相連，功率檢波器的通道切換控制端與所述單片機(jī)的一個(gè)控制端相連，功率檢波器的休眠控制端與單片機(jī)的另一個(gè)控制端相連，功率檢波器的輸出端與所述差分運(yùn)放的同相輸入端相連，功率檢波器的反饋端與差分運(yùn)放的反相輸入端相連，差分運(yùn)放的輸出端與所述有源濾波放大電路的輸入端相連，有源濾波放大電路的輸出端與內(nèi)置于單片機(jī)的AD轉(zhuǎn)換器相連。?