[發明專利]基于PID算法的微波鏈路自動增益控制裝置及方法

有效

• 申請號: 201410133704.6
• 申請日: 2014-04-03
• 公開（公告）號: CN103873002A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 尤政;梁志恒;雷磊;陶青長
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H03G3/20
• 分類號: H03G3/20
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張大威

技術領域

本發明涉及微波鏈路控制領域，尤其涉及一種基于PID算法的微波鏈路自動增益控制裝置及方法。

背景技術

雷達回波模擬器中采用自動增益控制（Automatic?Gain?Control，AGC）技術，使得接收鏈路能夠跟蹤輸入信號幅度波動而自動調整鏈路增益，保證了模擬器輸出功率的穩定性。當目標遠時，鏈路應該有足夠的增益，以保證微弱信號能夠被檢測到。當目標距離較近或者有較強干擾時，鏈路增益隨之降低，以保證接收機及信號處理機等設備正常工作。接收鏈路的AGC電路，實際上是一個動態壓縮裝置，即AGC電路可以使接收鏈路輸入功率的動態范圍很大而輸出功率穩定在很小的范圍。

常用的AGC控制技術，雖然采用閉環控制方式通過對模擬/數字轉換器（Analog?to?Digital?Converter，ADC）的輸出來與參考值進行比較，輸出功率變大時，增加衰減器的衰減量。變小時，減少衰減器的衰減量，以此達到目標使輸出功率穩定的目的。但是AGC調整的步進量固定，導致響應時間過長。可控衰減器單一且衰減量步進值太大，導致輸出信號功率穩定度不夠等問題。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本發明的一個目的在于提出一種響應時間短，輸出功率穩定的基于PID算法的微波鏈路自動增益控制系統。

本發明的另一個目的在于提出一種基于PID算法的微波鏈路自動增益控制方法。

本發明第一方面實施例提出了一種基于PID算法的微波鏈路自動增益控制系統，包括：可控放大器/衰減器單元，用于接收信號并對所述信號進行放大/衰減處理；信號調理單元，所述信號調理單元與所述可控放大器/衰減器單元相連，用于對由所述可控放大器/衰減器單元進行處理后的信號進行預處理，以獲取預處理后的模擬信號；ADC單元，用于對所述模擬信號進行模/數轉換，以獲取轉換后的數字信號；信號處理單元，用于對所述數字信號進行基于PID算法的自動增益控制運算而得到控制信號以便通過所述控制信號對所述微波鏈路進行控制。

根據本發明實施例的基于PID算法的微波鏈路自動增益控制系統，信息處理單元采用FPGA來實現PID算法，由于PID算法的先進性，在不同情況下自動增益控制調整的步進量是變化的，當需要調整的值大時，步進量變大，小時，則步進量變小，從而減少了自動增益控制過程響應時間，又降低了調整過程的震蕩。同時采用可控放大器/衰減器單元在保證信號質量的情況下，通過降低衰減量步進值，提高了出信號功率穩定度。

在一些示例中，所述可控放大器/衰減器單元還用于將輸出信號的功率調整在預設范圍內。

在一些示例中，所述信號調理單元具體包括：信號隔離器，用于對所述處理后的信號進行隔離；濾波器，所述濾波器與所述信號隔離器相連，用于濾除所述處理后的信號的噪聲。

在一些示例中，所述信息處理單元采用FPGA來實現基于PID算法的自動增益控制運算。

在一些示例中，所述衰減器包括：數控衰減器和電調衰減器。

本發明第二方面的實施例提出一種基于PID算法的微波鏈路自動增益控制方法，包括以下步驟：初始化系統及PID運算參數；識別并采集信號；對所述信號進行處理，以獲取處理后的信號；

對所述處理后的信號進行基于PID算法的自動增益控制運算，獲取運算后的信號，并對所述運算后的信號進行歸一化處理；判斷所述歸一化處理后的信號是否超出預設范圍，若否，則輸出控制信號。

根據本發明實施例的基于PID算法的微波鏈路自動增益控制方法，使得微波鏈路自動增益控制的響應時間變短，同時又保證了信號的輸出功率的穩定性。

在一些示例中，識別并采集信號具體包括：識別所述信號的脈沖重復周期；對所述信號進行采樣，并將采樣信號與預設檢波門限比較，以獲取有效信號。

本發明附加的方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。

附圖說明

圖1是根據本發明實施例的基于PID算法的微波鏈路自動增益控制系統的結構框圖；

圖2是本發明一個實施例的基于PID算法的微波鏈路自動增益控制系統的工作過程圖；

圖3是根據本發明實施例的PID算法的工作原理圖；和

圖4是根據本發明實施例的基于PID算法的微波鏈路自動增益控制方法的流程圖。

具體實施方式