[發(fā)明專利]一種基于對數(shù)峰值檢波法的寬帶信號檢測方法

有效

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• 申請日: 2016-02-25
• 公開（公告）號: CN105759128B
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發(fā)明（設計）人: 謝樹果;張彤
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01R29/12
• 分類號: G01R29/12
• 代理公司: 北京永創(chuàng)新實專利事務所 11121
• 代理人: 趙文利

本發(fā)明一種基于對數(shù)峰值檢波法的寬帶信號檢測方法，可以實現(xiàn)寬帶電場傳感信號的同時接收，包括步驟一、使用寬帶低噪聲放大器將電場傳感信號進行放大，落入寬帶對數(shù)峰值檢波器的檢測范圍內；步驟二、使用寬帶對數(shù)峰值檢波器將放大后的電場傳感信號轉化為只保留電場傳感信號峰值信息的輸出電壓；步驟三、使用AD采樣電路將輸出電壓轉化為數(shù)字信號，并傳輸給計算機處理。本發(fā)明無需已知待測場頻率，也無需多次調節(jié)參數(shù)便能夠實現(xiàn)寬帶電場傳感信號的檢測處理，檢測效率較高；同時電路結構簡單，節(jié)約了檢測成本，簡化了整個電場傳感系統(tǒng)。

技術領域

本發(fā)明屬于電場傳感和射頻電路設計領域，具體是一種基于對數(shù)峰值檢波法的寬帶信號檢測方法。

背景技術

隨著通信技術的飛速發(fā)展，電子設備的復雜度越來越大，但抗毀能力也隨之變差，多變的電磁環(huán)境會直接影響系統(tǒng)和設備的正常運行，這使得電場的實時監(jiān)控變得尤為重要。傳統(tǒng)的電場測量方式是利用各種天線進行的，系統(tǒng)中常常包含金屬結構，這將對待測電場產生干擾；同時，單個天線很難滿足寬頻帶的測量需求，因此測量中往往需要使用多個天線，大大增加了測量系統(tǒng)的復雜度；此外，傳統(tǒng)電場測量設備體積較大，無法適用于范圍較小的電場測量。為了克服上述缺點，基于晶體光電效應的光學電場傳感器因其體積小、抗干擾性好、靈敏度高、頻帶寬等優(yōu)點得到了愈加廣泛的應用。

為了從光學電場傳感器輸出的光信號中獲取待測的電場信息，現(xiàn)有的傳統(tǒng)方法是利用一個光探測器將光信號轉化為電信號，再接入頻譜儀中進行觀察。當需要檢測單路已知頻率電場時，這種檢測方式基本能夠達到實時檢測的目的，但當面對復雜電場情況時，這種傳統(tǒng)方式具有以下缺點：①當檢測寬帶未知頻率電場時，待測信號為瞬變信號時，需已知信號頻率，或反復調節(jié)頻譜儀的頻率參數(shù)，多次掃頻來確定待測頻點，才能夠準確觀測到信號，使得檢測效率較低；②當需要使用多個電場傳感器同時進行測量時，需要為每一路各配備一臺頻譜儀，檢測成本較高，且整體檢測系統(tǒng)過于復雜。

電場傳感信號的傳統(tǒng)處理方式需要借助成本較高的頻譜分析儀完成，且使用時很大程度上地增加了整個電場傳感系統(tǒng)的體積和復雜程度；電場傳感信號的頻譜儀檢測法，不易于計算機進行后續(xù)的信號處理工作，且難以檢測高速瞬變信號，檢測效率較低。

發(fā)明內容

本發(fā)明針對現(xiàn)有電場傳感信號處理方式具有低效率、高成本、系統(tǒng)復雜等缺點，提出了一種基于對數(shù)峰值檢波法的寬帶信號檢測方法，基于寬帶低噪放大器，寬帶對數(shù)峰值檢波器和AD采樣電路三部分配合實現(xiàn)；具體步驟如下：

步驟一、使用寬帶低噪聲放大器將電場傳感信號進行放大，落入寬帶對數(shù)峰值檢波器的檢測范圍內；

電場傳感信號包括高頻信號，低頻信號或者多個頻率信號的疊加；

步驟二、使用寬帶對數(shù)峰值檢波器將放大后的電場傳感信號轉化為只保留電場傳感信號峰值信息的輸出電壓；

具體步驟如下：

步驟201、放大后的電場傳感信號經過寬帶對數(shù)峰值檢波器的每級對數(shù)放大器，輸出端通過檢測單元轉換為電流；

步驟202、將所有對數(shù)放大器輸出的電流送至求和電路進行求和；

步驟203、將求和后的電流進行電流-電壓轉換，得到和輸入信號功率成線性關系的輸出電壓V_OUT；

根據(jù)寬帶對數(shù)峰值檢波器的輸出電壓與輸入電壓之間的關系式：

V_OUT＝V_SLOP/dB×20×lg(V_IN/V_INTERCEPT) (1)