CN105548975B - 高稳定性射频信道增益校准装置和方法 - Google Patents
高稳定性射频信道增益校准装置和方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105548975B CN105548975B CN201510918863.1A CN201510918863A CN105548975B CN 105548975 B CN105548975 B CN 105548975B CN 201510918863 A CN201510918863 A CN 201510918863A CN 105548975 B CN105548975 B CN 105548975B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- radio
- frequency channel
- pulse
- modulated signal
- channel gain
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
- G01S7/40—Means for monitoring or calibrating
- G01S7/4004—Means for monitoring or calibrating of parts of a radar system
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
- G01S7/40—Means for monitoring or calibrating
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
本发明属于射频信道增益校准技术领域,具体公开了一种高稳定性射频信道增益校准装置和方法,所述装置包括脉冲调制信号源、第一耦合器、射频信道、功率合成器、检波器、ADC采集板、微处理器、第一程控衰减器和第二耦合器。射频信道中包括电调衰减器,微处理器读取ADC采集板采集的量化数据,计算两个脉冲调制信号的幅度均值之差,将该差值基准值进行比较,得出差值,并根据差值调节所述电调衰减器,实现信道增益校准。本发明能够使射频信道增益在短时间内达到0.2dB的稳定性,满足多波段雷达***外定标模式的需求。
Description
技术领域
本发明属于射频信道增益校准技术领域,具体涉及一种高稳定性射频信道增益校准装置和方法。
背景技术
射频接收机、发射机、雷达信号接收机,雷达外校准设备以及高精度射频接收、发射、转发***都需要具有高稳定性的***增益。尤其是在雷达外校准***中,有源雷达外定标器对射频信道增益稳定性提出了更高要求。有源外定标器为雷达***提供精确已知的雷达截面积参考值,其增益的稳定性直接关系到雷达图像实际测量结果的稳定度和精度。
针对不同波段SAR(合成孔径雷达),有L、S、C、X等不同波段的有源雷达外定标器,其校准方法是相同的。不同之处仅在于校准信号源输出频率不同,对L波段输出1.25GHz脉冲调制信号,S波段输出3.2GHz脉冲调试信号,X波段输出9.6GHz脉冲调制信号;检波器中心频率及带宽不同:对L波段,以1.25GHz为中心频率;对S波段,以3.2GHz为中心频率;对X波段,以9.6GHz为中心频率。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是通过采用脉冲比较的校准方式,使射频信道增益在短时间内达到较高的稳定度。
(二)技术方案
为解决上述技术问题,本发明提出一种射频信道增益校准装置,包括脉冲调制信号源、第一耦合器、射频信道、功率合成器、检波器、ADC采集板、微处理器、第一程控衰减器和第二耦合器,所述脉冲调制信号源用于产生不同频率的校准脉冲调制信号;所述第一耦合器与所述脉冲调制信号源连接,用于将由脉冲调制信号源产生的脉冲调制信号分成两部分,一部分送入所述功率合成器,另一部分送入所述射频信道;所述射频信道用于接受所述第一耦合器输出的脉冲调制信号,将其输送至所述第二耦合器;所述第二耦合器接收所述射频信道的输出的脉冲调制信号,并将其分成两部分,其中一部分作为该射频信道的输出信号,另一部分送入所述第一程控衰减器;所述第一程控衰减器用于接收由所述射频信道输出的脉冲调制信号,并该脉冲调制信号进行衰减后输送至所述功率合成器;所述功率合成器用于将由所述脉冲调制信号源输出的脉冲调制信号和由所述射频信道输出的脉冲调制信号合成后送入所述检波器;所述检波器用于对所述功率合成器输出的合成的两路脉冲调制信号进行包络检波,得到两路脉冲包络信号并将他们输送给所述ADC采集板;所述ADC采集板用于采集所述两路脉冲包络信号,并将采集后的量化数据传输给所述微处理器;所述微处理器分别与所述射频信道、所述第一程控衰减器和ADC采集板连接,用于控制与其连接的各元件的状态设置和数据传输,其中所述射频信道中包括电调衰减器,所述微处理器用于读取所述ADC采集板6采集的量化数据,分析有效脉冲,计算所述两个脉冲调制信号的幅度均值之差,将该差值与外定标时确定的基准值进行比较,得出误差DN值,并根据误差DN值发出控制信号,连续微调所述电调衰减器,实现信道增益校准。
本发明还提出一种射频信道增益校准方法,采用所述的射频信道增益校准装置,并且包括如下步骤:
步骤S1、开启所述脉冲调制信号源作为内部校准信号源;
步骤S2、启动所述ADC采集板以采集并量化所述检波器输出的脉冲包络信号;
步骤S3、根据所述量化的量化结果求出通过所述射频信道和未通过所述射频信道的脉冲包络信号的幅值差;
步骤S4、将所述幅值差与一基准值进行比较,根据比较结果来控制所述电调衰减器的衰减量。
步骤S5、重复步骤S1至步骤S4,直到所述幅值差与所述基准值的差在一个误差范围内。
(三)有益效果
本发明采用脉冲信号幅度比较的方式,能够使射频信道增益在短时间内达到0.2dB的稳定性,满足多波段雷达***外定标模式的需求。
附图说明
图1是本发明的高稳定性射频信道增益校准装置的简略框图;
图2是本发明的高稳定性射频信道增益校准装置的具体结构图;
图3是本发明的高稳定性射频信道增益校准方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做具体说明。特别说明,所描述的实施例子仅作为说明目的,不是对本发明的限制。
图1是本发明的高稳定性射频信道增益校准装置的简略框图。如图1所示,本发明的装置包括校准信号源、射频信道、检波与数据采集处理模块和微处理器。其中,校准信号源1即脉冲调制信号源,用于产生校准信号并送入射频信道,该校准信号是高频窄脉冲信号。射频信道用于传输校准信号至检波与数据采集模块。检波与数据采集处理模块用于产生所述校准信号的低频脉冲包络信号并对该低频脉冲包络信号进行采集量化,并将量化结果输出至微处理器。微处理器用于分析该量化结果,并据此产生控制信号并输出至射频信号,从而调节射频信道的增益,实现射频信道的增益稳定性校准。
图2是本发明的高稳定性射频信道增益校准装置的具体结构图。如图2所示,本发明的发射频信道增益校准装置具体包括脉冲调制信号源1、第一耦合器2、射频信道3、功率合成器4、检波器5、ADC采集板6、微处理器7、第一程控衰减器8和第二耦合器9。
脉冲调制信号源1用于产生不同频率的校准脉冲调制信号,脉冲调制信号源1优选为采用脉冲宽度为1μs、重复频率为1KHz的脉调波,载波频率根据射频信道3的应用可选择不同频段的中心点频,L波段使用1.25GHz脉调波,S波段使用3.2GHz脉调波,X波段使用9.6GHz脉调波。
脉冲调制信号源1优选为内部带有可微调增益的电调衰减器,能够对输出信号功率进行微调,使其满足检波器5的动态输入范围。并且,根据一种优选实施方式,脉冲调制信号源1输出通断可控,在进行射频信道校准时,开启脉调信号,校准完成后,关闭脉调信号,不影响射频信道3的正常工作。
由于器件本身的不稳定性会带来输出功率的短期变化,脉冲调制信号源1的输出功率会在短期内发生小幅度变化。如下所述,本发明采用脉冲差值校准方法,允许脉冲调制信号的输出功率在短期内发生小幅度变化,从而降低了对脉冲调制信号源1输出稳定度和精度的要求。
第一耦合器2优选为无源耦合器,无源耦合器特性稳定,不随温度等外界环境发生变化。该第一耦合器2与脉冲调制信号源1连接,由脉冲调制信号源1产生的脉冲调制信号经第一耦合器2后分成两部分,一部分直接进入功率合成器4进行检波,另一部分耦合进入射频信道3。
射频信道3如图2中虚线回字框所示,包括级联方式连接的LNA(低噪声放大器)31、第一滤波器32、第一放大器33、延时器34、第二程控衰减器35、第二滤波器36、第二放大器37、电调衰减器38、功率放大器39。射频信道3用于接受第一耦合器2输出的脉冲调制信号,并输出至第二耦合器9。
LNA 31与第一耦合器2连接,接收第一耦合器2输出的射频脉冲信号,对该信号进行放大处理。
第一滤波器32与LNA31连接,接收LNA31输出的放大后的射频脉冲,对该信号进行滤波。
第一放大器33与第一滤波器32连接,接收第一滤波器32输出的射频带宽信号,对该信号进行二级放大。
延时器34与第一放大器33连接,并受控于微处理器7,其用于将第一放大器33放大后的信号进行延时,使进入功率合成器4的两路射频信号在时间上分开,检波后包络波形不会混叠。在该实施例中,延时器34优选为光纤延时器,光纤延迟器中采用增益补偿措施,使射频信号经过不同长度光纤后输出功率基本不变。根据本发明的一个优选实施方式,延时器能够对脉调信号进行2μs、4μs、6μs分档延时。
第二程控衰减器35用于调节射频信道3的增益,优选为分档步进调节,以实现大范围增益调节。在本发明的一个实施例中,使用5dB分档调节程控衰减器,共分四档,即0dB、5dB、10dB、15dB衰减,设置不同的衰减量可获得射频信道不同增益值,第二程控衰减器具有15dB增益调节量程。
第二程控衰减器35与第二滤波器36、第二放大器37和电调衰减器38级联。第二滤波器36用于对延时后的射频信号进行整形滤波,滤除延时器和程控衰减器造成的带外杂散分量。滤波后的射频脉冲输出至第二放大器37作进一步放大后输出至电调衰减器38。
电调衰减器38是微调信道增益的关键部件,它在微处理器7的控制下可以连续改变信道增益,达到校准目的。在初始调节时,设定电调衰减器38的衰减量为中间值,便于衰减量上下调节。电调衰减器38优选为压控连续衰减器,实现射频信道增益微调。根据本发明的优选实施方式,由微处理器7根据计算获得脉冲差值误差,并转化为控制电压,发送给电调衰减器38,实现射频信道增益校准。
功率放大器39连接与电调衰减器38连接用于对电调衰减器的输出进行功率放大。
第二耦合器9接收射频信道3的功率放大器39的输出信号,该信号经第二耦合器9后分成两部分,其中一路直接输入至射频信道3的发射端负载,作为该射频信道3的输出信号,另一路进入第一程控衰减器8,再进入功率合成器4。
第一程控衰减器8用于接收由射频信道输出的脉冲调制信号,并该信号进行衰减后输送至所述功率合成器4。
功率合成器4与检波器5连接,属于无源功率合成器件,用于将脉冲调制信号源1直接输出的信号和经过射频信道3耦合来的信号合成后送入检波器5。
检波器5与ADC采集板6连接,用于对两路脉冲调制信号进行包络检波,得到脉冲包络信号。检波器5优选为恒温检波器,由于检波器对环境温度变化比较敏感,因此本发明采用恒温措施,对检波器5进行局部恒温,减少环境温度变化对检波精度的影响,提高校准稳定度。例如将温度恒度在60℃。
ADC采集板6用于采集两路检波脉冲包络,将采集后的量化数据传输给微处理器7。ADC采集板6优选为高精度ADC采集板,其中使用高精度ADC采集模块和大容量存储器,以实现数据的实时快速采集和处理。
微处理器7分别与延时器34、第二程控衰减器35、第一程控衰减器8、电调衰减器38及ADC采集板6连接,微处理器7用于控制上述各元件的状态设置和数据传输及处理。
微处理器7用于读取ADC采集板6采集的量化数据,分析有效脉冲,计算前后两脉冲调制信号幅度均值之差,将该差值与外定标时确定的基准值进行比较,得出误差DN值,并根据误差DN值发出控制信号,连续微调射频信道电调衰减器38,实现信道增益校准。
具体来说,微处理器7与ADC采集板6相连,用于分析前后两个脉冲包络幅度值,计算两者幅度之差并与基准值进行比较,根据脉冲幅度差偏离基准值的大小和方向,产生不同的控制信号去调节信道中的电调衰减器38。
电调衰减器38与微处理器7之间通过低频模拟控制线连接,由微控制器7发出直流电压控制信号,以控制电调衰减器38的增益变化。射频信道增益校准是一个循环渐进的过程,每调节一次电调衰减器38,ADC采集板6将重新采集32MB检波脉冲包络,并做分析处理,计算前后两个脉冲差值并与基准值相比较。根据比较误差结果,由微处理器7产生控制信号去调节电调衰减器38,如此往复循环最多20次,直到计算的前后两个脉冲差值与基准值相比误差结果小到可忽略,则校准完成。采用循环校准方法,根据电调衰减器的调节步进和总调节量程,一般设置循环次数小于20次。设定合理有效的循环次数,保证该校准方法能够在有效次数内完成正常校准。不会发生死循环的无效校准情况。
微处理器7通过两根数字逻辑控制线与延时器34连接,控制延时器实现2μs、4μs、6μs三档延时。延时器34与第二程控衰减器35连接,射频信道3中的第二程控衰减器35用于调节信道增益,受控于微处理器7,微处理器7通过两根数字逻辑控制线与第二程控衰减器35及第一程控衰减器8连接,实现00dB、05dB、10dB、15dB不同分档调节增益的功能。
射频信道3中的第二程控衰减器35与第二耦合器9后端的第一程控衰减器8具有联动关系,两者衰减量呈相反方向同时改变,且两者衰减量之和保持不变。当射频信道3增益在较大范围内变化时,经射频信道3进入功率合成器4的校准脉冲幅度保持不变,保证了校准脉冲在检波器5最佳输入线性范围内,从而可利用前后两个脉冲差值进行信道增益校准。也就是说,一个衰减器的衰减量增大XdB,另一个衰减器的衰减量减小XdB,这样使整个校准通路的总增益不变,在信道增益进行分档调节时,进入检波器的两个脉冲幅度差变换很小,从而提高了检波精度。举例来说,两者衰减量之和为一固定值,15dB。即:射频通道3中的第二程控衰减器35衰减0dB,第一程控衰减器8衰减15dB;第二程控衰减器35衰减5dB,第一程控衰减器8衰减10dB;第二程控衰减器衰减10dB,第一程控衰减器8衰减5dB;第二程控衰减器衰减15dB,第一程控衰减器8衰减0dB。两个程控衰减器呈相反方向变化,使得通道增益在较大范围内调节时,经过射频信道3的脉调信号功率基本不变,从而使进入检波器的两个脉调信号幅度相差变化很小,且脉冲功率位于检波器线性范围内,可使用检波脉冲幅度差值进行信道增益校准。
脉冲差值校准方法的详细说明如下:
由脉冲调制信号源1经第一耦合器2直接进入检波器5的输出脉冲作为校准源脉冲P1,经第一耦合器2进入射频信道3,再经第二耦合器9进入检波器5的输出脉冲作为射频信道脉冲P2,由于射频信道3采用延时技术,且脉冲宽度为1μs,P1和P2在时间上相互分开,输出波形不会重叠。使用高速高精度ADC采集板6采样检波器5输出脉冲包络,分别计算P1和P2脉冲幅度量化值DNP1和DNP2,求得两者之差ΔDN=DNP2-DNP1。根据外定标时射频信道增益标定结果,每一个脉冲差值ΔDN对应一个确定的信道增益。每次自定标时,由外部校准***确定一组标准ΔDN值(ΔDNstd)。在进行信道增益校准时,根据读取的标准ΔDNstd值与实际测试ΔDN值相比较,得出一误差值DiffDN,由误差值DiffDN估算出需要加在电调衰减器38上的控制电压,由微控制器7发出该控制电压调节信道中电调衰减器38。然后继续采集检波器5脉冲输出,计算P1和P2脉冲幅度量化值DNP1和DNP2,求得两者之差ΔDN=DNP2-DNP1,并于基准值ΔDNstd比较。如此循环,直到差值ΔDN与基准值ΔDNstd相比,误差可忽略,则信道增益校准完成。
在校准过程中,校准信号源输出功率可能会发生短期改变,但由于比较的是前后两个脉冲的差值而非脉冲绝对值,因此,信号源输出功率的改变不会使两个脉冲差值发生改变。这种校准方法降低了对校准信号源输出功率稳定性要求,信号源输出功率的短期改变不会对校准精度和稳定度产生影响。
本发明优选为采用高精度高线性度ADC采集板6和微处理器7,ADC采集板6用于采集量化检波器输出的脉冲包络信号。根据本发明的一种优选实施方式,采用14bit精度ADC采集板,动态输入范围0~5V,积分非线性误差小于2.5LSB,线性度良好。使用14bit精度ADC能够保证采样量化精度,精确测量检波器实际输出幅度;线性度主要为满足在动态输入范围内,当校准信号源输出功率改变导致检波器输出的前后两个检波脉冲绝对值改变而相对差值不变的情况下,采集量化输出的差值ΔDN不变,所以ADC采集板6的线性度对校准精度非常重要,是降低校准信号源输出功率稳定度的必要条件。
ADC采集板6上带有至少32MB存储容量,采集频率为10MSPS,14bits量化精度。对于1μs脉冲宽度,1Khz重复频率的检波输出脉冲,ADC满存储容量采样时间为1.6秒,可获得1600组脉冲。对1600组脉冲进行算术和平均处理,得到P1和P2量化值DNP1,DNP2。软件算法中对1600组脉冲全部进行算术平均处理,能够滤除大部分***白噪声和尖峰干扰信号,提高处理精度。
在计算脉冲幅度值时,采用门限判别方法,由于理想脉冲宽度为1μs,ADC采样速率为10MSPS,理想情况下可获得检波脉冲顶部的10个采样点,由于实际检波器输出脉冲的上升沿和下降沿均有10%宽度的上升和下降时间,脉冲顶部一般可获得到8~9个采样点。在数据处理算法中,设置一个脉冲门限值,对每一个采样点进行逐一判断,若有连续3个采样点都超过脉冲门限,可以判断为一个有效脉冲。对有效脉冲前后共取15个采样点,找出这15个采样点中最大的8个,求8个最大值的算术和再做平均,得到前一个脉冲P1的量化值DNP1。然后根据不同的延时时间,计算第二个脉冲采样点开始位置。若延时2μs,则从第一个脉冲的15个采样点后继续取15个采样点,同样找出最大的8个点,求出8个点算术和之平均值,作为后一个脉冲P2的量化值DNP2;若延时时间4μs,则从第一个脉冲的15个采样点后延20个采样点再取15个点,同样找出最大的8个点,求出8个点算术和之平均值,作为延时4μs的后一个脉冲P2的量化值DNP2;若延时时间6μs,则从第一个脉冲的15个采样点后延40个采样点再取15个点,同样找出最大的8个点,求出8个点算术和之平均值,作为后延6μs的后一个脉冲P2的量化值DNP2。如上所述,最后再求出全部有效脉冲组的算术和之平均值,便得到第一个脉冲P1的均值DNP1和第二个脉冲均值DNP2,求出两者之差ΔDN=DNP2-DNP1。将差值ΔDN与外定标时确定的基准值ΔDNstd进行比较,若ΔDN大于基准值ΔDNstd,说明脉冲P2偏大,即射频信道增益偏高,则控制电调衰减器增大衰减量;若ΔDN小于基准值ΔDNstd,说明脉冲P2偏小,即射频信道增益偏低,则控制电调衰减器减小衰减量。如此进行上述循环,直到差值ΔDN与基准值ΔDNstd很接近,两者误差在可忽略的范围内,信道增益校准完成。
采用脉冲门限判别方法,可以跳过尖峰脉冲的干扰,尖峰脉冲一般只有1~2个量化点超过设定的脉冲门限,该算法中取连续3个采样点过门限作为有效脉冲的判断准则,能够排除尖峰脉冲干扰。算法中对每个脉冲取8个最大点做平均,并求出全部有效脉冲串算术和之平均值,大大减小了白噪声对脉冲幅度的影响,提高了校准精度。
根据本发明的优选实施方式,使用高频低损耗稳幅稳相电缆连接各射频模块以及检波器5和ADC采集板6,实现高频信号传输。采用低损耗稳幅稳相电缆,能保证在不同温度及不同频段时,电缆本身带来的衰减值不变。电缆衰减量的变化会直接影响到校准精度,选用稳幅稳相电缆,能够保证在不同环境和不同频率下射频信道增益校准的稳定度和精度。
采用电光-光电转化技术,利用不同长度光纤本发明射频信道增益校准装置和方法在信道增益校准完成后,可获得稳定的信道增益值。校准完成后,关闭内部脉冲调制校准信号源,以免校准信号对进入射频信道的有用信号造成干扰。
以有源雷达外定标器为例,在卫星过顶前短时间内,采用上述信道增益校准装置和方法对射频信道进行增益校准,保证卫星过顶期间有源雷达外定标器的增益稳定性。本发明采用的ADC采集板6和微处理器7优选为高速ADC采集板和微处理器,信号处理速度高,整个校准过程在2分钟内可完成,满足实际在轨测试的要求。同样,本发明也适用于其它对射频信道增益稳定度要求高的场合。
图3是本发明的射频信道增益校准方法的流程图。如图3所示,本发明的方法包括如下步骤:
步骤S1、开启脉冲调制信号源1作为内部校准信号源。
可选的,根据要求校准的信道增益设置射频信道3的程控衰减器35的衰减量、延时器34的延时时间,同时设置电调衰减器38的衰减量为中间值。
步骤S2、启动ADC采集板6以采集并量化检波器5输出的脉冲包络信号。
微处理器7根据脉冲门限判别方法,连续三个采样点过门限认为是有效脉冲。若脉冲无效,则舍弃该组脉冲,继续后续处理。
步骤S3、根据量化结果求出通过射频信道和未通过射频信道的脉冲包络信号的幅值差。
遍历所有32MB采样数据,求出全部有效脉冲组中前一个脉冲和后一个脉冲的幅度均值,用后一个脉冲均值减去前一个脉冲均值,得到两脉冲平均值之差。
步骤S4、将所述幅值差与一基准值进行比较,根据比较结果来控制电调衰减器的衰减量。
将该差值与校准基准值进行比较,若该差值比基准值偏大,说明信道增益偏高,需要增大电调衰减器38的衰减量,由微处理器7根据偏差值大小产生模拟控制电压,控制电调衰减器38以增大衰减量;若该差值比基准值偏小,说明信道增益偏低,需要减小电调衰减器38的衰减量,由微处理器7根据偏差值大小产生模拟控制电压,控制电调衰减器38以减小衰减量。
步骤S5、重复步骤S1至步骤S4,直到所述幅值差与所述基准值的差在一个误差范围内。
电调衰减器38改变衰减量后,ADC采集板6继续采集包络检波脉冲并分析判断,直到偏差值在误差范围内,小到可以忽略不计。根据电调衰减器38的最大衰减量程和每次调节步进值来设定循环次数,循环次数例如设定为20次。本发明优选实施例采用高速ADC采集板6和高速微处理器7,进行20次循环最多耗时2分钟。
本发明的射频信道增益校准装置和方法能够在有源雷达外定标器中得到多方面应用。实际测试结果表明,在卫星过顶前5分钟,进行射频信道增益校准,一般只用1分钟即可校准完成,在后续短时间内,射频器件本身的稳定性能够保证卫星过顶期间有源雷达定标器信道增益的稳定性。校准完成后,关闭校准信号源,防止内部信号干扰设备接收到的雷达信号。
上面所述是用于实现本发明的实施例,因此,本发明的范围不应该由此来限定。本领域的技术人员应该理解,在不脱离本发明范围内的任何修改或局部替换,均属于本发明权利要求来限定的范围。
Claims (12)
1.一种射频信道增益校准装置,包括脉冲调制信号源(1)、第一耦合器(2)、射频信道(3)、功率合成器(4)、检波器(5)、ADC采集板(6)、微处理器(7)、第一程控衰减器(8)和第二耦合器(9),其特征在于,
所述脉冲调制信号源(1)用于产生不同频率的校准脉冲调制信号;
所述第一耦合器(2)与所述脉冲调制信号源(1)连接,用于将由脉冲调制信号源(1)产生的脉冲调制信号分成两部分,一部分送入所述功率合成器(4),另一部分送入所述射频信道(3);
所述射频信道(3)用于接受所述第一耦合器(2)输出的脉冲调制信号,将其输送至所述第二耦合器(9);
所述第二耦合器(9)接收所述射频信道(3)的输出的脉冲调制信号,并将其分成两部分,其中一部分作为该射频信道(3)的输出信号,另一部分送入所述第一程控衰减器(8);
所述第一程控衰减器(8)用于接收由所述射频信道(3)输出的脉冲调制信号,并将该脉冲调制信号进行衰减后输送至所述功率合成器(4);
所述功率合成器(4)用于将由所述脉冲调制信号源(1)输出的脉冲调制信号和由所述射频信道(3)输出的脉冲调制信号合成后送入所述检波器(5);
所述检波器(5)用于对所述功率合成器(4)输出的合成的两路脉冲调制信号进行包络检波,得到两路脉冲包络信号并将他们输送给所述ADC采集板(6);
所述ADC采集板(6)用于采集所述两路脉冲包络信号,并将采集后的量化数据传输给所述微处理器(7);
所述微处理器(7)分别与所述射频信道(3)、所述第一程控衰减器(8)和ADC采集板(6)连接,用于控制与其连接的各元件的状态设置和数据传输,其中
所述射频信道(3)中包括电调衰减器(38),所述微处理器(7)用 于读取所述ADC采集板(6)采集的量化数据,分析有效脉冲,计算所述两个脉冲调制信号的幅度均值之差,将该差值与外定标时确定的基准值进行比较,得出误差DN值,并根据误差DN值发出控制信号,连续微调所述电调衰减器(38),实现信道增益校准。
2.如权利要求1所述的射频信道增益校准装置,其特征在于,所述电调衰减器(38)与所述微处理器(7)之间通过低频模拟控制线连接,由所述微处理器(7)发出直流电压控制信号控制该电调衰减器(38)的增益变化。
3.如权利要求1所述的射频信道增益校准装置,其特征在于,所述射频信道(3)中包括延时器(34),用于对射频信道(3)传输的调制脉冲信号进行延时。
4.如权利要求3所述的射频信道增益校准装置,其特征在于,所述延时器受控于所述微处理器(7),以实现多档延时。
5.如权利要求3所述的射频信道增益校准装置,其特征在于,所述延时器(34)为光纤延时器,其中采用增益补偿措施,使信号经过不同长度光纤后输出功率不变。
6.如权利要求1所述的射频信道增益校准装置,其特征在于,所述射频信道(3)中包括第二程控衰减器(35),该第二程控衰减器(35)用于调节射频信道(3)的增益。
7.如权利要求6所述的射频信道增益校准装置,其特征在于,所述第二程控衰减器(35)与所述第一程控衰减器(8)具有联动关系,两者的衰减量呈相反方向同时改变,且两者衰减量之和保持不变。
8.如权利要求1所述的射频信道增益校准装置,其特征在于,所述脉冲调制信号源(1)内部带有可微调增益的电调衰减器,能够对输出信号功率进行微调,使其满足所述检波器(5)的动态输入范围。
9.如权利要求1所述的射频信道增益校准装置,其特征在于,所述脉冲调制信号源(1)的输出通断可控。
10.如权利要求1所述的射频信道增益校准装置,其特征在于,所述第一耦合器(2)为无源耦合器。
11.如权利要求1所述的射频信道增益校准装置,其特征在于,所述 射频信道(3)包括放大器和/或滤波器。
12.一种射频信道增益校准方法,其特征在于,采用如权利要求1至11中任一项所述的射频信道增益校准装置,并且包括如下步骤:
步骤S1、开启所述脉冲调制信号源(1)作为内部校准信号源;
步骤S2、启动所述ADC采集板(6)以采集并量化所述检波器(5)输出的脉冲包络信号;
步骤S3、根据所述量化的量化结果求出通过所述射频信道(3)和未通过所述射频信道(3)的脉冲包络信号的幅值差;
步骤S4、将所述幅值差与一基准值进行比较,根据比较结果来控制所述电调衰减器(38)的衰减量;
步骤S5、重复步骤S1至步骤S4,直到所述幅值差与所述基准值的差在一个误差范围内。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510918863.1A CN105548975B (zh) | 2015-12-11 | 2015-12-11 | 高稳定性射频信道增益校准装置和方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510918863.1A CN105548975B (zh) | 2015-12-11 | 2015-12-11 | 高稳定性射频信道增益校准装置和方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN105548975A CN105548975A (zh) | 2016-05-04 |
CN105548975B true CN105548975B (zh) | 2017-11-10 |
Family
ID=55828286
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201510918863.1A Active CN105548975B (zh) | 2015-12-11 | 2015-12-11 | 高稳定性射频信道增益校准装置和方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN105548975B (zh) |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108008363B (zh) * | 2016-10-27 | 2021-05-07 | 北京遥感设备研究所 | 一种用于定量测量雷达的标定*** |
CN106712798A (zh) * | 2016-12-30 | 2017-05-24 | 宇龙计算机通信科技(深圳)有限公司 | 一种射频电路的接收通路插损计算方法、装置及射频电路 |
CN107765229B (zh) * | 2017-10-19 | 2020-05-26 | 杭州睿达汽车科技有限公司 | 一种毫米波雷达接收链路增益自动校准方法 |
CN109194182A (zh) * | 2018-11-01 | 2019-01-11 | 北京京航计算通讯研究所 | 自动化高压双指数波脉冲源生成方法 |
WO2020164121A1 (zh) * | 2019-02-15 | 2020-08-20 | 华为技术有限公司 | 一种雷达以及增益控制方法 |
JP7491912B2 (ja) * | 2019-05-14 | 2024-05-28 | 古野電気株式会社 | 校正情報設定装置、観測装置、校正情報設定方法、観測方法、校正情報設定プログラム、および、観測プログラム |
CN110346638B (zh) * | 2019-07-01 | 2022-02-25 | 北京遥感设备研究所 | 一种用于监控rf***输出功率的高灵敏度检波电路及方法 |
CN110346756B (zh) * | 2019-07-10 | 2023-06-06 | 四川中电昆辰科技有限公司 | 一种信号包络检测装置及方法及其到达时间修正方法 |
CN110346755B (zh) * | 2019-07-10 | 2023-06-27 | 四川中电昆辰科技有限公司 | 一种信号幅值检测装置及方法及其到达时间修正方法 |
CN111289951B (zh) * | 2020-03-06 | 2022-03-25 | 南京长峰航天电子科技有限公司 | 一种基于最小二乘的宽脉冲等效模拟方法和装置 |
CN113900071B (zh) * | 2021-12-07 | 2022-03-04 | 湖南宜通华盛科技有限公司 | 输出功率检测电路、调节方法、检测方法及相控阵雷达 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103824485B (zh) * | 2014-03-04 | 2016-01-13 | 中国人民解放军空军工程大学 | 基于分米波仪表着陆体制的半实物仿真着陆引导模拟*** |
CN203941285U (zh) * | 2014-04-15 | 2014-11-12 | 中国人民解放军海军大连舰艇学院 | 一种集成式舰载二次雷达检测设备 |
US9007259B1 (en) * | 2014-06-13 | 2015-04-14 | Advanced Testing Technologies Inc. | Flight line noise tester |
CN104122555A (zh) * | 2014-08-06 | 2014-10-29 | 上海无线电设备研究所 | 一种应用于低空飞行安全的前视视景增强装置 |
-
2015
- 2015-12-11 CN CN201510918863.1A patent/CN105548975B/zh active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN105548975A (zh) | 2016-05-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105548975B (zh) | 高稳定性射频信道增益校准装置和方法 | |
CN104202002B (zh) | 一种基于fpga的超短波电台数字agc控制***和方法 | |
CN107086859A (zh) | 用于无线通信接收机的数字自动增益控制电路 | |
CN106200751B (zh) | 一种中频信号功率自动调节电路及方法 | |
CN102103195B (zh) | 一种宽频带数字磁共振射频接收实现装置及方法 | |
CN104536339B (zh) | 基于高速数字检波的矢量网络分析仪功率控制***及方法 | |
CN105049071B (zh) | 用于目标辐射特性测量的毫米波辐射计接收机及测量方法 | |
CN106953600B (zh) | 一种基于dds的后置混频式数字alc控制***装置 | |
CN204578469U (zh) | 光电二极管用t型网络自动增益控制前置放大电路 | |
CN106130579A (zh) | 毫米波发射机的增益自动控制方法及装置 | |
CN101188463A (zh) | 一种cdma接收机功率校准与实时校正装置及其实现方法 | |
CN109450400A (zh) | 自适应控制的宽带发射机激励源装置及激励信号产生方法 | |
CN109150215A (zh) | 数模混合自适应干扰对消装置 | |
DE602004005686T2 (de) | Automatische verstärkungsregelung mit zwei leistungsdetektoren | |
CN203858360U (zh) | 一种雷达信号幅相一致性标校*** | |
CN113504742B (zh) | 一种基于fpga的双馈自动电平控制*** | |
CN103546618A (zh) | 一种终端的音量调节方法及装置 | |
CN103873002B (zh) | 基于pid算法的微波链路自动增益控制装置及方法 | |
EP2779555A1 (en) | Method and apparatus for adjusting predistortion coefficients | |
CN204190712U (zh) | 一种超短波电台自动增益控制电路 | |
Zhang et al. | Digital automatic gain control design with large dynamic range in wireless communication receivers | |
CN112600629B (zh) | 实现mimo信道模拟器射频接收机功率校准及数据处理的方法及其*** | |
CN112188607B (zh) | 一种基于pid控制器的数字自动增益控制***及方法 | |
CN203911877U (zh) | 一种多通道气体超声流量计的信号自动增益电路 | |
CN106385289A (zh) | 一种改善网络优化设备带内平坦度的方法及*** |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |