CN113900071A - 输出功率检测电路、调节方法、检测方法及相控阵雷达 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种输出功率检测电路，包括功率输出电路、功率检测电路以及控制电路；功率输出电路包括第一中频滤波器、第一放大器、第一衰减器、第二放大器、第二衰减器、第一混频器、第一滤波器、第三放大器、第一耦合器、第三衰减器、第四衰减器、第二滤波器以及第二耦合器；功率检测电路包括第一检测电路和第二检测电路；第一检测电路包括固定衰减器，固定衰减器的输入端与第二耦合器的耦合端连接，输出端与第一AD检波模块连接；第二检测电路包括第五衰减器、第四放大器、第五放大器、第二混频器、第三滤波器、第二中频滤波器、第一单刀双掷开关以及第二单刀双掷开关；该电路可以实现＞95dB范围的功率输出，并且能够实时进行检测。

Description

输出功率检测电路、调节方法、检测方法及相控阵雷达

技术领域

本发明属于功率检测技术领域，尤其涉及一种宽带宽输出功率检测电路、调节方法、检测方法及相控阵雷达。

背景技术

根据《X波段双线偏振一维相控阵天气雷达***功能规格需求书 》要求，X波段相控阵雷达需求如下要求：1、动态范围达到95dB以上；2、工作频带为9.3GHz~9.5GHz。

为了满足上述要求，需在200MHz内均实现95dB以上的动态范围，并且能够对动态范围进行精确测量，精确测量的具体实现方式有两种：

一种是手动测试，即离线测试，离线测试对测试场地和仪器设备要求高，且当雷达架设后，不便于测试。另一种是在线测试，通常需要通过电路设计来实现，而该电路需要满足三个条件：

一是支持工作在9.3GHz~9.5GHz范围内任一频率：X波段相控阵雷达需要支持200MHz工作频率。

二是输出功率能够达到95dB以上的动态范围：如果要对相控阵雷达接收动态范围进行完整测试，需要提供至少95dB以上的输入信号。

三是能够对输出功率进行实时准确的检测，检测误差尽量小，例如±0.35dB：如果要对相控阵雷达接收动态范围进行完整测试，需要为接收机提供至少95dB以上的输入信号，且输入信号大小要与接收机输出信号一一对应，因此必须实时检测提供给接收机输入信号的功率大小。

但是这类电路实现存在以下难点：

（1）对于有源电路，200MHz的带宽内增益会有波动，导致同样的输入功率，不同的频率对应的输出功率会有偏差。

（2）现有的中频或者射频AD检波芯片的功率检测范围约70dB（约-60dBm~+10dBm），并且线性区检测范围往往只有40dB左右，远远达不到相控阵雷达输入信号检测范围需求。

（3）常规的功率检测通常只检测部分输出功率，其他检测不到的输出功率通过控制逻辑去推测，这样会因为控制***自身的误差带来检测误差，并且很难保证200MHz频带范围内都能达到准确检测。

发明内容

本发明的目的在于提供一种输出功率检测电路、调节方法、检测方法及相控阵雷达，以解决AD检波芯片的线性检测范围无法满足相控阵雷达宽动态范围的测试需要，以及在200MHz频带范围内无法对输出功率进行实时准确检测且满足检测精度要求的问题。

本发明是通过如下的技术方案来解决上述技术问题的：一种输出功率检测电路，包括功率输出电路、功率检测电路以及控制电路；所述功率输出电路包括依次连接的第一中频滤波器、第一放大器、第一衰减器、第二放大器、第二衰减器、第一混频器、第一滤波器、第三放大器、第一耦合器、第三衰减器、第四衰减器、第二滤波器以及第二耦合器；

所述功率检测电路包括第一检测电路和第二检测电路；所述第一检测电路包括固定衰减器，所述固定衰减器的输入端与所述第二耦合器的耦合端连接，固定衰减器的输出端与第一AD检波模块连接；所述第二检测电路包括第五衰减器、第四放大器、第五放大器、第二混频器、第三滤波器、第二中频滤波器、第一单刀双掷开关以及第二单刀双掷开关；所述第一单刀双掷开关的动触点与所述第一耦合器的耦合端连接，第一单刀双掷开关的两个定触点分别与所述第五衰减器、第四放大器的输入端连接，所述第五衰减器、第四放大器的输出端分别与所述第二单刀双掷开关的两个定触点连接；所述第二单刀双掷开关的动触点、第五放大器、第二混频器、第三滤波器以及第二中频滤波器依次连接，所述第二中频滤波器的输出端与第二AD检波模块连接；

所述第一混频器和第二混频器还外接本振信号；所述第一衰减器、第二衰减器、第三衰减器、第四衰减器、第一AD检波模块以及第二AD检波模块均与所述控制电路连接。

进一步地，所述第一衰减器和第二衰减器均为30dB可调衰减器；所述第三衰减器和第四衰减器均为1bit 20dB数控衰减器。

进一步地，所述第一滤波器为带通滤波器；所述第二滤波器和第三滤波器均为低通滤波器。

本发明还提供一种输出功率的调节方法，应用于如上所述输出功率检测电路，包括：

将第一衰减器、第二衰减器、第三衰减器和第四衰减器的衰减值均调节为0，使输出功率检测电路输出最大功率；

根据设定步长逐步增加第一衰减器和第二衰减器的衰减值和/或将第三衰减器和第四衰减器的衰减值调节为0或最大衰减值，使输出功率检测电路的输出功率在最大功率~最小功率范围内；

将第一衰减器、第二衰减器、第三衰减器和第四衰减器的衰减值均调节为最大衰减值，使输出功率检测电路输出最小功率。

进一步地，所述输出功率的计算公式为：

Pout＝Pmax－Q1－Q2－Q3－Q4

其中，Pout为输出功率检测电路的输出功率，Pmax为最大功率，Q1、Q2、Q3和Q4分别为第一衰减器、第二衰减器、第三衰减器和第四衰减器的衰减值。

本发明还提供一种输出功率的检测方法，应用于如上所述输出功率检测电路，包括：

步骤1：在检测前，测量第一AD检波模块输入端与输出功率检测电路输出端之间的功率差值δ；以及测量并计算第一单刀双掷开关和第二单刀双掷开关的动触点在不同位置以及第三衰减器和第四衰减器具有不同衰减值时第一AD检波模块与第二AD检波模块之间的衰减值G；

步骤2：在检测时，控制并确定第一单刀双掷开关和第二单刀双掷开关的动触点的位置以及第三衰减器和第四衰减器的衰减值，并实时获取第二AD检波模块的检测值P2；

步骤3：根据所述功率差值δ、衰减值G以及检测值P2计算输出功率检测电路的输出功率，其中所述衰减值G是与所述步骤2中第一单刀双掷开关和第二单刀双掷开关的动触点的位置以及第三衰减器和第四衰减器的衰减值对应的衰减值。

进一步地，所述功率差值δ的具体测量步骤为：

将信号源通过第六衰减器与频谱仪连接，并将所述信号源、频率仪的频率设为所述输出功率检测电路的输出频率，记录此时频谱仪上的功率值P0；

将所述输出功率检测电路的输出端与所述第六衰减器的输入端连接，并将第一衰减器、第二衰减器、第三衰减器和第四衰减器的衰减值均设为0，获取第一AD检波模块的检测值P’1以及频谱仪上的功率值P；

根据所述功率值P0、检测值P’1以及功率值P计算功率差值δ，具体计算公式为：

δ＝P＋∣P0∣－P’1。

进一步地，当对第一衰减器或第二衰减器进行衰减控制，且衰减值小于30dB时，第一单刀双掷开关的动触点、第五衰减器以及第二单刀双掷开关的动触点依次连接；

当对第一衰减器和第二衰减器进行衰减控制，且衰减值大于30dB时，第一单刀双掷开关的动触点、第四放大器以及第二单刀双掷开关的动触点依次连接。

进一步地，当第一单刀双掷开关的动触点、第五衰减器以及第二单刀双掷开关的动触点依次连接，且第三衰减器和第四衰减器的衰减值为0时，获取第一AD检波模块、第二AD检波模块的检测值P1a、P2a，衰减值G等于检测值P2a与P1a之差；

当第一单刀双掷开关的动触点、第五衰减器以及第二单刀双掷开关的动触点依次连接，且第三衰减器和第四衰减器的衰减值为最大衰减值时，获取第一AD检波模块、第二AD检波模块的检测值P1b、P2b，衰减值G等于检测值P2b与P1b之差；

当第一单刀双掷开关的动触点、第四放大器以及第二单刀双掷开关的动触点依次连接，且第三衰减器和第四衰减器的衰减值为0时，获取第一AD检波模块、第二AD检波模块的检测值P1c、P2c，衰减值G等于检测值P2c与P1c之差；

当第一单刀双掷开关的动触点、第四放大器以及第二单刀双掷开关的动触点依次连接，且第三衰减器和第四衰减器的衰减值为最大衰减值时，获取第一AD检波模块、第二AD检波模块的检测值P1d、P2d，衰减值G等于检测值P2d与P1d之差。

本发明还提供一种相控阵雷达，包括信号产生单元、天线耦合单元、接收机以及如上所述的输出功率检测电路；所述信号产生单元与输出功率检测电路的第一中频滤波器连接，所述接收机通过天线耦合单元与输出功率检测电路的第二耦合器连接。

有益效果

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明所提供的一种输出功率检测电路、调节方法、检测方法及相控阵雷达，可以实现＞95dB范围的功率输出，并且通过调整输入信号的大小，保证正好处于接收机测试输入需求内，并且能够实时进行检测；该电路能够在雷达200MHz范围内使用，不需要提前拟合不同频率下的检测曲线，大大降低工作量，保证测量效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例中输出功率检测电路的结构示意图；

图2是本发明实施例中输出功率检测电路简化图；

图3是本发明实施例中功率差值δ测量连接图；

图4是本发明实施例中输出功率检测电路与频谱仪连接图；

图5是本发明实施例中两个单刀双掷开关在不同位置时的线路图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面以具体地实施例对本申请的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

如图1所示，本实施例所提供的一种输出功率检测电路，包括功率输出电路、功率检测电路以及控制电路；功率输出电路包括依次连接的第一中频滤波器、第一放大器、第一衰减器、第二放大器、第二衰减器、第一混频器、第一滤波器、第三放大器、第一耦合器、第三衰减器、第四衰减器、第二滤波器以及第二耦合器。

功率检测电路包括第一检测电路和第二检测电路；第一检测电路包括固定衰减器，固定衰减器的输入端与第二耦合器的耦合端连接，固定衰减器的输出端与第一AD检波模块连接；第二检测电路包括第五衰减器、第四放大器、第五放大器、第二混频器、第三滤波器、第二中频滤波器、第一单刀双掷开关以及第二单刀双掷开关；第一单刀双掷开关的动触点与第一耦合器的耦合端连接，第一单刀双掷开关的两个定触点分别与第五衰减器、第四放大器的输入端连接，第五衰减器、第四放大器的输出端分别与第二单刀双掷开关的两个定触点连接；第二单刀双掷开关的动触点、第五放大器、第二混频器、第三滤波器以及第二中频滤波器依次连接，第二中频滤波器的输出端与第二AD检波模块连接。

第一混频器和第二混频器还外接本振信号L0；第一衰减器、第二衰减器、第三衰减器、第四衰减器、第一AD检波模块以及第二AD检波模块均与控制电路连接。

本实施例中，第一衰减器和第二衰减器均为30dB可调衰减器；第三衰减器和第四衰减器均为1bit 20dB数控衰减器。第一滤波器为带通滤波器；第二滤波器和第三滤波器均为低通滤波器。第一耦合器的耦合度为20dB。

功率输出电路用于实现200 MHz带宽内95dB信号范围的调节；第一检测电路和第二检测电路用于实现对输出信号的功率大小的检测。

信号产生单元产生中频信号f₀，经过放大、变频和滤波得到频率为f₁的射频信号，通过调节4个衰减器可以实现输出功率调整范围＞95dB。调节方式如下：

如图1所示，示例性的，第一中频滤波器的输入信号为-15dBm，2个30dB可调衰减器（即第一衰减器和第二衰减器）和2个20dB数控衰减器（即第三衰减器和第四衰减器）的衰减值通过控制电路调节为0（即不衰减）时，第二耦合器的输出约为18dBm，此时为该功率输出电路的最大输出。2个30dB可调衰减器的调节步长为0.5dB，可以从1.5dB（不衰时的固定损耗）调到31.5dB，调节范围为30dB；20dB数控衰减器为1bit可调衰减器，只有两个状态，即不衰（衰减值为0）和全衰（衰减值为20dB），第一衰减器、第二衰减器、第三衰减器和第四衰减器的选择是为了配合功率检测电路进行功率检测。当将2个30dB可调衰减器均设置为最大衰减31.5dB，2个20dB数控衰减器的衰减值均设置为最大衰减20dB（考虑不衰时的固定衰减1.5dB，实际可调范围为18.5dB）时，则第二耦合器的输出为－79dBm（18dBm－30dB－30dB－18.5dB－18.5dB =－79dBm），此时为该功率输出电路的最小输出。最大输出为18dBm，最小输出为－79dBm，动态范围为97dB，满足相控阵天气雷达动态范围达到95dB以上的要求。

采用第一检测电路和第二检测电路对功率输出电路输出信号的功率进行实时、精确检测。

第一检测电路不进行分段检波，AD检波芯片的功率检测范围最大为70dB，而线性检测范围常规只有40dB左右，因此第一检测电路不足以检测95dB范围内的输出功率，若要通过第一检测电路达到95dB范围内输出功率检测的目的，有两种方式：

第一种，在第一检测电路上进行分段检测，并且至少需要分3段，但是存在以下问题：

（1）电路复杂，三段电路需要进行切换，每段电路对应不同的增益，需要使用放大器等有源器件；（2）电路上的有源器件会随着温度和频率发生变化，影响检测精度，要规避这个问题，则需要针对不同频率和温度对检测电路进行测试，然后对数据进行存储，便于后期用于工作在不同工作模式下进行查表，这种方式不仅工作量大，还会存在很大的测试误差。

第二种，模糊检测，只对处于AD检波芯片线性区的输出功率进行检测，其余功率通过控制逻辑推导得到，该方法的缺点是：严格依赖于电路的控制误差精度，但是在实际控制中是存在偏差的，该误差不能实时测量，且与最终AD检波芯片的检波误差叠加，导致精度难以保证。

为了在200MHz频带范围内对功率输出电路输出信号的输出功率进行实时准确检测，且满足±0.35dB的检测精度，本发明增加第二检测电路，通过第一检测电路和第二检测电路配合完成功率输出电路输出信号的输出功率的检测。

第二检测电路位于在第三衰减器和第四衰减器之前，由于第一耦合器之前的可调功率范围为60dB，因此，第二检测电路分为两路，其中一路接第五衰减器，第五衰减器保证了经第一耦合器耦合的大信号落入AD检波芯片的线性检测范围内；另一路接第四放大器，对经第一耦合器耦合的小信号进行放大，并且落入AD检波芯片的线性检测范围内。两路信号通过两个单刀双掷开关进行切换，单刀双掷开关的切换方向根据2个30dB可调衰减器的状态进行判断，当只有1个30dB可调衰减器进行衰减控制，且衰减值小于30dB时，第二检测电路的单刀双掷开关切换到第五衰减器；当2个30dB可调衰减器同时进行衰减控制，且衰减值大于30dB时，第二检测电路的单刀双掷开关切换到第四放大器。

第二检测电路检测到的射频信号经过下变频得到中频信号，并发送给第二AD检波模块。本实施例采用下变频进行中频检波，而不直接采用射频检波的原因有以下两点：

（1）对于200MHz带宽，无论射频频率是多少，经过下变频后，进行检波的频率都是同一个频率，避免了中频检波器在不同频率下检波曲线有差异的问题，提高了检测精度；

（2）便于中频检波器选型，提高检测精度。

第一耦合器之前的可调功率范围为60dB，还有40dB需要通过2个20dB数控衰减器进行调节，这部分的功率通过第一检波电路和第二检波电路共同检测确认。20dB数控衰减器只有两个状态：不衰和全衰，根据实测发现，对于同一个频率，在同一个温度下，数控衰减器、滤波器和耦合器的衰减值是固定的，不受输入信号的影响，所以在同一频率下，再加上测试时间的短暂性，可以认为第一AD检波模块到第二AD检波模块之间的衰减值G在同一种控制状态下固定，在检测前对不同工作状态下第一AD检波模块到第二AD检波模块之间的衰减值G进行测量，在测量中根据2个20dB数控衰减器的衰减情况以及第二检测电路的单刀双掷开关进行切换即可，G值通过第一检波电路和第二检波电路同时测试得到。在检测前还需合理设置中频信号f₀的功率，保证AD检波芯片处于线性状态。

本实施例还提供一种输出功率的检测方法，应用于如上所述输出功率检测电路。为了便于说明检测方法的原理或过程，将图1简化为图2，图2中，Pin表示中频信号f₀的功率（即功率输出电路输入信号的功率），P1表示第一AD检波模块输入信号的功率（即第一AD检波模块的检测值），P2表示第二AD检波模块输入信号的功率（即第二AD检波模块的检测值），Pout表示功率检测电路输出信号的功率（即功率检测电路的输出功率）。

该检测方法包括以下步骤：

1、测量第一AD检波模块输入端与输出功率检测电路输出端之间的功率差值δ。

功率差值δ对应的电路为无源器件，并且电路单一，因此在不同温度（一般温度在15℃~35℃内）和200MHz频率下，功率差值δ比较稳定，可以通过频谱仪测试得到，具体的测试方法为：

步骤1.1：将信号源通过第六衰减器与频谱仪连接，如图3所示，在常温下测量频谱仪、衰减器和设备之间线缆的损耗。将信号源、频率仪的频率设为输出功率检测电路的输出频率，输出功率设为0dBm，记录此时频谱仪上的功率值P0。

本实施例中，第六衰减器为20dB可调衰减器。

步骤1.2：将输出功率检测电路的输出端与第六衰减器的输入端连接，如图4所示，并将第一衰减器、第二衰减器、第三衰减器和第四衰减器的衰减值均设为0，此时获取第一AD检波模块的检测值P’1以及频谱仪上的功率值P。

步骤1.3：根据功率值P0、检测值P’1以及功率值P计算功率差值δ，具体计算公式为：

δ＝P＋∣P0∣－P’1（1）

Pout＝P＋∣P0∣，由于功率差值δ为Pout和第一AD检波模块的检测值P’1的相对差值，在不同的输入功率下，该相对差值不会变，且仅受第一检测电路和耦合器的增益平坦度影响，在200MHz范围内，功率输出电路的增益波动非常小，可以忽略，另外输出功率检测电路在相控阵雷达内部，工作环境在15℃~35℃之间，第一AD检波模块的检测误差非常小（小于0.1dB），因此认为功率差值δ在200MHz范围内为定值。

2、测量并计算第一单刀双掷开关和第二单刀双掷开关的动触点在不同位置以及第三衰减器和第四衰减器具有不同衰减值时第一AD检波模块与第二AD检波模块之间的衰减值G。

如图5所示，在相同频率和温度下，中频输入不变时，功率检测电路有四种情况，在不同情况下得到对应的衰减值G：

当第一单刀双掷开关的动触点、第五衰减器以及第二单刀双掷开关的动触点依次连接（即图5的线路1），且第三衰减器和第四衰减器的衰减值为0时，获取第一AD检波模块、第二AD检波模块的检测值P1a、P2a，衰减值G等于检测值P2a与P1a之差，即

G＝P2a－P1a（2）

当第一单刀双掷开关的动触点、第五衰减器以及第二单刀双掷开关的动触点依次连接（即图5的线路1），且第三衰减器和第四衰减器的衰减值为最大衰减值时，获取第一AD检波模块、第二AD检波模块的检测值P1b、P2b，衰减值G等于检测值P2b与P1b之差，即

G＝P2b－P1b（3）

当第一单刀双掷开关的动触点、第四放大器以及第二单刀双掷开关的动触点依次连接（即图5的线路2），且第三衰减器和第四衰减器的衰减值为0时，获取第一AD检波模块、第二AD检波模块的检测值P1c、P2c，衰减值G等于检测值P2c与P1c之差，即

G＝P2c－P1c（4）

当第一单刀双掷开关的动触点、第四放大器以及第二单刀双掷开关的动触点依次连接（即图5的线路2），且第三衰减器和第四衰减器的衰减值为最大衰减值时，获取第一AD检波模块、第二AD检波模块的检测值P1d、P2d，衰减值G等于检测值P2d与P1d之差，即

G＝P2d－P1d（5）

3、在检测时，控制并确定第一单刀双掷开关和第二单刀双掷开关的动触点的位置以及第三衰减器和第四衰减器的衰减值，并实时获取第二AD检波模块的检测值P2。

本实施例中，当对第一衰减器或第二衰减器进行衰减控制，且衰减值小于30dB时，第一单刀双掷开关的动触点、第五衰减器以及第二单刀双掷开关的动触点依次连接（即图5的线路1）；

当对第一衰减器和第二衰减器进行衰减控制，且衰减值大于30dB时，第一单刀双掷开关的动触点、第四放大器以及第二单刀双掷开关的动触点依次连接（即图5的线路2）。

4、根据功率差值δ、衰减值G以及检测值P2计算输出功率检测电路的输出功率，具体计算公式为：

Pout＝P2－G＋δ（6）

式（6）中，Pout为由第一检测电路和第二检测电路实时检测出的输出功率检测电路的输出功率，G为对应的衰减值，示例性的，若实时获取第二AD检波模块的检测值P2时，第一单刀双掷开关和第二单刀双掷开关的动触点的位置对应线路1，且第三衰减器和第四衰减器的衰减值为0，则衰减值G为由公式（2）唯一确定；若实时获取第二AD检波模块的检测值P2时，第一单刀双掷开关和第二单刀双掷开关的动触点的位置对应线路2，且第三衰减器和第四衰减器的衰减值为最大值，则衰减值G为由公式（5）唯一确定。

在不同控制情况下，采用不同的G值，得到对应的Pout，切换频率后，只需在检测前在线测量出4个G值，即可进行Pout的实时检测。

第一衰减器和第二衰减器加上第三衰减器和第四衰减器共同保证功率输出电路在95dB动态范围内可调；第二AD检波模块的线性检测范围达到40dB，第二检测电路分为两路，因此可以保证60dB功率动态范围在第二AD检波模块的检测范围内，可以测量出第一耦合器前面的第一衰减器和第二衰减器调节范围的功率；第一AD检波模块的线性检测范围为40dB，用来测量在大信号下第三衰减器和第四衰减器在全衰、不衰时的功率。

通常对于宽频AD检波芯片来说，200MHz带宽范围内检测差异波动非常小，可以忽略；第二AD检波模块输入频率为固定中频，不受射频频率的影响，因此不存在不同频率检测精度差异的问题，避免了在不同频率下输出功率检测精度差异的问题；输出功率检测电路位于雷达整机内，通过整机散热设计，输出功率检测电路常用的环境温度范围为15℃-35℃，在这段温度范围内，第一AD检波模块和第二AD检波模块相对稳定，波动非常小，另外第二AD检波模块采用具备温度补偿功能的检测芯片，可以进一步降低不同温度下的检测误差，第一AD检波模块和第二AD检波模块受温度影响的检测误差加起来约±0.1dB，因此避免了温度对输出功率检测精度的影响；输出功率检测电路可以满足输出功率检测精度±0.35dB的要求。

由于第二AD检波模块输入频率为固定中频，不受射频频率的影响，因此满足200MHz需求；第一AD检波模块满足9.3GHz到9.5GHz范围内工作的要求，并且在200MHZ内的波动很小，可忽略；G值可以实时测试，在调整频率后，可在线实时测试G值，因此可以满足200MHz任一频率检测的需求；综上可知，输出功率检测电路可以满足200MHZ任一频率功率检测，并且能够实现动态检测范围＞95dB，检测精度满足±0.35dB的需求。

本发明主要解决因为单AD检波芯片线性检测范围过低，不能用于相控阵雷达宽动态范围输入信号检测的问题，且无法保证检测精度，无法满足相控阵雷达动态范围的测试要求。本发明提供的输出功率检测电路可以实现＞95dB范围的功率输出，并且通过调整输入信号的大小，保证正好处于接收机测试输入需求内，并且能够实时进行检测；该电路能够在雷达200MHz范围内使用，不需要提前拟合不同频率下的检测曲线，大大降低工作量，保证测量效果。

以上所揭露的仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或变型，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种输出功率检测电路，其特征在于：包括功率输出电路、功率检测电路以及控制电路；所述功率输出电路包括依次连接的第一中频滤波器、第一放大器、第一衰减器、第二放大器、第二衰减器、第一混频器、第一滤波器、第三放大器、第一耦合器、第三衰减器、第四衰减器、第二滤波器以及第二耦合器；所述功率输出电路用于实现200MHz带宽内大于95dB信号范围的调节；

所述功率检测电路包括第一检测电路和第二检测电路；所述第一检测电路包括固定衰减器，所述固定衰减器的输入端与所述第二耦合器的耦合端连接，固定衰减器的输出端与第一AD检波模块连接；所述第二检测电路包括第五衰减器、第四放大器、第五放大器、第二混频器、第三滤波器、第二中频滤波器、第一单刀双掷开关以及第二单刀双掷开关；所述第一单刀双掷开关的动触点与所述第一耦合器的耦合端连接，第一单刀双掷开关的两个定触点分别与所述第五衰减器、第四放大器的输入端连接，所述第五衰减器、第四放大器的输出端分别与所述第二单刀双掷开关的两个定触点连接；所述第二单刀双掷开关的动触点、第五放大器、第二混频器、第三滤波器以及第二中频滤波器依次连接，所述第二中频滤波器的输出端与第二AD检波模块连接；

所述第一混频器和第二混频器还外接本振信号；所述第一衰减器、第二衰减器、第三衰减器、第四衰减器、第一AD检波模块以及第二AD检波模块均与所述控制电路连接。

2.如权利要求1所述的输出功率检测电路，其特征在于：所述第一衰减器和第二衰减器均为30dB可调衰减器；所述第三衰减器和第四衰减器均为1bit 20dB数控衰减器。

3.如权利要求1或2所述的输出功率检测电路，其特征在于：所述第一滤波器为带通滤波器；所述第二滤波器和第三滤波器均为低通滤波器。

4.一种输出功率的调节方法，其特征在于，应用于如权利要求1~3中任一项所述输出功率检测电路，包括：

将第一衰减器、第二衰减器、第三衰减器和第四衰减器的衰减值均调节为0，使输出功率检测电路输出最大功率；

根据设定步长逐步增加第一衰减器和第二衰减器的衰减值和/或将第三衰减器和第四衰减器的衰减值调节为0或最大衰减值，使输出功率检测电路的输出功率在最大功率~最小功率范围内；

将第一衰减器、第二衰减器、第三衰减器和第四衰减器的衰减值均调节为最大衰减值，使输出功率检测电路输出最小功率。

5.如权利要求4所述的输出功率的调节方法，其特征在于，所述输出功率的计算公式为：

Pout＝Pmax－Q1－Q2－Q3－Q4

其中，Pout为输出功率检测电路的输出功率，Pmax为最大功率，Q1、Q2、Q3和Q4分别为第一衰减器、第二衰减器、第三衰减器和第四衰减器的衰减值。

6.一种输出功率的检测方法，其特征在于，应用于如权利要求1~3中任一项所述输出功率检测电路，包括：

步骤1：在检测前，测量第一AD检波模块输入端与输出功率检测电路输出端之间的功率差值δ；以及测量并计算第一单刀双掷开关和第二单刀双掷开关的动触点在不同位置以及第三衰减器和第四衰减器具有不同衰减值时第一AD检波模块与第二AD检波模块之间的衰减值G；

步骤2：在检测时，控制并确定第一单刀双掷开关和第二单刀双掷开关的动触点的位置以及第三衰减器和第四衰减器的衰减值，并实时获取第二AD检波模块的检测值P2；

步骤3：根据所述功率差值δ、衰减值G以及检测值P2计算输出功率检测电路的输出功率，其中所述衰减值G是与所述步骤2中第一单刀双掷开关和第二单刀双掷开关的动触点的位置以及第三衰减器和第四衰减器的衰减值对应的衰减值。

7.如权利要求6所述的输出功率的检测方法，其特征在于，所述功率差值δ的具体测量步骤为：

将信号源通过第六衰减器与频谱仪连接，并将所述信号源、频率仪的频率设为所述输出功率检测电路的输出频率，记录此时频谱仪上的功率值P0；

将所述输出功率检测电路的输出端与所述第六衰减器的输入端连接，并将第一衰减器、第二衰减器、第三衰减器和第四衰减器的衰减值均设为0，获取第一AD检波模块的检测值P’1以及频谱仪上的功率值P；

根据所述功率值P0、检测值P’1以及功率值P计算功率差值δ，具体计算公式为：

δ＝P＋∣P0∣－P’1。

8.如权利要求6所述的输出功率的检测方法，其特征在于，当对第一衰减器或第二衰减器进行衰减控制，且衰减值小于30dB时，第一单刀双掷开关的动触点、第五衰减器以及第二单刀双掷开关的动触点依次连接；

当对第一衰减器和第二衰减器进行衰减控制，且衰减值大于30dB时，第一单刀双掷开关的动触点、第四放大器以及第二单刀双掷开关的动触点依次连接。

9.如权利要求6~8中任一项所述的输出功率的检测方法，其特征在于，当第一单刀双掷开关的动触点、第五衰减器以及第二单刀双掷开关的动触点依次连接，且第三衰减器和第四衰减器的衰减值为0时，获取第一AD检波模块、第二AD检波模块的检测值P1a、P2a，衰减值G等于检测值P2a与P1a之差；

当第一单刀双掷开关的动触点、第五衰减器以及第二单刀双掷开关的动触点依次连接，且第三衰减器和第四衰减器的衰减值为最大衰减值时，获取第一AD检波模块、第二AD检波模块的检测值P1b、P2b，衰减值G等于检测值P2b与P1b之差；

当第一单刀双掷开关的动触点、第四放大器以及第二单刀双掷开关的动触点依次连接，且第三衰减器和第四衰减器的衰减值为0时，获取第一AD检波模块、第二AD检波模块的检测值P1c、P2c，衰减值G等于检测值P2c与P1c之差；

当第一单刀双掷开关的动触点、第四放大器以及第二单刀双掷开关的动触点依次连接，且第三衰减器和第四衰减器的衰减值为最大衰减值时，获取第一AD检波模块、第二AD检波模块的检测值P1d、P2d，衰减值G等于检测值P2d与P1d之差。

10.一种相控阵雷达，其特征在于：包括信号产生单元、天线耦合单元、接收机以及如权利要求1~3中任一项所述的输出功率检测电路；所述信号产生单元与输出功率检测电路的第一中频滤波器连接，所述接收机通过天线耦合单元与输出功率检测电路的第二耦合器连接。

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