本發(fā)明涉及發(fā)射功率監(jiān)測補償
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別是一種自適應發(fā)射功率監(jiān)測及補償方法。
背景技術(shù)：
：北斗二號二期星間鏈路星間收發(fā)信機輸出功率期望穩(wěn)定，但是由于元器件受空間環(huán)境溫度變化及設(shè)備老化等因素的影響，星間收發(fā)信機很難在軌長壽命維持一個固定的功率輸出。為解決該問題，需要提出一種發(fā)射功率監(jiān)測手段，實現(xiàn)對發(fā)射功率的實時監(jiān)測及補償?shù)哪康?。專利《寬帶單片低噪聲放大器的增益溫度補償》、《一種采用cmos工藝實現(xiàn)ldd自動溫度》、《自動溫度補償電路的一種實現(xiàn)電路》，公開了一種發(fā)射功率監(jiān)測及補償技術(shù)，上述技術(shù)中的功率補償都是根據(jù)元器件的溫度-增益特性曲線去設(shè)計不同的溫度-電壓轉(zhuǎn)換電路，并利用該電壓量去調(diào)節(jié)放大器增益的方法，該方法從一定程度上可以實現(xiàn)溫度變化條件下的功率補償，但存在以下問題：(1)必須通過大量試驗來獲取元器件的溫度-增益特性曲線，再去設(shè)計響應的補償電路，而對于不同類型的放大器器件，其溫度-增益曲線自然不同，溫度補償電路也會不同；另外即使同一類器件，也可肯能因為元器件的離散型，使得不同批次的溫度-增益曲線不同，因此電路復雜程度較高，重復性不好；(2)功率補償結(jié)果精度不高，該補償方式的精度主要取決于溫度-增益特性曲線的線性度如何，若溫度-增益特性曲線線性度不好，加之溫度傳感電路線性度的影響，其控制精度自然受到影響；(3)發(fā)射功率無法體現(xiàn)元器件老化帶來的變化。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種自適應發(fā)射功率監(jiān)測及補償方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)需要通過大量試驗來獲取元器件的溫度-增益特性曲線，再設(shè)計補償電路的缺陷，功率補償結(jié)果精度低以及無法體現(xiàn)功率隨元器件老化帶來變化的問題，通過一種基于數(shù)?；旌蟖lc的方法對發(fā)射功率進行監(jiān)測，并根據(jù)監(jiān)測結(jié)果對發(fā)射功率進行實時補償，具有較好的使用價值。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：一種自適應發(fā)射功率監(jiān)測及補償方法，包括如下步驟：(1)將發(fā)送至發(fā)射天線的射頻信號進行下變頻至中頻信號；(2)根據(jù)中頻信號的功率生成alc控制量，然后根據(jù)alc控制量調(diào)節(jié)發(fā)送至發(fā)射天線的射頻信號功率，實現(xiàn)自適應監(jiān)測及補償。所述的將發(fā)射天線的射頻信號進行下變頻至中頻射頻信號的方法包括如下步驟：(1)使用功分器對發(fā)送至發(fā)射天線的射頻信號進行功分，將功分后射頻信號通過耦合器耦合至射頻接收通道；(2)在射頻接收通道將射頻信號變頻至中頻射頻信號。所述的根據(jù)中頻信號的功率生成alc控制量，然后根據(jù)alc控制量調(diào)節(jié)發(fā)送至發(fā)射天線的射頻信號功率的方法包括如下步驟：(1)接收中頻信號后，對中頻信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到數(shù)字信號；(2)對當前中頻信號對應的數(shù)字信號進行平方累加，生成中頻功率估計值p_if，然后將中頻功率估計值p_if與門限a、門限b進行比較，若中頻功率估計值p_if＜門限a，則令alc控制量減1，alc_sta_time清零，若中頻功率估計值p_if＞門限b，則令alc控制量加1，alc_sta_time清零，若門限a≤中頻功率估計值p_if≤門限b，則令alc控制量不變，alc_sta_time＝alc_sta_time+1，其中，alc控制量的最小值及初始值均為00000，最大值為11111，alc_sta_time表示中頻射頻信號功率連續(xù)進入穩(wěn)態(tài)的次數(shù)；(3)如果alc控制量不變，則不對當前發(fā)送至發(fā)射天線的射頻信號的發(fā)射功率進行改變，如果alc控制量減1，則將當前發(fā)射功率提高0.5db，如果alc控制量加1，則將當前發(fā)射功率衰減0.5db，其中alc控制量最小值為00000，最大值為11111，當當前alc控制量為00000時，當前發(fā)射功率不能再提高，當當前alc控制量為11111時，當前發(fā)射功率不能再衰減，然后轉(zhuǎn)到步驟(1)；當alc_sta_time≥3時，表明當前射頻信號功率進入穩(wěn)態(tài)，再轉(zhuǎn)入步驟(1)對發(fā)射功率進行持續(xù)實時監(jiān)測。所述的門限a為發(fā)射天線發(fā)射功率電平的下限，門限b為發(fā)射天線發(fā)射功率電平的上限。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點在于：(1)本發(fā)明通過閉環(huán)耦合電路，將射頻信號變頻至中頻，在中頻監(jiān)測發(fā)射信號功率的方式，再根據(jù)發(fā)射功率監(jiān)測結(jié)果去調(diào)整發(fā)射功率輸出量，解決了不同元器件增益-溫度特性曲線離散型、發(fā)射功率隨元器件老化而變化的問題，具有對元器件適應范圍廣且不受元器件老化影響的優(yōu)點；(2)本發(fā)明通過中頻功率監(jiān)測加數(shù)控衰減器的方式，解決了溫度特性-曲線線性度不好，功率補償精度不高的問題，具有功率控制精度高的優(yōu)點。附圖說明圖1為本發(fā)明一種自適應發(fā)射功率監(jiān)測及補償方法原理圖；圖2為本發(fā)明方法中功率監(jiān)測及自動增益控制流程圖。具體實施方式本發(fā)明提出一種數(shù)模混合alc功率監(jiān)測及補償?shù)姆椒?，解決了現(xiàn)有技術(shù)需要通過大量試驗來獲取元器件的溫度-增益特性曲線，再設(shè)計補償電路的缺陷，功率補償結(jié)果精度低以及無法體現(xiàn)功率隨元器件老化帶來變化的問題，通過一種基于數(shù)?；旌蟖lc的方法對發(fā)射功率進行監(jiān)測，并根據(jù)監(jiān)測結(jié)果對發(fā)射功率進行實時補償。本發(fā)明方法原理實現(xiàn)簡單，控制精度高，收斂速度快；不但可以解決發(fā)射功率隨高低溫變化的問題，還能夠?qū)崿F(xiàn)適應由于元器件老化而帶來的功率變化，針對不同溫度-特性放大器器件其電路形式都不發(fā)生變化。本發(fā)明方法實現(xiàn)電路包括發(fā)射功率控制alc模塊、閉環(huán)耦合電路、射頻接收通道、功率監(jiān)測模塊。閉環(huán)耦合電路包括功分器、閉環(huán)耦合開關(guān)、耦合器，功分器將發(fā)射至天線的信號一分為二，一路送至天線對外發(fā)射，一路作為閉環(huán)耦合信號送至閉環(huán)耦合開關(guān)，當閉環(huán)耦合開關(guān)閉合時，信號再送至耦合器，耦合器將閉環(huán)信號耦合至射頻接收通道，在接收通道將射頻信號變頻至中頻端，在中頻通過一個功率監(jiān)測模塊對中頻信號進行功率監(jiān)測，中頻功率監(jiān)測模塊根據(jù)中頻監(jiān)測功率結(jié)果會輸出一個alc控制量，alc控制量可調(diào)節(jié)發(fā)射功率輸出alc模塊的衰減值，最終實現(xiàn)發(fā)射功率的自適應監(jiān)測及控制。本方法中發(fā)射功率控制alc模塊為一個數(shù)控衰減器，該數(shù)控衰減器根據(jù)輸入數(shù)字控制碼決定路徑衰減值，該數(shù)字控制碼由5bit組成，控制精度為0.5db，其衰減真值表如下：表1數(shù)控衰減器真值表數(shù)字控制碼(alc控制量)衰減值(db)000000000010.50001010010020100041000081111115.5本方法中功率監(jiān)測模塊包括模數(shù)轉(zhuǎn)換ad、fpga，模數(shù)轉(zhuǎn)換ad完成模數(shù)轉(zhuǎn)換，fpga對中頻功率進行實時監(jiān)測，首先數(shù)字信號進行平方累加，生成中頻功率估計值，并將給中頻功率估計值p_if和所設(shè)門限a(發(fā)射功率電平控制要求的下限)、門限b(發(fā)射功率電平控制要求的上限)進行比較，若p_if＜門限a，則alc控制量減1，若p_if＞門限b，則alc控制量加1，最終將中頻功率調(diào)節(jié)至所需的(a,b)范圍內(nèi)，即也將發(fā)射功率調(diào)節(jié)至了所要求的控制范圍內(nèi)，控制精度可達到±0.5db；如圖2所示為本發(fā)明方法中功率監(jiān)測及自動增益控制流程圖，功率監(jiān)測模塊流程具體工作流程如下：步驟1：在發(fā)射時隙開啟時刻，開始啟動流程；步驟2：對模數(shù)轉(zhuǎn)換后數(shù)字信號d(n)進行求平方；步驟3：對數(shù)字信號進行平方和累加；步驟4：一次數(shù)字平方累加和表示完成了一次中頻功率監(jiān)測，根據(jù)中頻功率監(jiān)測結(jié)果p_if與門限a進行判決，若p_if<a且alc＞min(min為alc實際所能控制最小量，本工程中實物取0)，則alc＝alc-1，且alc_sta_time清零(alc_sta_time用于表示中頻功率監(jiān)測連續(xù)進入穩(wěn)態(tài)的次數(shù))，即射頻輸出功率提高0.5db；步驟5：若p_if≥a，則再與門限b進行判決，若p_if≤b，則說明射頻功率達到所要控制穩(wěn)態(tài)范圍，此時alc保持不變，射頻發(fā)射功率保持不變；步驟6：對alc_sta_time進行判決，若alc_sta_time≥3，則表明本次自動增益控制收斂完成，若alc_sta_time＜3，則繼續(xù)進行下一輪的功率監(jiān)測及控制，直至連續(xù)3次功率監(jiān)測處于穩(wěn)態(tài)范圍；步驟7：在自動增益控制收斂完成后，發(fā)射功率監(jiān)測仍然在實時監(jiān)測，若發(fā)射功率突發(fā)變化，超出a≤p_if≤b的門限范圍，alc_sta_time會自動清零，自動增益控制會重新啟動，直至功率監(jiān)測再次進入穩(wěn)態(tài)；至此完成自適應發(fā)射功率監(jiān)測及補償。綜上所述，發(fā)明方法與已知方法不同，其不需要模擬溫度補償電路，而是通過一種基于數(shù)?；旌蟖lc的方法對發(fā)射功率進行監(jiān)測，并根據(jù)監(jiān)測結(jié)果對發(fā)射功率進行實時補償，本發(fā)明方法功率控制精度高，收斂速度快，不但解決了發(fā)射功率隨高低溫變化的問題，同時解決了由于元器件老化而帶來的功率變化問題，功率監(jiān)測精度高，沒有引入大量的溫補模擬電路，調(diào)試簡單，利用批量化生產(chǎn)可廣泛應用于功率監(jiān)測控制領(lǐng)域。本發(fā)明說明書中未作詳細描述的內(nèi)容屬本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技術(shù)。當前第1頁12