[发明专利]一种基于内部检波的宽带信号开环功率自动校准方法

说明书

技术领域

本发明涉及测试技术领域，特别涉及一种基于内部检波的宽带信号开环功率自动校准方法。 

背景技术

自动电平控制是合成信号发生技术中一种自动、精确控制输出信号幅度的常用方法。通常，ALC(自动电平控制，即auto level contro1)环路为一负反馈自动控制系统，它包括参考预置和补偿电路、求和电路、功分电路、检波电路、调制电路、放大电路及控制部件等，原理框图如图1所示。 

ALC的基本工作原理是功率参考提供输出功率的参考电平，检波信号与功率参考电平求和，然后经放大变换后，驱动调制器，使源输出一确定的功率。图中射频输入信号先通过一个调制器再到输出放大器。检波电路、误差放大器和调制器构成功率负反馈环路。检波电路的输出与输出放大器的输出信号的电平成比例，它与参考电平比较后的误差信号经过误差放大器后控制调制器修正输出信号的电平。ALC的伺服作用保证调制器的驱动电压和输出放大器的增益变化时，射频输出端的功率电平保持稳定、准确。图中的脉冲调制器负责脉冲调制使能时，ALC环路的快速开关。 

在上述ALC稳幅环路中，当脉冲调制状态为关时，电路工作在前面所述的连续、稳定的负反馈稳幅状态；当脉冲调制为开时，电路为一受脉冲调制开关控制的、在快速开环、闭环状态间不停变换的稳幅系统，此时，若ALC闭环时间(即脉冲宽度)足够长，环路仍可正常工作；然而，在雷达、电子对抗等窄脉冲(通常指脉宽小于2us情况)调制应用领域，由于积分及检波速度跟不上脉冲开关的速度，因此，ALC稳幅环路已不能正常工作，通常设置ALC环路在开环状态下使用，此时，ALC环路已不是一个自动调整输出信号幅度的闭环系统，而是一个受预置、校准及驱动电流控制的开环功率控制系统，因此其幅度误差较大(通常为几个dB至几十个dB)，远远不能满足测试的需求。 

为解决这个问题，通常采用ALC环路开环搜索的方式，该方式可以实时、准确的将仪器当前状态下的开环功率调整准确。但由于采用搜索的方式，其频率或功率切换时间通常为毫秒、甚至秒级，无法满足雷达和电子对抗设备状态转换速度和测试效率的需求。因此，必须研究ALC开环状态下输出信号幅度准确、可控技术。 

传统的解决方法是分波段软参数校准法，其核心原理是在信号全频率范围内划分若干频段，设定a、b、c三个定标参数来分别调整各频段的开环功率准确度。 

图2的直角坐标系中，横轴为预置功率数据，纵轴为校准后的输出功率值；曲线y₁＝f_l(a，b，c，x)为未补偿前的开环功率预置-输出曲线，曲线y₂＝f₂(a，b，c，x)为补偿后的开环功率预置-输出曲线；反复调整上述三个参数，当满足下述条件后，校准完毕：1)、校准后的预置曲线y₂与直线1交与A、B两点，且A＝-B，即A_x＝-B_x，A_y＝-B_y；2)、曲线y₂在两交点A、B间的点距离直线1的距离的均方差尽可能小。上述三个参数a、b、c互相影响，改变其中任何一个都会影响另外两个参数的校准效果，因此需反复调试，使上述三个参数所决定的曲线y₂尽可能满足本波段所有点的功率准确度要求。 

该方法的主要缺点是，调试步骤繁琐，全频段准确度差。由于用于补偿开环功率准确度的三个参数相互作用，因此每个参数的调试需反复进行，反复测量调试结果，以确定该参数组合是否能使最大多数点满足要求，因此调试时间很长，过程繁琐。同时，由于扫描时间等原因，整机频段的划分不可能太细，因此由于各频段内频响一致性的原因，其段内开环功率准确度参数不可能满足所有频点的要求，全频段内的开环功率准确度也就无法达到2dB以内，部分频点的开环功率甚至达到几十dB。另外，当仪器工作环境发生变化时，各参数需应用测试仪器重新进行调试，无法依靠机内部件自动完成开环功率准确度的校准。因此，传统的开环功率准确度校准方法在效率、全频段准确度及环境适应性等方面有比较明显的缺点，无法满足整机高功率准确度的要求。 

发明内容