[发明专利]一种精准功率显示的自适应校准补偿方法

说明书

本发明公开了一种精准功率显示的自适应校准补偿方法，属于大功率测量领域。本发明方法突破了传统的补偿方法中存在的频率不跟随、显示精度差、操作过程繁琐等问题，利用校准补偿方法满足了大功率测试系统、微波毫米波通信系统以及电磁兼容测试系统等精准的功率输出的需求；利用滤波器在不同频率下的幅度响应实现了频率的自适应校准，达到频率跟随的目的，实时掌控输入模块的信号频率，并且自动调节显示模块的频率与输入模块保持一致，促使输入模块、输出模块以及显示模块三者频率上的同步；对固态功率放大器每个频点上各个功率点一一进行校准补偿，实现固态功率放大器整个工作频段内功率点的全覆盖，最终得到精准的功率显示功能。

技术领域

本发明属于大功率测量领域，具体涉及一种精准功率显示的自适应校准补偿方法。

背景技术

传统固态功率放大器的功率显示功能主要是通过检波模块来完成的。固态功率放大器的输出功率经过耦合器，在耦合端连接检波器进行输出功率检波，并将检测到的功率值转化为直流电压信号，显示模块依据检波器的直流电压信号显示出功率放大器输出功率的值。但是由于检波器的检测功率与输出电压之间是一种精度不高的线性关系，想要精确显示固态功率放大器的输出功率，就要对其进行数据补偿。

传统的功率显示校准补偿技术是在频率一定的情况下，对某个功率点进行数据校准补偿，其余各点则是依据检波器自身的线性关系进行功率显示。然而功率放大器常常在不同频率、不同功率下进行使用，除却补偿的功率点，其他各点依旧难以达到精准的功率显示功能。要想实现功率的精准显示，需要对每个功率点进行数据的校准补偿。在固态功率放大器使用的过程中，在没有频率识别的基础上，固态功率放大器无法智能的识别输入信号的频率，无法自适应的调节至与输入信号相同的频点上，显示模块难以精准调取对应频点上的功率校准补偿数据，从而导致数据显示偏差。唯有通过对固态功率放大器进行频率调节，将功率放大器的显示模块调节到与输入、输出模块相同的频点上，才能正确的调取校准补偿数据，实现精准功率显示功能。操作上较为繁琐，降低了功率放大器的精密化、智能化以及简便化。

微波毫米波固态功率放大器是无线电通信系统中重要组成部分，被广泛应用到通信、雷达及EMC测试等各个领域，已经成为微波毫米波领域研究的重要方向。为满足大功率测试系统、微波毫米波通信系统以及电磁兼容测试系统等精准的功率输出要求，需要固态功率放大器具有高精准的功率显示功能，精准的功率显示可以实时掌握固态功率放大器的输出情况，简便快速的为大功率的测试系统调节至所需的功率值。

固态功率放大器功率显示功能实现如图1所示，固态功率放大器的输出功率是由检波模块里的功率检波器进行输出功率检测，将检测到的固态功率放大器的输出功率转化为直流电压信号，而后经过模数转换、数据处理，将直流电压信号转化为数字信号，最后由显示模块进行固态功率放大器的功率显示。

固态功率放大器功率显示功能的实现主要是由检波模块和显示模块组成，其中关键器件为输出功率检波器，检波器监测到的输出功率经过检波器之后转换成与之对应关系的电压值，其两者之间的关系满足图2所示，检测功率与输出电压为线性的函数关系。

但是由于检波器的检测功率与输出电压之间是一种精度不高的线性关系，检波器的输出电压经过一系列数据处理后，对比检测到的固态功率放大器输出功率会有一定误差。要想精确显示固态功率放大器的输出功率，就要对检波器的线性关系进行数据校准补偿。传统的数据补偿是针对检波器的某一个频点上的功率值进行校准补偿，其他的功率点则是依靠检波器自身的线性关系进行输出功率的显示。

现有的固态功率放大器的功率显示精度较低，不能实现在固态功率放大器工作频段内全部功率点的覆盖，只是依靠检波器本身的检测功率与输出电压的线性关系不可能实现固态功率放大器的精准功率显示功能。固态功率放大器在一些大功率测试系统、微波毫米波通信系统以及电磁兼容测试系统中就不能满足精准功率显示的要求，给测试精度上引入一些误差。

现有的固态功率放大器在使用过程中不能智能的识别输入信号的频率值，只能手动的进行频率调节，将显示模块的频率调节至与输入信号频率相同，实现两者频率上的同步，操作上较为繁琐。