大器107與所述帶通濾波器108連接；
[0044]所述帶通濾波器108通過所述參考通道110與所述CPUl 11的第一輸入端連接；
[0045]所述第二親合器104的第一輸出端與輸出端口 113連接，所述第二親合器104的第二輸出端通過所述測試通道109與所述CPUlll的第二輸入端連接；
[0046]所述CPUlll的輸出端通過所述驅動放大器112與所述衰減器102連接。
[0047]進一步的，所述參考通道110包括:相互連接的第一高速A/D轉換器以及第一高速數(shù)字信號處理器DSP ;其中，所述第一高速A/D轉換器與所述帶通濾波器連接，所述第一高速DSP與所述CPU的第一輸入端連接；
[0048]所述測試通道109包括:相互連接的第二高速A/D轉換器以及第二高速DSP ;其中，所述第二高速A/D轉換器與所述第二耦合器的第二輸出端連接，所述第二高速DSP與所述CPU的第二輸入端連接。
[0049]通過上述系統(tǒng)，激勵信號通過第一耦合器分成兩路，一路作為測試信號經(jīng)過第二耦合器通過輸出端口輸出，另一路作為參考信號R，與本振源進行混頻，輸出的R中頻信號經(jīng)放大及帶通濾波后，由高速A/D轉換器進行采樣，DSP進行計算處理完成檢波，中央處理器根據(jù)處理結果發(fā)送反饋信號通過驅動放大器驅動電調衰減器，改變衰減量，實現(xiàn)對功率的自動控制。這樣，激勵源和矢量網(wǎng)絡分析儀數(shù)字接收機通道之間組成一個閉環(huán)自動電平控制鏈路。
[0050]本實施例充分利用矢量網(wǎng)絡分析儀自身的資源，即矢量網(wǎng)絡分析儀的高靈敏度數(shù)字接收通路替代ALC中的檢波器及對數(shù)放大器等處理電路的方式實現(xiàn)對功率的控制。
[0051]實施例二
[0052]現(xiàn)有的矢量網(wǎng)絡分析儀功率控制技術無論采用直接從微波信號源的輸出端口進行寬帶檢波，還是從中頻進行的窄帶檢波，都是由模擬電路來實現(xiàn)，即使中頻檢波，其帶寬也在幾十MHz以上，噪聲仍然較大，以目前市場上性能指標較高的集成對數(shù)檢波器AD8310為例，檢波靈敏度約為_70dBm，線性度為0.4dB，仍然難以滿足0.1dB功率準確度的要求以及更寬的功率穩(wěn)幅范圍。
[0053]如圖4所示，為本實施例基于高速數(shù)字檢波的矢量網(wǎng)絡分析儀功率控制方法的流程圖，包括:
[0054]步驟401，激勵信號源產(chǎn)生的激勵信號，通過第一耦合器耦合器分為測試信號和參考is號;
[0055]步驟402，所述測試信號經(jīng)過第二耦合器后通過輸出端口輸出；
[0056]步驟403，該第二耦合器將反射信號經(jīng)測試通道進行采樣和計算處理完成檢波后，發(fā)送至CPU ；
[0057]步驟404，所述參考信號與本振源產(chǎn)生的本振信號進行混頻，生成中頻信號；該中頻信號經(jīng)放大及帶通濾波后，由參考通道進行采樣和計算處理完成檢波后，發(fā)送至CPU ;
[0058]步驟405，所述CPU根據(jù)處理后的參考信號以及處理后的反射信號，生成反饋信號，并將該反饋信號發(fā)送至驅動放大器，以使該驅動放大器驅動衰減器改變衰減量，實現(xiàn)對所述激勵信號的功率的自動控制。
[0059]進一步的，所述測試通道對所述反射信號進行采樣和計算處理，具體為:
[0060]通過第二高速A/D轉換器對所述反射信號進行采樣，通過第二高速DSP對采樣后的反射信號進行計算處理；
[0061]所述參考通道對所述中頻信號進行采樣和計算處理，具體為:
[0062]通過第一高速A/D轉換器對所述中頻信號進行采樣，通過第一高速DSP對采樣后的中頻信號進行計算處理。
[0063]功率穩(wěn)幅范圍取決于穩(wěn)幅環(huán)路所能處理的大信號和能檢測到的小信號的能力，一般來說，市場上的矢量網(wǎng)絡分析儀輸出功率最大為20dBm左右，輸入到檢波器的信號從主路耦合出一小部分(耦合度15dB)，所以大信號不會導致穩(wěn)幅環(huán)路壓縮，制約環(huán)路穩(wěn)幅范圍的因素主要在小信號檢波的靈敏度上。本實施例通過高速數(shù)字檢波便于采用數(shù)字信號處理技術，數(shù)字濾波器的帶寬幾乎可以做到任意控制，一般可以達到1Hz。所以對噪聲的抑制能力更強，靈敏度更高，從而提高功率穩(wěn)幅范圍。一般來說矢量網(wǎng)絡分析儀的接收靈敏度可高達120dB以上，從而理論上可以使功率穩(wěn)幅范圍達到120dB以上。
[0064]在功率控制準確度方面，混頻器雖然是非線性器件，但是混頻器的射頻輸入功率和中頻輸出功率具有非常高的線性關系，這并不矛盾?；祛l器輸出的中頻信號通過16位高速A/D轉換器，量化誤差非常小，從而可以保證很高的檢波精度，從而提高功率控制準確度。
[0065]本領域技術人員還可以了解到本發(fā)明實施例列出的各種說明性邏輯塊(illustrative logical block)，單元，和步驟可以通過電子硬件、電腦軟件，或兩者的結合進行實現(xiàn)。為清楚展示硬件和軟件的可替換性(interchangeability)，上述的各種說明性部件(illustrative components)，單元和步驟已經(jīng)通用地描述了它們的功能。這樣的功能是通過硬件還是軟件來實現(xiàn)取決于特定的應用和整個系統(tǒng)的設計要求。本領域技術人員可以對于每種特定的應用，可以使用各種方法實現(xiàn)所述的功能，但這種實現(xiàn)不應被理解為超出本發(fā)明實施例保護的范圍。
[0066]以上所述的【具體實施方式】，對本發(fā)明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的【具體實施方式】而已，并不用于限定本發(fā)明的保護范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種基于高速數(shù)字檢波的矢量網(wǎng)絡分析儀功率控制系統(tǒng)，其特征在于，包括: 激勵信號源、衰減器、第一耦合器、第二耦合器、混頻器、本振源、功率放大器、帶通濾波器、測試通道、參考通道、中央處理器CPU以及驅動放大器； 其中，所述激勵信號源通過所述衰減器與所述第一耦合器的輸入端連接； 所述第一耦合器的第一輸出端與所述第二耦合器的輸入端連接，其第二輸出端與所述混頻器的第一輸入端連接； 所述混頻器的第二輸入端與所述本振源連接，其輸出端通過所述功率放大器與所述帶通濾波器連接； 所述帶通濾波器通過所述參考通道與所述及CPU的第一輸入端連接； 所述第二耦合器的第一輸出端與輸出端口連接，所述第二耦合器的第二輸出端通過所述測試通道與所述CPU的第二輸入端連接； 所述CPU的輸出端通過所述驅動放大器與所述衰減器連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述參考通道包括:相互連接的第一高速A/D轉換器以及第一高速數(shù)字信號處理器DSP ;其中，所述第一高速A/D轉換器與所述帶通濾波器連接，所述第一高速DSP與所述CPU的第一輸入端連接； 所述測試通道包括:相互連接的第二高速A/D轉換器以及第二高速DSP ;其中，所述第二高速A/D轉換器與所述第二耦合器的第二輸出端連接，所述第二高速DSP與所述CPU的第二輸入端連接。
3.一種基于高速數(shù)字檢波的矢量網(wǎng)絡分析儀功率控制方法，其特征在于，包括: 激勵信號源產(chǎn)生的激勵信號，通過第一耦合器分為測試信號和參考信號； 所述測試信號經(jīng)過第二耦合器后通過輸出端口輸出； 該第二耦合器將反射信號經(jīng)測試通道進行采樣和計算處理完成檢波后，發(fā)送至CPU ;所述參考信號與本振源產(chǎn)生的本振信號進行混頻，生成中頻信號；該中頻信號經(jīng)放大及帶通濾波后，由參考通道進行采樣和計算處理完成檢波后，發(fā)送至CPU ; 所述CPU根據(jù)處理后的參考信號以及處理后的反射信號，生成反饋信號，并將該反饋信號發(fā)送至驅動放大器，以使該驅動放大器驅動衰減器改變衰減量，實現(xiàn)對所述激勵信號的功率的自動控制。
4.根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于，所述測試通道對所述反射信號進行采樣和計算處理，具體為: 通過第二高速A/D轉換器對所述反射信號進行采樣，通過第二高速DSP對采樣后的反射信號進行計算處理； 所述參考通道對所述中頻信號進行采樣和計算處理，具體為: 通過第一高速A/D轉換器對所述中頻信號進行采樣，通過第一高速DSP對采樣后的中頻信號進行計算處理。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于高速數(shù)字檢波的矢量網(wǎng)絡分析儀功率控制系統(tǒng)及方法，采用數(shù)字檢波及處理的方式，通過數(shù)字信號處理技術幾乎能夠設計任意帶寬的數(shù)字濾波器，從而提高檢波的信噪比，達到提高功率掃描范圍的目的。矢量網(wǎng)絡分析儀數(shù)字檢波鏈路線性度極高，提高了功率控制準確度。采用數(shù)字檢波及處理的功率控制方法，不需要設計微波檢波器及對數(shù)放大器等電路，簡化了環(huán)路硬件設計，由于對中頻進行檢波，不受信號源頻率范圍的限制，因此只要中頻不變，同一套穩(wěn)幅系統(tǒng)可以應用于不同頻率范圍的矢量網(wǎng)絡分析儀的功率控制。
【IPC分類】G05B19-042
【公開號】CN104536339
【申請?zhí)枴緾N201410724269
【發(fā)明人】李卓明, 李樹彪, 劉丹, 梁勝利, 曹志英, 段飛
【申請人】中國電子科技集團公司第四十一研究所
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月2日