CN101262258B - 微波发信机的检波装置 - Google Patents

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Abstract

一种微波发信机的检波装置，分别在中频和射频耦合部分能量检波，检波电压送运算放大器放大，通过对运算放大器的增益设置，使中频检波电压实现小信号线性放大，射频检波电平放大饱和，将放大后的中频检波电平和射频检波电平按比例放大并相加得到发信机的检波电平。本发明的优点是动态范围大、成本低，并且电路简单。

Description

微波发信机的检波装置
技术领域
本发明涉及一种检波装置，特别涉及一种微波通讯中的发信机的检波装置。
背景技术
功率检测电路是发信机发信功率控制的重要组成部分。通常，发信功率控制是将发信机的输出信号少量耦合出来，经放大和变频后通过检波电路将功率电平转换成直流电平，再进行A/D变换，最后送给处理单元并根据设置调整发信增益，从而实现所期望的发信功率。本发明是针对从功率耦合到直流电平输出这一部分功能。在很多情况下，功率控制要求有较大的动态范围，如40dB以上，而在微波频段，如7-23GHz，检波管的动态范围较小，通常不超过20dB。目前解决的办法是将耦合出的发信功率再下变频到较低的频段，如3GHz以下，再这一频段上利用合适的集成电路，如AD83XX系列等，来实现期望的动态范围，但该方案在检波中引入了微波混频器以及相应的本振(LO)电路，结构复杂且成本高。为降低成本，也可采用中频检波的方式以避免下变频，但由于功率采集点并不在发信口上，发信机的带内增益波动和射频增益的离散性都会对检波精度造成不利影响。
发明内容
本发明的技术问题是要提供一种低成本、动态范围大的微波发信机的检波装置。
为了解决以上的技术问题，本发明提供了一种微波发信机的检波装置，分别在中频和射频耦合部分能量检波，检波电压送运算放大器放大，通过对运算放大器的增益设置，使中频检波电压实现在发信机小功率时线性放大，发信机大信号时饱和；使射频检波电平仅在发信机大信号时线性放大，将经过上述处理的中频检波电平和射频检波电平按比例放大、设置偏移并相加得到发信机的检波电平。
发信机的工作原理是将频率较低的中频信号放大，然后通过混频电路将中频信号变频至射频，再放大并送天线发射。由于过大的发信机输出功率可能导致信号非线性失真，故须监视输出功率以避免非线性失真的发生，因此功率检测精度相对重要，最好能在发信机输出口检波；反之小功率输出时由于发信机远离非线性区，精确检波就相对次要，在中频检波即可满足要求；另一方面，射频输出口直接波在大功率时线性最好且精度较高，但无法检得小功率时的输出电平。因此先在中频检测功率；并用运算放大器将检测电平放大适当倍数，使发信机高功率发射时运算放大器输出饱和，从而得到中频检波电平；另一方面在发信机输出端再作射频检波，得到发信机高功率输出时的检波电平，即射频检波电平；最后将射频检波电平和中频检波电平按一定比例相加并设置一定的偏移就合成了发信机检波电平。在低功率时，中频检波电平没有饱和，随功率线性变化；而射频检波输出近似为常量，因此低功率时发信机检波电平变化主要由中频检波决定。在高功率时，中频检波已经饱和，即中频检波输出为常量；而射频检波电平此时随功率线性变化，因此高功率时发信机检波电平变化主要由射频检波决定。通过适当的放大比例和偏移设置，使得高低功率之间的过渡平滑以及高低功率时检波电平随输出功率的变化率基本恒定。
本发明的优越功效在于：动态范围大、成本低，并且电路简单。
附图说明
图1为本发明的中频、射频检波电路图；
图2为本发明的中频和射频检波电平合成的输出波形示意图；
图3为本发明的中频和射频检波电平的合成参考电路图；
图中标号说明
1-中频输入信号；  2-中频放大器；
3-耦合器；        4-中频检波电平；
5-混频器；        6-射频滤波器；
7-射频放大器；    8-射频检波电平；
9-运算放大器。
具体实施方式
请参阅附图所示，对本发明作进一步的描述。
如图3所示，本发明提供了一种微波发信机的检波装置，分别在中频和射频耦合部分能量检波，检波电压送运算放大器放大，通过对运算放大器的增益设置，使中频检波电压实现在发信机小功率时线性放大，发信机大信号时饱和；使射频检波电平仅在发信机大信号时线性放大，将经过上述处理的中频检波电平和射频检波电平按比例放大、设置偏移并相加得到发信机的检波电平。
如图1所示，中频输入信号1经中频放大器2放大后，再经耦合器3耦合出一部分送检波，由此得到中频检波电平4，输出波形如图2所示；同时，中频放大信号经混频器5和射频滤波器6滤波，再经射频放大器7放大，再经耦合器3耦合出部分能量送检波，得到射频检波电平8，输出波形如图2所示。如图3所示，中频检波电平4经过运算放大器9放大，并通过设置运放增益实现小信号时线性放大，大信号时饱和，最后将经过放大的中频检波电平和射频检波电平按比例合成放大，得到所需的检波电平。
中频检波电路可选择普通检波集成电路，包括但不限于AD83XX系列等芯片。射频检波电路可采用检波二极管，或者直接采用某些含检波功能的功率放大器，如Avago的AMMP-6425等，必要时可在射频检波中加入运放放大，得到合适的输出电平范围。
如图3所示的检波电平合成的参考电路图，先通过第一个运算放大器将中频检波电平放大k倍，使高功率输出时该运算放大器饱和；再将放大的中频检波电平和射频检波电平分别按n/(n+m)和m/(n+m)的比例放大并相加即得到发信机的检波电平。

Claims (1)

1.一种微波发信机的检波装置，其特征在于：
中频信号放大后，经过一耦合器连接一检波电路得到中频检波电平，同时，放大后的中频信号连接一混频器，混频器输出连接一射频滤波器，得到射频信号，该射频信号经耦合器连接另一检波器，得到射频检波电平；检波电压送运算放大器放大，通过对运算放大器的增益设置，使中频检波电压实现在发信机小功率时线性放大，发信机大信号时饱和；使射频检波电平仅在发信机大信号时线性放大，将经过上述处理的中频检波电平和射频检波电平按比例放大、设置偏移并相加得到发信机的检波电平。
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