CN101509944A - 一种驻波比测量方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于移动通信技术领域，提供了一种驻波比测量方法及装置。所述驻波比测量装置包括：耦合器，用于获取入射信号和反射信号；衰减器，用于将所述耦合器获取的入射信号和反射信号调整在对数检波器的线性范围之内；对数检波器，用于分别将经所述衰减器调整后的入射信号和反射信号转换成相应的模拟直流电压信号；模/数转换器，用于分别将经所述对数检波器转换后的入射信号和反射信号的相应模拟直流电压信号转换成相应的数字直流电压信号；处理器，用于根据所述入射信号和反射信号的相应数字直流电压信号的电压差值，对所述耦合器的隔离度进行修正；并根据修正后得到的入射信号和反射信号的相应数字直流电压信号，计算驻波比。本发明有效地降低了耦合器方向性对测量结果的影响，在方向性一定的情况下，提高了检测精度。

Description

一种驻波比测量方法及装置
技术领域
本发明属于移动通信技术领域，尤其涉及一种驻波比测量方法及装置。
背景技术
在无线通信领域中，端口的驻波比是射频信号的有效传输的一个重要指标。目前，常用的方法是采用定向耦合器分别提取传输端口的入射功率和反射功率，并通过功率转换器件将入射功率和反射功率转换成对应的直流电压，从而计算端口驻波比，电压的最大值与最小值之比为驻波比(VSWR)。
然而，采用上述传统方法来计算端口驻波比，由于定向耦合器的隔离度是有限的，所以定向耦合器的方向性产生的误差对测试结果影响很大。要得到准确的驻波比，就需要提高定向耦合器的方向性。因此，这种传统方法的应用有一定的局限性。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于提供一种降低耦合器方向性对测量结果的影响的驻波比测量方法及装置。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种驻波比测量装置，所述装置包括：
耦合器，用于获取入射信号和反射信号；
衰减器，用于将所述耦合器获取的入射信号和反射信号调整在对数检波器的线性范围之内；
对数检波器，用于分别将经所述衰减器调整后的入射信号和反射信号转换成相应的模拟直流电压信号；
模/数转换器，用于分别将经所述对数检波器转换后的入射信号和反射信号的相应模拟直流电压信号转换成相应的数字直流电压信号；
处理器，用于根据所述入射信号和反射信号的相应数字直流电压信号的电压差值，对所述耦合器的隔离度进行修正；并根据修正后得到的入射信号和反射信号的相应数字直流电压信号，计算驻波比。
本发明实施例还提供一种驻波比测量方法，所述方法包括以下步骤：
耦合器分别获取入射信号和反射信号；
衰减器将所述耦合器获取的入射信号和反射信号调整在对数检波器的线性范围之内；
所述对数检波器分别将经所述衰减器调整后的入射信号和反射信号转换成相应的模拟直流电压信号；
模/数转换器分别将经所述对数检波器转换后的入射信号和反射信号的相应模拟直流电压信号转换成相应的数字直流电压信号；
处理器根据所述入射信号和反射信号的相应数字直流电压信号的电压差值，对耦合器的隔离度进行修正；
处理器根据修正后得到的入射信号和反射信号的相应数字直流电压信号，计算驻波比。
在本发明实施例中，通过对数检波器输出的直流电压值，修正耦合器的隔离度，计算出实际的入射功率和反射功率，从而得出驻波比值。本发明实施例有效地降低了耦合器方向性对测量结果的影响，在方向性一定的情况下，提高了检测精度。
附图说明
图1是本发明实施例提供的驻波比测量装置的结构示意图。
图2是本发明实施例提供的驻波比测量方法的实现流程示意图。
图3是本发明实施例提供的双定向耦合器的原理示意图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1，为本发明实施例提供的驻波比测量装置，为了便于说明，仅示出了与本发明相关的部分。该驻波比测量装置包括：耦合器10、衰减器20、对数检波器30、模/数转换器40以及处理器50。在本实施例中，该模/数转换器40可以内置于处理器50中。
耦合器10获取入射信号和反射信号；衰减器20将所述耦合器10获取的入射信号和反射信号调整在对数检波器30的线性范围之内；所述对数检波器30分别将经所述衰减器20调整后的入射信号和反射信号转换成相应的模拟直流电压信号；模/数转换器40分别将经所述对数检波器30转换后的入射信号和反射信号的相应模拟直流电压信号转换成相应的数字直流电压信号；处理器50根据所述入射信号和反射信号的相应数字直流电压信号的电压差值，对耦合器的隔离度进行修正；并根据修正后得到的入射信号和反射信号的相应数字直流电压信号，计算驻波比。
请参阅图2，为本发明实施例提供的驻波比测量方法，其包括以下步骤：
在步骤S101中，耦合器分别获取入射信号和反射信号；
在本发明实施例中，耦合器可以是双定向耦合器。双定向耦合器分别获取传输线路上的入射信号和反射信号。
在步骤S102中，衰减器将所述耦合器获取的入射信号和反射信号调整在对数检波器的线性范围之内；
在本发明实施例中，衰减器可以是π型衰减器。π型衰减器调整耦合器获取的入射信号和反射信号，使所述入射信号和反射信号的变化始终落入在对数检波器的线性范围之内。
在步骤S103中，所述对数检波器分别将经所述衰减器调整后的入射信号和反射信号转换成相应的模拟直流电压信号；
在本发明实施例中，对数检波器分别将经所述衰减器调整后的入射信号和反射信号转换成与其功率值成线性比例的相应的模拟直流电压信号。
在步骤S104中，模/数转换器分别将经所述对数检波器转换后的入射信号和反射信号的相应模拟直流电压信号转换成相应的数字直流电压信号；
在步骤S105中，处理器根据所述入射信号和反射信号的相应数字直流电压信号的电压差值，对耦合器的隔离度进行修正；
在步骤S106中，处理器根据修正后得到的入射信号和反射信号的相应数字直流电压信号，计算驻波比。
下面结合附图，对本发明做进一步的详细描述。
计算公式：
驻波比(VSWR)与入射功率P入射(入射信号)、反射功率P反射(反射信号)的关系：
Figure A200910105989D00081
入射功率、反射功率的计算公式：
其中，P入射、P反射、P1、P2的单位为W；C为耦合度；I为隔离度，单位为：倍数。
对耦合器的隔离度进行修正是通过如下公式获得的：
I = I 1 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - &Delta;U &le; a 1 k &times; ( b 1 - &Delta;U ) + b 2 - - - - - - - - - - - a 1 < &Delta;U < a 2 I 2 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - &Delta;U &GreaterEqual; a 2 ;
其中，所述a1、a2、b1、b2、k是常数，所述a1、a2、b1、b2、k是根据不同形式的耦合器，通过实测确定的数值。
请参阅图3，由双定向耦合器分别耦合主通道的入射信号P入射和反射信号P反射。其中，采样点P1的信号为入射波在P1点处的入射信号与反射波在P1点处的反射信号的合成信号；采样点P2的信号为入射波在P2点处的入射信号与反射波在P2点处的反射信号的合成信号。
即：P1＝(P入射-C)+(P反射-I)
同理可知：P2＝(P入射-I)+(P反射-C)
如图1所示，π型衰减器调整采样点功率P1和P2，使采样点功率P1和P2的变化始终落入在对数检波器的线性范围之内。对数检波器将调整后的采样点功率P1和P2分别转换成与其功率值(单位为dBm)成线性比例的相应的模拟直流电压信号，如图1所示，采样点功率P1、P2经对数检波器处理后，输出直流电压U1、U2。将U1、U2传输至处理器中，通过模/数转换器将模拟直流电压信号U1、U2分别转换成相应的数字直流电压信号；根据U1、U2判断是否有信号输入，如果有输入信号，则进行后续计算；如果没有，则结束。根据U1、U2计算P1、P2；计算U1、U2的电压差值ΔU。根据电压差值ΔU，按照公式修正隔离度I。将参数P1、P2，及修正后的I，代入算法公式(2)和(3)，计算出入射功率P入射、反射功率P反射。将以dBm为单位的入射功率P入射、反射功率P反射转换成以W为单位的功率值，根据公式(1)可计算出驻波比。
由上可知，本发明实施例通过对数检波器输出的直流电压值，修正耦合器的隔离度，计算出实际的入射功率和反射功率，从而得出驻波比值。本发明实施例有效地降低了耦合器方向性对测量结果的影响，在方向性一定的情况下，提高了检测精度。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来控制相关的硬件完成，所述的程序可以在存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如ROM/RAM、磁盘、光盘等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1、一种驻波比测量装置，其特征在于，所述装置包括：
耦合器，用于获取入射信号和反射信号；
衰减器，用于将所述耦合器获取的入射信号和反射信号调整在对数检波器的线性范围之内；
对数检波器，用于分别将经所述衰减器调整后的入射信号和反射信号转换成相应的模拟直流电压信号；
模/数转换器，用于分别将经所述对数检波器转换后的入射信号和反射信号的相应模拟直流电压信号转换成相应的数字直流电压信号；
处理器，用于根据所述入射信号和反射信号的相应数字直流电压信号的电压差值，对所述耦合器的隔离度进行修正；并根据修正后得到的入射信号和反射信号的相应数字直流电压信号，计算驻波比。
2、如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述模/数转换器内置于所述处理器中。
3、如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述耦合器是双定向耦合器。
4、如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述衰减器是π型衰减器。
5、如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述经所述对数检波器转换后的入射信号和反射信号的相应模拟直流电压信号具体是：分别与经所述对数检波器转换后的入射信号和反射信号的功率成线性比例的相应模拟直流电压信号。
6、一种驻波比测量方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
耦合器分别获取入射信号和反射信号；
衰减器将所述耦合器获取的入射信号和反射信号调整在对数检波器的线性范围之内；
所述对数检波器分别将经所述衰减器调整后的入射信号和反射信号转换成相应的模拟直流电压信号；
模/数转换器分别将经所述对数检波器转换后的入射信号和反射信号的相应模拟直流电压信号转换成相应的数字直流电压信号；
处理器根据所述入射信号和反射信号的相应数字直流电压信号的电压差值，对耦合器的隔离度进行修正；
处理器根据修正后得到的入射信号和反射信号的相应数字直流电压信号，计算驻波比。
7、如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述对耦合器的隔离度进行修正是通过如下公式获得的：
I = I 1 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - &Delta;U &le; a 1 k &times; ( b 1 - &Delta;U ) + b 2 - - - - - - - - - - - - - a 1 < &Delta;U < a 2 I 2 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - &Delta;U &GreaterEqual; a 2 ,
其中，所述a1、a2、b1、b2、k是常数，所述a1、a2、b1、b2、k是根据不同形式的耦合器，通过实测确定的数值。
8、如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述P入射和P反射是通过如下公式获得的：
Figure A200910105989C00032
其中，
P1和P2分别为两个采样点处的功率；C为耦合度；I为隔离度。
9、如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述计算驻波比具体是通过如下公式来计算的：
Figure A200910105989C00033
其中，VSWR为驻波比。
10、如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述经所述对数检波器转换后的入射信号和反射信号的相应模拟直流电压信号具体是：分别与经所述对数检波器转换后的入射信号和反射信号的功率成线性比例的相应模拟直流电压信号。
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