CN103916144B - 甚低频长波发射机功放单元自适应校正方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明是关于甚低频长波发射机功放单元自适应校正方法和装置，其中的方法包括：检测发射机各功放单元的工作状态；根据检测的结果，在确定出至少有一个功放单元由正常工作状态变为故障工作状态时，将故障的功放单元退出其所在的工作序列，并基于当前处于正常工作状态的功放单元校正发射机输出信号的当前阶梯波参数；根据所述校正后的当前阶梯波参数控制当前处于正常工作状态的功放单元的工作参数，使处于正常工作状态的各功放单元处于相应的工作序列。本发明可以使发射机的谐波趋于最佳状态，从而有效避免了发射机的指标明显恶化的现象，提高了发射机的通信可靠性和稳定性。

Description

甚低频长波发射机功放单元自适应校正方法和装置

技术领域

本发明涉及甚低频长波发射机技术，特别是涉及一种甚低频长波发射机功放单元自适应校正方法和装置。

背景技术

甚低频长波发射机通常包括数量众多的功放单元以及功率变压器，且每个功放单元均与一个功率变压器连接，所有的功率变压器构成功率合成网络。发射机最终发射出去的信号是由各个功放单元输出的脉冲波在功率合成网络中合成的信号。

合成后的信号波形如附图1所示。由图1可知，甚低频长波发射机的输出信号的波形是非常接近正弦波的阶梯波。发射机中的功放单元被分成若干组，每一组功放单元输出的电压进行代数和运算后作为阶梯波的一个台阶，阶梯波的台阶数等于功放单元的分组数。

发明人在实现本发明过程中发现：在实际工作过程中，发射机中的某个或某些功放单元难免会出现故障，故障的功放单元不会输出电压，这样与之相连的功率变压器输出零电压，从而该功放单元对应的台阶幅度会变小甚至台阶幅度变为零（即与前一个台阶幅度持平）。如果使用示波器等仪器来观察发射机的输出信号，则会发现发射机的输出信号波形出现“塌陷”现象，从而发射机输出的信息与信号源信息不对应，输出了错误信息。另外，如果出现故障的功放单元仍然处于工作序列中，会导致发射机的整机谐波陡然增加，从而使发射机的指标明显恶化。还有，由于发射机所包含的功放单元的数量众多，使功放单元的故障定位非常困难，即便是停机检修，要在上百个功放单元中找到故障的功放单元，对于维护人员来说也是一件非常耗时且棘手的工作。

有鉴于现有的甚低频长波发射机存在的问题，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实际经验以及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种甚低频长波发射机功放单元自适应校正方法和装置，能够克服现有的甚低频长波发射机存在的问题，使其更具有实用性。经过不断的研究设计,并经过反复试作样品及改进，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的主要目的在于，克服现有的甚低频长波发射机存在的技术问题，而提供一种甚低频长波发射机功放单元自适应校正方法和装置，所要解决的技术问题是，使甚低频长波发射机可以及时发现故障功放单元，并尽可能的减小故障功放单元对发射机的影响，从而使发射机的谐波趋于最佳状态，避免发射机的指标明显恶化。

本发明的目的以及解决其技术问题可以采用以下的技术方案来实现。

依据本发明提出的一种甚低频长波发射机功放单元自适应校正方法，包括：检测发射机各功放单元的工作状态；根据所述检测的结果，在确定出至少有一个功放单元由正常工作状态变为故障工作状态时，将故障的功放单元退出其所在的工作序列，并基于当前处于正常工作状态的功放单元校正发射机输出信号的当前阶梯波参数；根据所述校正后的当前阶梯波参数控制当前处于正常工作状态的功放单元的工作参数，使处于正常工作状态的各功放单元处于相应的工作序列。

较佳的，前述的甚低频长波发射机功放单元自适应校正方法，其中所述检测各功放单元的工作状态包括：实时检测或者定时检测各功放单元的工作状态。

较佳的，前述的甚低频长波发射机功放单元自适应校正方法，其中所述将故障的功放单元退出其所在的工作序列包括：封锁故障的功放单元的控制信号，并关闭故障的功放单元。

较佳的，前述的甚低频长波发射机功放单元自适应校正方法，其中所述方法还包括：根据所述检测的结果在确定出至少有一个功放单元由故障工作状态变为正常工作状态时，基于当前处于正常工作状态的功放单元校正发射机输出信号的当前阶梯波参数。

较佳的，前述的甚低频长波发射机功放单元自适应校正方法，其中所述发射机中的每个功放单元均具有唯一的标识，且所述方法还包括：在确定出功放单元由正常工作状态变为故障工作状态时，输出包含有故障的功放单元的标识的报警信息。

较佳的，前述的甚低频长波发射机功放单元自适应校正方法，其中所述阶梯波参数包括：阶梯波的台阶数以及各台阶开启的功放单元数量；或者，所述阶梯波参数包括：阶梯波的台阶标识与功放单元的标识的对应关系信息。

依据本发明提出的一种甚低频长波发射机功放单元自适应校正装置，包括：检测控制模块，用于检测发射机各功放单元的工作状态，根据所述检测的结果在确定出至少有一个功放单元由正常工作状态变为故障工作状态时，将故障的功放单元退出其所在的工作序列，并基于当前处于正常工作状态的功放单元校正发射机输出信号的当前阶梯波参数；执行模块，用于根据所述校正后的当前阶梯波参数控制当前处于正常工作状态的功放单元的工作参数，使处于正常工作状态的各功放单元处于相应的工作序列。

较佳的，前述的甚低频长波发射机功放单元自适应校正装置，其中所述检测控制模块包括：检测控制单元，用于实时或者定时检测各功放单元的工作状态，向校正单元输出检测结果信息，并将检测出的由正常工作状态变为故障工作状态的功放单元退出当前工作序列；校正单元，用于根据接收的检测结果信息在确定出至少有一个功放单元由正常工作状态变为故障工作状态时，基于当前处于正常工作状态的功放单元校正发射机输出信号的当前阶梯波参数，并向所述执行模块输出所述当前阶梯波参数。

较佳的，前述的甚低频长波发射机功放单元自适应校正装置，其中所述检测控制单元将实时或者定时检测的检测结果信息都传输给所述校正单元；或者，所述检测控制单元在确定出至少有一个功放单元由正常工作状态变为故障工作状态或者至少有一个功放单元由故障工作状态变为正常工作状态时，将检测结果信息传输给所述校正单元，否则不向校正单元传输检测结果信息。

较佳的，前述的甚低频长波发射机功放单元自适应校正装置，其中所述校正单元还用于，根据所述检测的结果在确定出至少有一个功放单元由故障工作状态变为正常工作状态时，基于当前处于正常工作状态的功放单元校正发射机输出信号的当前阶梯波参数；和/或，所述检测控制单元还用于，在确定出功放单元由正常工作状态变为故障工作状态时，输出包含有故障的功放单元的标识的报警信息。

借由上述技术方案，本发明的甚低频长波发射机功放单元自适应校正方法和装置至少具有下列优点以及有益效果：本发明通过对发射机的各功放单元进行检测，可以及时发现出现故障的功放单元，通过将故障的功放单元退出工作序列，可以有效避免故障功放单元对发射机的不良影响；通过根据当前处于正常工作状态的功放单元校正发射机输出信号的当前阶梯波参数，可以有效避免发射机输出信号的波形出现“塌陷”的现象；本发明通过为发射机中的每个功放单元设置唯一的标识，并在检测出故障功放单元时输出包含该故障功放单元的标识的报警信息，使维护人员可以有针对性的对功放单元进行维护，极大的降低了发射机的维护难度，节约了发射机的维护成本；从而本发明可以使发射机的谐波趋于最佳状态，并有效避免发射机的指标明显恶化的现象，且有利于发射机的维护。

综上所述，本发明在技术上有显著的进步，并具有明显的积极技术效果，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例,并配合说明书附图，详细说明如下。

附图说明

图1为甚低频长波发射机输出的信号波形示意图；

图2为本发明的甚低频长波发射机功放单元自适应校正方法的流程图；

图3为本发明的甚低频长波发射机功放单元自适应校正装置的结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的甚低频长波发射机功放单元自适应校正方法和装置的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

实施例一、甚低频长波发射机功放单元自适应校正方法。该方法的流程如附图2所示。

图2中，S200、检测发射机各功放单元的工作状态。

具体的，可以实时的检测发射机各功放单元的工作状态，也可以根据预定时间周期（如若干秒或者1分钟或者几分钟等）定时的检测发射机各功放单元的工作状态。

另外，本发明的发射机中的各功放单元可以具有唯一标识，如发射机具有120个功放单元，则每个功放单元对应一个编号，编号可以由1到120。

S210、根据对功放单元的工作状态的检测结果，对功放单元的工作状态是否发生变化进行判断，如果判断出至少有一个功放单元由正常工作状态变为故障工作状态，则到S220；如果判断出至少有一个功放单元由故障工作状态变为正常工作状态（故障的功放单元已被修好或者故障的功放单元已被更换），则到S230；如果判断出没有任何功放单元的工作状态发生变化，则到S250。

S220、将故障的功放单元退出其所在的工作序列。到S230。

具体的，可以封锁故障的功放单元的控制信号，并关闭故障的功放单元，避免故障的功放单元继续工作，使故障的功放单元退出工作序列。当然，也可以其他方式来使故障的功放单元退出工作序列，如屏蔽故障的功放单元等，本发明不限制使故障的功放单元退出工作序列的具体实现方式。

另外，在本步骤中，还可以产生包含有故障的功放单元的标识的报警信息并输出，如将报警信息传输给系统监控装置，以使系统监控装置可以基于功放单元标识向用户显示相应的告警信息，从而用户可以通过系统监控装置清楚准确的获知发射机的数百个功放单元中到底是哪个功放单元出现了问题，方便了维护人员对发射机功放单元的维修。

在本发明中，发射机输出信号的阶梯波中的一个阶梯可以称为一个工作序列。

S230、基于当前处于正常工作状态的功放单元校正发射机输出信号的当前阶梯波参数。到S240。

具体的，本发明可以根据预先设定的算法进行当前阶梯波参数的校正处理，以生成新的当前阶梯波参数。该预先设定的算法的输入参数主要包括：处于正常工作状态的功放单元的数量；另外，该预定的算法的输入参数还可以包括：处于正常工作状态的功放单元的标识。

在该预先设定的算法不涉及处于正常工作状态的功放单元的标识的情况下，计算产生的新的当前阶梯波参数通常包含：阶梯波的台阶数以及各台阶开启的功放单元数量；即该算法是对阶梯波的台阶的量化以及对台阶开启的功放单元的量化。上述阶梯波的台阶数以及各台阶开启的功放单元数量可以以阶梯波量化表的形式来体现。

在预先设定的算法涉及处于正常工作状态的功放单元的标识的情况下，计算产生的新的当前阶梯波参数通常包含：阶梯波的台阶标识与功放单元的标识的对应关系信息，即每个功放单元所在台阶的信息，如包含有功放单元的标识和阶梯波的台阶标识这两列信息的表，再如，为每个阶梯波的台阶设置一个数组，数组名包含有阶梯波的台阶标识，数组中的元素为功放单元的标识。当然，在该情况下，新的当前阶梯波参数也可以包含有阶梯波的台阶数以及各台阶开启的功放单元数量。

本发明不限制计算产生的新的当前阶梯波参数所包含的具体内容以及具体表现形式，只要能够使后续处理过程可以明确的对当前处于正常工作状态的各功放单元应该处于哪个台阶进行分配即可。

另外，上述预先设定的算法与发射机输出信号的阶梯波的谐波成分相关，也就是说，该算法应尽可能的使发射机输出信号的阶梯波的谐波成分不增加，使阶梯波不出现失真现象。本发明不限制预先设定的算法的具体实现过程，只要保证发射机输出的信号不失真、发射机具有可靠稳定的通信性能即可。

S240、根据校正后的当前阶梯波参数控制当前处于正常工作状态的功放单元的工作参数，使处于正常工作状态的各功放单元分别处于相应的工作序列。到S250。

具体的，校正后的当前阶梯波参数可能会导致一个或者多个功放单元当前所处的台阶发生变化，因此，功放单元的当前工作参数（如电压等）可能会发生变化，从而需要对一个或者多个甚至当前所有处于正常工作状态的功放单元的工作参数进行调整，以使发射机的输出信号具有新的不存在“塌陷”的阶梯波。也就是说，即使发射机中的部分功放单元发生故障的情况下，本发明也能保证发射机整机输出信号的波形不发生失真，这样，不会对发射机的指标产生不良影响，通信的可靠性也不会受到影响。

控制当前处于正常工作状态的功放单元的工作参数可以通过为当前处于正常工作状态的功放单元分配控制信号来实现，从而对功放单元重新进行分组。

S250、本次甚低频长波发射机功放单元自适应校正过程结束。

由上述实施例的描述可知，在发射机中的一个或者多个功放单元出现故障的情况下，虽然处于正常工作状态的功放单元的数量有所减小，发射机输出信号的阶梯波的电压会有些许的降低，发射机的整机输出功率也会略有下降，但是，这并不会对发射机的通信安全可靠性造成影响。

实施例二、甚低频长波发射机功放单元自适应校正装置。该装置的结构如附图3所示。

在图3中，该自适应校正装置主要包括：检测控制模块1以及执行模块2，检测控制模块1与执行模块2和发射机中的各功放单元分别连接，执行模块2还与发射机中的各功放单元分别连接；其中，检测控制模块1主要包括：检测控制单元11和校正单元12，且检测控制单元11与校正单元12和发射机中的各功放单元分别连接，校正单元12与检测控制单元11和执行模块2分别连接。

检测控制模块1主要用于检测发射机各功放单元的工作状态，根据其检测的结果在确定出至少有一个功放单元由正常工作状态变为故障工作状态时，将故障的功放单元退出其所在的工作序列，并基于当前处于正常工作状态的功放单元校正发射机输出信号的当前阶梯波参数；根据其检测的结果在确定出至少有一个功放单元由由故障工作状态变为正常工作状态时，基于当前处于正常工作状态的功放单元校正发射机输出信号的当前阶梯波参数。另外，该检测控制模块1还可以输出包含有故障的功放单元的标识的报警信息，以方便维护人员对发射机的维护。

检测控制模块1中的检测控制单元11与发射机中的各功放单元可以进行双向的信息交互。

检测控制单元11主要用于实时或者定时的检测发射机中的各功放单元的工作状态，并向校正单元12输出检测结果信息，另外，检测控制模块1还应将其检测出的由正常工作状态变为故障工作状态的功放单元退出其所在的当前工作序列。

检测控制单元11向校正单元12输出检测结果信息的方式有两种，一种为，不论功放单元的工作状态是否发生变化，其每次检测的检测结果信息均传输给校正单元12；另一种为，在检测出功放单元的工作状态发生变化的情况下，该本次检测的检测结果信息传输给校正单元12，否则，不向校正单元12传输本次检测的检测结果信息。

另外，检测控制单元11还用于在确定出至少有一个功放单元由正常工作状态变为故障工作状态时，输出包含有故障的功放单元的标识的报警信息，如向系统监控装置输出报警信息。

校正单元12主要用于根据接收的检测结果信息在确定出至少有一个功放单元的工作状态发生变化时，基于当前处于正常工作状态的功放单元来校正发射机输出信号的当前阶梯波参数，并向执行模块2输出校正后的当前阶梯波参数。

上述指示有一个功放单元的工作状态发生变化即，至少有一个功放单元的工作状态由正常工作状态变为故障工作状态，或者至少有一个功放单元的工作状态由故障工作状态变为正常工作状态。

该校正单元12可以由中央处理器来实现，该中央处理器可以称为数字智能阶梯调制器中央处理器。

执行模块2（也可以称为功放单元控制软接口）主要用于根据检测控制模块1（如校正单元12）传输来的校正后的当前阶梯波参数控制当前处于正常工作状态的功放单元的工作参数，使处于正常工作状态的各功放单元处于相应的工作序列，如为当前处于正常工作状态的功放单元分配控制信号，以对功放单元重新进行分组。执行模块2可以由FPGA（现场可编程门阵列）等器件实现。

上述各模块和各单元执行的具体操作可以参见上述方法实施例中的描述，在此不再重复说明。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明的技术，任何熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种甚低频长波发射机功放单元自适应校正方法，其特征在于，所述方法包括：

检测发射机各功放单元的工作状态；

根据所述检测的结果，在确定出至少有一个功放单元由正常工作状态变为故障工作状态时，将故障的功放单元退出其所在的工作序列，并基于当前处于正常工作状态的功放单元，根据预先设定的算法校正发射机输出信号的当前阶梯波参数，所述预先设定的算法使发射机输出信号的当前阶梯波的谐波成分不增加；

根据所述校正后的当前阶梯波参数控制当前处于正常工作状态的功放单元的工作参数，使处于正常工作状态的各功放单元处于相应的工作序列。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测各功放单元的工作状态包括：

实时检测或者定时检测各功放单元的工作状态。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将故障的功放单元退出其所在的工作序列包括：

封锁故障的功放单元的控制信号，并关闭故障的功放单元。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据所述检测的结果在确定出至少有一个功放单元由故障工作状态变为正常工作状态时，基于当前处于正常工作状态的功放单元校正发射机输出信号的当前阶梯波参数。

5.如权利要求1或2或3或4所述的方法，其特征在于，所述发射机中的每个功放单元均具有唯一的标识，且所述方法还包括：

在确定出功放单元由正常工作状态变为故障工作状态时，输出包含有故障的功放单元的标识的报警信息。

6.如权利要求1或2或3或4所述的方法，其特征在于：

所述阶梯波参数包括：阶梯波的台阶数以及各台阶开启的功放单元数量；或者

所述阶梯波参数包括：阶梯波的台阶标识与功放单元的标识的对应关系信息。

7.一种甚低频长波发射机功放单元自适应校正装置，其特征在于，所述装置包括：

检测控制模块，用于检测发射机各功放单元的工作状态，根据所述检测的结果在确定出至少有一个功放单元由正常工作状态变为故障工作状态时，将故障的功放单元退出其所在的工作序列，并基于当前处于正常工作状态的功放单元，根据预先设定的算法校正发射机输出信号的当前阶梯波参数，所述预先设定的算法使发射机输出信号的当前阶梯波的谐波成分不增加；

执行模块，用于根据所述校正后的当前阶梯波参数控制当前处于正常工作状态的功放单元的工作参数，使处于正常工作状态的各功放单元处于相应的工作序列。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述检测控制模块包括：

检测控制单元，用于实时或者定时检测各功放单元的工作状态，向校正单元输出检测结果信息，并将检测出的由正常工作状态变为故障工作状态的功放单元退出当前工作序列；

校正单元，用于根据接收的检测结果信息在确定出至少有一个功放单元由正常工作状态变为故障工作状态时，基于当前处于正常工作状态的功放单元校正发射机输出信号的当前阶梯波参数，并向所述执行模块输出所述当前阶梯波参数。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于：

所述检测控制单元将实时或者定时检测的检测结果信息都传输给所述校正单元；或者

所述检测控制单元在确定出至少有一个功放单元由正常工作状态变为故障工作状态或者至少有一个功放单元由故障工作状态变为正常工作状态时，将检测结果信息传输给所述校正单元，否则不向校正单元传输检测结果信息。

10.如权利要求7或8或9所述的装置，其特征在于：

所述校正单元还用于，根据所述检测的结果在确定出至少有一个功放单元由故障工作状态变为正常工作状态时，基于当前处于正常工作状态的功放单元校正发射机输出信号的当前阶梯波参数；和/或

所述检测控制单元还用于，在确定出功放单元由正常工作状态变为故障工作状态时，输出包含有故障的功放单元的标识的报警信息。