CN110597348A - 功率合成方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种功率合成方法及系统，其中，功率合成方法应用于功率合成系统，该功率合成系统包括：多条功率合成支路，多条功率合成支路中的任一支路包括：同步信号源。在一个实施例中，功率合成方法包括：以多条功率合成支路中的第一支路输出的信号作为参考信号，分别对多条功率合成支路中除第一支路以外的每条支路对应的同步信号源依次进行功率调节、相位调节，以使多条功率合成支路合成的总功率最大。以此能够改善现有技术中的功率合成效率低的问题。

Description

功率合成方法及系统

技术领域

本申请涉及功率合成领域，具体而言，涉及一种功率合成方法及系统。

背景技术

随着高功率微波技术在高能粒子加速器、等离子加热、高功率雷达等领域的应用，人们对高功率源的需求越来越大。然而，一般的功率器件无法实现大功率输出，在受到固态功率器件单管输出功率限制的情况下，若要得到更大的功率，通常需要对多个模块进行功率合成。

传统的高功率合成方案是：准备一个初始信号源，通过与初始信号源连接的功率分配器将初始信号源输出的一级功率信号分配到多个支路上，各条支路上的放大器对相应支路上的信号进行放大，各条支路上经过放大的信号送至合成器的输入端口进行功率合成。

但是，在实际应用中，位于初始信号源与合成器之间的各条支路难以避免地会出现差异，例如，连接线长度、引线粗细、器件参数及性能差异等因素都可能造成送至合成器输入侧的各支路信号在功率、相位上出现差异，从而导致在实际功率合成过程中需要对各支路信号进行大量修改、调试。

因此，传统功率合成方案的合成效率低。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种功率合成方法及系统，用以改善传统功率合成方案的合成效率低的问题。

第一方面，本申请实施例提供一种功率合成方法，应用于功率合成系统，所述系统包括：多条功率合成支路，所述多条功率合成支路中的任一支路包括：同步信号源，所述方法包括：

以所述多条功率合成支路中的第一支路输出的信号作为参考信号，分别对所述多条功率合成支路中除第一支路以外的每条支路对应的同步信号源依次进行功率调节、相位调节，以使所述多条功率合成支路合成的总功率最大。

相较于现有技术中通过功率分配器对一个初始信号源进行功率分配的方式，在本申请实施例提供的上述方法中，由于是以多个支路中的第一支路作为参考信号，对多个支路中除第一支路外的每条支路的同步信号源进行了功率、相位调节以使得到的总功率最大，在这一处理方式下，各个支路的功率、相位是可控的，即使在合成器前端的各个支路存在线路差异，通过对同步信号源的功率、相位调节也可以减弱各条支路之间因线路差异带来的影响，从而使得合成的总功率更大。其中，由于是先进行功率调节，再进行相位调节，可以保障在每次相位调节过程中得到的总功率是当前相位下的最大功率，无需对已经调节过的支路进行大量修改、调试，提升了功率合成效率。

结合第一方面，在一种可能的设计中，所述以所述多条功率合成支路中的第一支路输出的信号作为参考信号，分别对所述多条功率合成支路中除第一支路以外的每条支路对应的同步信号源依次进行功率调节、相位调节，以使所述多条功率合成支路合成的总功率最大，包括：

将所述多条功率合成支路中的第一支路输出的信号作为参考信号；

以所述第一支路的下一条支路作为待调节的当前支路，对所述当前支路对应的同步信号源进行功率调节，以使所述当前支路的功率与所述参考信号的功率相等；

对所述当前支路对应的同步信号源进行相位调节，得到相位调节过程中出现最大总功率时对应的相位作为所述当前支路的固定相位；

将所述当前支路的下一条支路作为新的当前支路，重复执行所述对所述当前支路对应的同步信号源进行功率调节，以使所述当前支路的功率与所述参考信号的功率相等至对所述当前支路对应的同步信号源进行相位调节，得到相位调节过程中出现最大总功率时对应的相位作为所述当前支路的固定相位的步骤，直至所述多条功率合成支路中除第一支路以外的所有支路完成相位调节。

在上述调节过程中，对于当前支路而言，在进行相位调节前，该当前支路的功率已经固定为参考信号的功率，在此种情况下对于当前支路的同步信号源进行相位调节能够快速确定出当前支路所能够调节出的总功率上限，从而确定出当前支路在调节过程中出现最大总功率时对应的相位。通过对当前支路的更新并重复执行当前支路的功率、相位调节，可以在有限的调节次数内快速合成最大的总功率。

结合第一方面，在一种可能的设计中，所述对所述当前支路对应的同步信号源进行相位调节，得到相位调节过程中出现最大总功率时对应的相位作为所述当前支路的固定相位，包括：

以预设的步进值对所述当前支路对应的同步信号源进行相位调节，得到相位调节过程中出现最大总功率时对应的相位作为所述当前支路的固定相位。

通过上述实现方式，由于在相位调节过程中是以预设的步进值进行相位切换的，相较于以人为动作随机调节相位的方式，可以更快地确定出最大总功率。

结合第一方面，在一种可能的设计中，在所述以所述多条功率合成支路中的第一支路输出的信号作为参考信号，分别对所述多条功率合成支路中除第一支路以外的每条支路对应的同步信号源依次进行功率调节、相位调节，以使所述多条功率合成支路合成的总功率最大之前，所述方法还包括：

通过所述第一支路对应的检波单元得到所述参考信号的功率，所述参考信号的功率作为对所述多条功率合成支路中除第一支路以外的每条支路对应的同步信号源进行功率调节时的参考功率。

通过上述实现方式可为后续调节过程提供参照依据。

第二方面，本申请实施例提供一种功率合成方法，应用于功率合成系统，所述系统包括：多条功率合成支路，所述多条功率合成支路中的任一支路包括：同步信号源，所述方法包括：

以所述多条功率合成支路中的第一支路输出的信号作为参考信号，对所述多条功率合成支路中除第一支路以外的所有支路进行功率调节，以使所述多条功率合成支路中除第一支路以外的每条支路输出的功率与所述参考信号的功率相等；

依次对所述多条功率合成支路中除第一支路以外的每条支路进行相位调节，以使所述多条功率合成支路合成的总功率最大。

在上述实现方法中，先对多条支路的同步信号源进行功率调节可以保障在进行相位调节之前的所有支路在功率上保持一致。在多条支路中除第一支路外的每条支路都和参考信号保持功率一致的情况下，依次对第一支路外的每条支路进行相位调节，可以快速确定出当前相位下的总功率上限，且调节次数少。上述实现方法可以对各条线路之间因线路差异而对总功率造成的影响带来弥补效果，即使各条线路之间存在线路差异也无需对多条支路进行大量反复调试，提升了功率合成效率。

结合第二方面，在一种可能的设计中，所述依次对所述多条功率合成支路中除第一支路以外的每条支路进行相位调节，以使所述多条功率合成支路合成的总功率最大，包括：

以所述第一支路的下一条支路作为待调节的当前支路，对所述当前支路对应的同步信号源进行相位调节，得到相位调节过程中出现最大总功率时对应的相位作为所述当前支路的固定相位；

将所述当前支路的下一条支路作为新的当前支路，重复执行所述对所述当前支路对应的同步信号源进行相位调节，得到相位调节过程中出现最大总功率时对应的相位作为所述当前支路的固定相位的步骤，直至所述多条功率合成支路中除第一支路以外的所有支路完成相位调节。

通过上述实现方式，对于当前支路而言，由于在进行相位调节前该当前支路的功率已经被固定为参考信号的功率，在此种情况下对当前支路的同步信号源进行相位调节可快速确定出当前支路所能够调节出的总功率上限，从而快速确定出当前支路的固定相位。通过对当前支路的更新并重复执行当前支路相位调节，可以使得整个功率合成过程所需的调节次数更少，能快速完成功率合成以得到最大的总功率。

第三方面，本申请实施例提供一种功率合成系统，所述系统包括：

控制单元、合成器、第一检波单元以及连接于所述控制单元与所述合成器之间的多条功率合成支路；

所述多条功率合成支路中的任一支路包括：同步信号源、放大单元、第二检波单元；

在所述多条功率合成支路中，各个同步信号源之间连接，以使所有支路上的同步信号源时钟同步；

在所述多条功率合成支路中的任一支路中：

所述同步信号源的输入端与所述控制单元连接，所述同步信号源的输出端与所述放大单元的输入端连接，所述放大单元的输出端与所述合成器连接，所述放大单元的输出端还与所述第二检波单元的输入端连接，所述第二检波单元的输出端与所述控制单元连接；

所述合成器的输出端与所述第一检波单元的输入端连接，所述第一检波单元的输出端与所述控制单元连接；

所述第二检波单元，用于检测相应支路输出的支路功率，并将支路功率反馈至所述控制单元；

所述第一检波单元，用于检测所述合成器输出的总功率，并将总功率反馈至所述控制单元；

所述控制单元，用于执行前述第一方面或第二方面所述的功率合成方法。

通过上述功率合成系统，由于在系统中引入了两种检波单元进行支路功率的反馈和总功率的反馈，控制单元对同步信号源的功率、相位调节是闭环调节。通过控制单元能够快速调节出最大的总功率，无需人为对多条支路进行大量调试修正，提升了功率合成效率。由于系统的各支路中都设置了同步信号源，且各个同步信号源之间时钟同步，控制单元可以第一支路作为参考支路，除第一支路外的其他支路作为从路，分别对每个同步信号源进行闭环的参数调节。通过上述系统可以对各线路之间因线路差异而对总功率造成的影响带来弥补效果，即使各条线路之间存在线路差异也无需对多条支路进行大量反复调试和修改，提升了功率合成效率。

结合第三方面，在一种可能的设计中，所述合成器的各个输入通道相互隔离。以此能够避免各个支路的放大单元之间互相造成干扰。

结合第三方面，在一种可能的设计中，所述控制单元用于：

根据所述多条功率合成支路中各条支路的支路功率对相应支路的同步信号源进行功率调节，以使各条支路输出的功率相等，还用于根据所述合成器的总功率对所述多条功率合成支路中每条支路的同步信号源进行相位调节，以使所述多条功率合成支路合成的总功率最大。

通过上述控制单元可充分利用反馈的支路功率以及总功率，对各支路在功率、相位上进行闭环调节。

结合第三方面，在一种可能的设计中，所述控制单元用于：

将所述多条功率合成支路中的第一支路输出的信号作为参考信号；

以所述第一支路的下一条支路作为待调节的当前支路，对所述当前支路对应的同步信号源进行功率调节，以使所述当前支路的功率与所述参考信号的功率相等；

对所述当前支路对应的同步信号源进行相位调节，得到相位调节过程中出现最大总功率时对应的相位作为所述当前支路的固定相位；

将所述当前支路的下一条支路作为新的当前支路，重复执行所述对所述当前支路对应的同步信号源进行功率调节，以使所述当前支路的功率与所述参考信号的功率相等至对所述当前支路对应的同步信号源进行相位调节，得到相位调节过程中出现最大总功率时对应的相位作为所述当前支路的固定相位的步骤，直至所述多条功率合成支路中除第一支路以外的所有支路完成相位调节。

通过上述控制单元能够快速完成多条支路的相位调节，并保障相位调节结束后得到的总功率是最大的。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的一种功率合成系统的示意图。

图2为本申请实施例提供的一种功率合成方法的流程图。

图3为本申请实施例提供的一个实例中的功率合成方法的流程图。

图4为本申请实施例提供的另一种功率合成方法的流程图。

图5为本申请实施例提供的另一个实例中的功率合成方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

发明人经过研究发现，在现有的功率合成方案中，各条支路的线路配置是难以做到完全一致的，这使得依赖功率分配器对一个初始信号源进行功率分配的方式，实际上是难以保障送至合成器输入侧的多个支路的多个信号为最优匹配。

例如，在功率分配器与合成器之间的多条线路可能出现以下情况：选取的线缆接口存在磨损、引线长度存在差异、焊接点存在细微差异、功率分配器后接的放大器生产批次不同、各支路的等效电阻存在差异等。这些情况在实际应用场景中是难以避免的，这些无法避免的情况会成为影响各支路输出结果的因素，且这些影响因素的种类和影响力是不可控的。

发明人继续进行研究发现，若是仅采用一个控制器对多个支路进行设定值的配置，例如，采用一串数组对多个支路进行固定的参数配置，也无法保障在合成器的多个输入端口接收到的多个信号能够真正达到用户所需的配置。即使以一串数组或其他形式的设定值对多个支路进行固定的参数配置，也会由于各支路的实际线路差异而造成各支路的输出信号不可控，导致实际上得到的总功率不是最优的。

在前述两种方案下，用户若是想要进一步得到更大的总功率，必然需要对各个支路进行大量的修改、调试，以尽可能得到一个较好的功率结果。而由于在大量的修改调试过程中，各支路仍然会受到许多未知因素的影响，使得用户的调试工作量不可控，功率合成效率低。

基于此，发明人提出了一种新的系统架构和方法，以提升功率合成效率。

下面将结合附图对本申请实施例的技术方案进行介绍。

请参阅图1，图1为本申请实施例提供的一种功率合成系统的示意图。

如图1所示，该功率合成系统包括：控制单元、合成器、第一检波单元以及连接于控制单元与合成器之间的多条功率合成支路。在图1中，“C”表示控制单元，“∑”表示合成器，“PD”表示第一检波单元。

该多条功率合成支路中的任一支路包括但不限于：同步信号源、放大单元、第二检波单元。

在该多条功率合成支路中，各个同步信号源之间连接，以使所有支路上的同步信号源时钟同步。

对于多条功率合成支路中的任一支路：同步信号源的输入端与控制单元连接，同步信号源的输出端与放大单元的输入端连接，放大单元的输出端与合成器连接，放大单元的输出端还与第二检波单元的输入端连接，第二检波单元的输出端与控制单元连接。

其中，各支路中的第二检波单元用于检测相应支路输出的支路功率，并将支路功率反馈至控制单元，控制单元用于根据各支路功率反馈结果调节各个支路中的同步信号源，以使得各支路的输出端最终能够输出相同的功率。控制单元可通过总线与各个支路中的同步信号源进行通信，以对各个同步信号源进行参数调节。

其中，合成器的输出端与第一检波单元的输入端连接，第一检波单元的输出端与控制单元连接。第一检波单元用于检测合成器输出的总功率，并将总功率反馈至控制单元。

控制单元，用于根据多条功率合成支路中各条支路的支路功率对相应支路的同步信号源进行功率调节，以使各条支路输出的功率相等，还用于根据合成器的总功率对多条功率合成支路中每条支路的同步信号源进行相位调节，以使多条功率合成支路合成的总功率最大。

在本申请实施例中，可以根据参考信号以及当前支路上反馈回的支路功率对当前支路上的同步信号源进行功率调节，可以根据反馈回的总功率变化情况对当前支路上的同步信号源进行相位调节。

控制单元还用于：以所述多条功率合成支路中的第一支路输出的信号作为参考信号，分别对所述多条功率合成支路中除第一支路以外的每条支路对应的同步信号源依次进行功率调节、相位调节，以使所述多条功率合成支路合成的总功率最大。

或，该控制单元还用于：以所述多条功率合成支路中的第一支路输出的信号作为参考信号，对所述多条功率合成支路中除第一支路以外的所有支路进行功率调节，以使所述多条功率合成支路中除第一支路以外的每条支路输出的功率与所述参考信号的功率相等；依次对所述多条功率合成支路中除第一支路以外的每条支路进行相位调节，以使所述多条功率合成支路合成的总功率最大。

在图1中，“S1”表示多条功率合成支路中第一支路的同步信号源。“S2”表示多条功率合成支路中第二支路的同步信号源，“S3”表示多条功率合成支路中第三支路的同步信号源，“Sn”表示多条功率合成支路中第n条支路的同步信号源。对应各条功率合成支路，“PA1”表示第一支路中的放大单元，“PA2”表示第二支路中的放大单元，“PA3”表示第三支路中的放大单元，“PAn”表示第n条支路中的放大单元。“PD1”表示第一支路中的第二检波单元，“PD2”表示第二支路中的第二检波单元，“PD3”表示第三支路中的第二检波单元，“PDn”表示第n条支路中的第二检波单元。

以图1所示的结构为例，第一支路的第二检波单元PD1可用于检测第一支路的输出功率P1。第二支路的第二检波单元PD2可用于检测第二支路的输出功率P2。以此类推，第n条支路的第二检波单元PDn可用于检测该第n条支路的输出功率Pn。

控制单元C可以分别对第一支路中的S1、第二支路中的S2、第三支路中的S3……第n条支路中的Sn等同步信号源进行功率调节，在对S1、S2、S3……Sn等同步信号源进行功率调节的过程中，控制单元C可通过PD1、PD2、PD3……PDn等第二检波单元分别得到第一支路的输出功率P1、第二支路的输出功率P2、第三支路的输出功率P3……第n条支路的输出功率Pn等支路功率。控制单元C还可通过第一检波单元PD得到合成器输出的总功率P。

通常情况下，合成器输出的总功率会根据多个功率合成支路中每个支路的输出信号在功率、相位上的差异而发生变化，若想要使得最终合成的总功率最大，理想情况是需要合成器输入侧的各个支路信号在功率、相位上保持一致。但通过前述分析可知，实际应用场景下的各支路是难以通过线路改进、器件更换、以固定值对各支路进行统一配置等方式实现各支路的功率统一、相位统一。但通过本申请实施例提供的上述功率合成系统，由于在多个功率合成支路中的每个支路中设置了同步信号源，且各个同步信号源之间时钟同步，以及在每个支路的末端设置了相应的第二检波器，使得每个支路都可以实现功率反馈，可以为闭环调节提供实施基础。又由于在合成器的输出端设置了用于进行总功率反馈的第一检波单元，使得控制单元能够监测到总功率在任一同步信号源的参数被调控时所发生的功率变化。通过系统中的控制单元、同步信号源、第二检波单元、第一检波单元的配合连接关系，能够实现闭环的功率调节，为得到最大的总功率提供了较为容易调节的结构基础。

由于在上述系统中引入了两种检波单元进行支路功率的反馈和总功率的反馈，控制单元对同步信号源的功率、相位调节可以更为合理，通过控制单元能够快速调节出最大的总功率，无需人为对多条支路进行大量调试和修改，提升了功率合成效率。由于系统的各支路中都设置了同步信号源，控制单元可以分别对每个同步信号源进行参数调节，由于各个同步信号源之间时钟同步，控制单元能够对所有支路上的同步信号源进行一主多从式调节。控制单元根据各支路的支路功率的反馈情况以及总功率的反馈情况对各条支路的同步信号源进行功率调节、相位调节，上述系统可以对各线路之间因线路差异而对总功率造成的影响进行有效补偿，即使各条线路之间存在线路差异也无需对多条支路进行大量反复调试、修改，能够提升功率合成效率，且保障最终合成的总功率是最大的。

可以理解的是，本领域技术人员可以在上述系统的基础上，对多条功率合成支路中的任一支路设置更多的功能组件，例如，支路上还可以设置衰减器，再例如，支路上设置的放大单元可以有多级。

可选地，控制单元可通过总线与各个同步信号源进行通信，进而可以对同步信号源的功率、相位进行调节。例如，控制单元可以通过通信总线设置第二支路的同步信号源的功率参数、相位参数，以调节第二支路输出的功率大小、相位大小。

在一个实例中，通信总线可以是SPI(Serial Peripheral Interface，串行外设接口)总线。

可选地，合成器的输出端可与一耦合器连接，耦合器与第一检波单元连接，第一检波单元可对耦合器输出的耦合信号进行检波从而对总功率进行间接测量。

可选地，为了避免各个支路中的各个放大单元之间相互干扰而影响相位调节结果，可以将合成器的各个输入通道设为相互隔离的通道。

在一个实例中，合成器的各个端口设有50欧姆的电阻以进行通道隔离。

可选地，对于多个支路中任一支路的同步信号源，可以采用同步源芯片形成同步信号仪器，同步源芯片是可以是一种具有同步功能、功率调节功能、相位调节功能的芯片。

在一个实例中，同步源芯片可以是BLP25RFE001集成芯片。

其中，可通过多个同步源芯片形成一主多从式的多个功率合成支路，但各支路之间的输出通道相互独立。

可选地，第一检波单元和/或任一个第二检波单元可以是包络检波器。

在一个实例中，系统中的任一个检波单元可以是型号为ADL5511的检波器，其具有响应速度快、精度高的特性。

可选地，控制单元可以是但不限于单片机、现场可编程门阵列、专用处理器等具有运算能力的处理器。

在一个实例中，控制单元是ARM处理器(Advanced RISC Machine，进阶精简指令集机器，简称ARM)。

下面将提供一种可应用于图1所示系统的功率合成方法。

该功率合成方法可包括：以所述多条功率合成支路中的第一支路输出的信号作为参考信号，分别对所述多条功率合成支路中除第一支路以外的每条支路对应的同步信号源依次进行功率调节、相位调节，以使所述多条功率合成支路合成的总功率最大。

其中，上述功率合成方法可以由功率合成系统中的控制单元执行。

相较于现有技术中通过功率分配器对一个初始信号源进行功率分配的方式，在本申请实施例提供的上述方法中，由于是以多个支路中的第一支路作为参考信号，对多个支路中除第一支路外的每条支路的同步信号源进行了功率、相位调节以使得到的总功率最大，在这一处理方式下，各个支路的功率、相位是可控的，即使在合成器前端的各个支路存在线路差异，通过对同步信号源的功率、相位调节也可以减弱各条支路之间因线路差异带来的影响，从而使得合成的总功率更大。

其中，由于是先进行功率调节，再进行相位调节，可以保障在每次相位调节过程中得到的总功率是当前相位下的最大功率，无需对已经调节过的支路进行大量修改、盲目调试，提升了功率合成效率。

图2为本申请实施例提供的一种可应用于图1所示系统的功率合成方法的详细流程图。

如图2所示，功率合成方法可以包括子步骤：S110-S140。步骤S110-S140可以由功率合成系统中的控制单元执行。

S110：将多条功率合成支路中的第一支路输出的信号作为参考信号。

S120：以第一支路的下一条支路作为待调节的当前支路，对当前支路对应的同步信号源进行功率调节，以使当前支路的功率与参考信号的功率相等。

作为一种实施方式，可以根据参考信号的功率值确定当前支路的功率值，并根据当前支路的功率值对当前支路的同步信号源进行功率调节。

S130：对当前支路对应的同步信号源进行相位调节，得到相位调节过程中出现最大总功率时对应的相位作为当前支路的固定相位。

其中，S130的执行前提是当前支路的功率与参考信号的功率相等。

S140：将当前支路的下一条支路作为新的当前支路，重复执行对当前支路对应的同步信号源进行功率调节，以使当前支路的功率与参考信号的功率相等至对当前支路对应的同步信号源进行相位调节，得到相位调节过程中出现最大总功率时对应的相位作为当前支路的固定相位的步骤，直至多条功率合成支路中除第一支路以外的所有支路完成相位调节。

其中，在对多条功率合成支路中除第一支路以外的所有支路完成相位调节时，即实现了对所有支路的功率、相位调节，此时得到的总功率是最大的。

示例性地，第一支路输出的信号的功率可作为参考信号的功率。第二支路可作为第一支路的下一条支路，第三条支路可作为第二支路的下一条支路，多条功率合成支路中的第n条支路可作为最后一条支路。

其中，对于S140具体可以包括：判断当前支路是否为最后一条支路，若当前支路非最后一条支路，则将当前支路的下一条支路作为新的当前支路，跳转至执行S120中的对当前支路对应的同步信号源进行功率调节，以使当前支路的功率与参考信号的功率相等的步骤。以此能够实现对当前支路的更新，其中，将当前支路为最后一条支路作为循环步骤的截止条件，可以避免无限调节、盲目调节，以此可以在有限次数的调节下达到总功率最大，高效实现功率合成。

作为一种实现方式，可以将功率合成方法对应的功能模块存储在存储器中，功能模块对应的计算机程序可以由控制单元所执行。

如图3所示的是一个实例中的功率合成方法的流程图。如图3所示，在进行功率调节、相位调节之前，可以先进行初始化操作以清空原有的功率、相位参数。初始化后可以计算第一支路的支路功率P1。根据第一支路的支路功率P1可以对第二支路中的同步信号源S2进行功率调节，并计算第二支路输出的支路功率P2。当判断出第二支路输出的支路功率P2与参考信号的功率P1相等时，调节第二支路中的同步信号源S2的相位，在相位调节过程中，计算每个相位点下合成的总功率P，并从本次相位调节过程中筛选出得到最大的总功率P时对应的相位作为第二支路的固定相位。此时，对第二支路的调节过程结束，开始对第三支路进行功率调节、相位调节，在以此类推，直至完成对第n条支路的功率调节、相位调节。

关于多条功率合成支路中除第一支路、第二支路外的每条支路的调节过程，可以参照对第二支路的调节过程，在此不再赘述。

通过上述实现方式，提供了一套适用于多条功率合成支路中每条支路的调节方式。在上述调节过程中，对于当前支路而言，在进行相位调节前，该当前支路的功率已经固定为参考信号的功率，在此种情况下对于当前支路的同步信号源进行相位调节能够快速确定出当前支路所能够调节出的总功率上限，从而确定出当前支路在调节过程中出现最大总功率时对应的相位。通过对当前支路的更新并重复执行当前支路的功率、相位调节，可以快速确定出多条支路所能够达到的总功率上限，进而保障调节完成后所合成的总功率是最大的。

作为S130的一种实现方式，可以预设的步进值对当前支路对应的同步信号源进行相位调节，得到相位调节过程中出现最大总功率时对应的相位作为当前支路的固定相位。

相位调节可以是递增调节，也可以是递减调节。对于当前支路的一轮相位调节过程，相位调节范围可以是360°。相位调节过程的初始相位可以是设定值，也可以是任意值。

在一个实例中，可以预设的步进值从0°至360°对当前支路对应的同步信号源进行相位递增调节，在递增结束后，取相位递增调节过程中出现最大总功率时对应的相位作为当前支路的固定相位。预设的步进值可以是0.5°、1°、1.4°、2°、5°等，本领域技术人员可以根据实际精度的需求对相位的步进值进行设置，也可以根据实际选用的同步源芯片所允许的调节精度设置步进值，例如，对于BLP25RFE001这种同步源芯片，可以设置1.4°的整数倍相位作为相位调节过程中的步进值。

由于在相位调节过程中是以预设的步进值进行相位切换的，相较于人为地随机调节相位旋转按钮以切换相位的方式，可以更快地确定出最大总功率。

可选地，在以多条功率合成支路中的第一支路输出的信号作为参考信号，分别对多条功率合成支路中除第一支路以外的每条支路对应的同步信号源依次进行功率调节、相位调节，以使多条功率合成支路合成的总功率最大之前，方法还可以包括：通过第一支路对应的检波单元得到参考信号的功率，参考信号的功率作为对多条功率合成支路中除第一支路以外的每条支路对应的同步信号源进行功率调节时的参考功率。

以此可以使得第一支路输出的信号能够被检波单元所反馈，检波单元得到的参考信号的功率可以作为后续功率调节过程中的参考功率，为后续调节过程提供了参照依据。

基于同一发明构思，本申请实施例还提供了另一种可应用于图1所示系统的功率合成方法。该功率合成方法与前述的功率合成方法类似，区别在于功率调节、相位调节顺序有所变化，功率合成效率将更高。

请参阅图4，图4为本申请实施例提供的另一种可应用于图1所示系统的功率合成方法的流程图。如图4所示，该功率合成方法可包括步骤：S210-S220。步骤S210-S220可以由功率合成系统中的控制单元所执行。

S210：以多条功率合成支路中的第一支路输出的信号作为参考信号，对多条功率合成支路中除第一支路以外的所有支路进行功率调节，以使多条功率合成支路中除第一支路以外的每条支路输出的功率与参考信号的功率相等。

S220：依次对多条功率合成支路中除第一支路以外的每条支路进行相位调节，以使多条功率合成支路合成的总功率最大。

其中，S220的执行条件是所有支路的功率保持一致。

在上述方法中，由于是先以第一支路对应的信号功率作为参考信号的功率，对第一支路以外的其他所有支路进行功率调节，以此一次性对多条支路进行功率调节，并保障在进行相位调节之前的所有支路在功率上是保持一致的。然后，在多条支路中除第一支路外的每条支路都和参考信号保持功率一致的情况下，依次对第一支路外的每条支路进行相位调节，可以使得在对每次相位调节过程中能够快速确定出当前相位下的总功率上限，且调节过程是可控的。上述实现方法可以对因线路差异而对总功率造成的影响带来弥补效果，即使各条线路之间存在线路差异也无需对多条支路进行大量反复调试，可在有限次数内快速调节出最大总功率，提升了功率合成效率。有限次数的具体数值与具体系统中的支路数量有关。

可选地，上述S220可以包括：S221-S222。

S221：以第一支路的下一条支路作为待调节的当前支路，对当前支路对应的同步信号源进行相位调节，得到相位调节过程中出现最大总功率时对应的相位作为当前支路的固定相位。

S222：将当前支路的下一条支路作为新的当前支路，重复执行对当前支路对应的同步信号源进行相位调节，得到相位调节过程中出现最大总功率时对应的相位作为当前支路的固定相位的步骤，直至多条功率合成支路中除第一支路以外的所有支路完成相位调节。

通过上述实现方式，对于当前支路而言，由于在进行相位调节前该当前支路的功率已经被固定为参考信号的功率，在此种情况下对当前支路的同步信号源进行相位调节可快速确定出当前支路所能够调节出的总功率上限，从而快速确定出当前支路的固定相位。通过对当前支路的更新并重复执行当前支路相位调节，可以快速确定出多条支路所能够达到的总功率上限，进而使得相位调节完成后所合成的总功率是最大的。

在一个实例中，如图5所示的是另一个实例中的功率合成方法的流程图。如图5所示，在进行功率调节、相位调节之前，可以先进行初始化以清空原有的功率、相位参数。然后可以计算第一支路的支路功率P1。根据第一支路的支路功率P1可以对多个支路中除第一支路外的所有支路中的所有同步信号源S2进行功率调节，并计算各条支路输出的支路功率P2、P3……Pn。当判断出所有支路的支路功率都与参考信号的功率P1相等时，调节第二支路中的同步信号源S2的相位，在相位调节过程中，计算每个相位点下合成的总功率P，并从本次相位调节过程中筛选出得到最大的总功率P时对应的相位作为第二支路的固定相位。此时，对第二支路的相位调节过程结束，开始对第三支路进行相位调节，以此类推，直至完成对第n条支路相位调节。当第n条支路的相位调节过程结束时得到的总功率是最大的。以此可以在较少的调节次数下合成得到最大的总功率，提升了功率合成效率。

关于本例中的具体相位调节内容可以参照前述功率合成方法中的相关描述，在此不再赘述。

本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种功率合成方法，其特征在于，应用于功率合成系统，所述系统包括：多条功率合成支路，所述多条功率合成支路中的任一支路包括：同步信号源，所述方法包括：

以所述多条功率合成支路中的第一支路输出的信号作为参考信号，分别对所述多条功率合成支路中除第一支路以外的每条支路对应的同步信号源依次进行功率调节、相位调节，以使所述多条功率合成支路合成的总功率最大。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述以所述多条功率合成支路中的第一支路输出的信号作为参考信号，分别对所述多条功率合成支路中除第一支路以外的每条支路对应的同步信号源依次进行功率调节、相位调节，以使所述多条功率合成支路合成的总功率最大，包括：

将所述多条功率合成支路中的第一支路输出的信号作为参考信号；

以所述第一支路的下一条支路作为待调节的当前支路，对所述当前支路对应的同步信号源进行功率调节，以使所述当前支路的功率与所述参考信号的功率相等；

对所述当前支路对应的同步信号源进行相位调节，得到相位调节过程中出现最大总功率时对应的相位作为所述当前支路的固定相位；

将所述当前支路的下一条支路作为新的当前支路，重复执行所述对所述当前支路对应的同步信号源进行功率调节，以使所述当前支路的功率与所述参考信号的功率相等至对所述当前支路对应的同步信号源进行相位调节，得到相位调节过程中出现最大总功率时对应的相位作为所述当前支路的固定相位的步骤，直至所述多条功率合成支路中除第一支路以外的所有支路完成相位调节。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对所述当前支路对应的同步信号源进行相位调节，得到相位调节过程中出现最大总功率时对应的相位作为所述当前支路的固定相位，包括：

以预设的步进值对所述当前支路对应的同步信号源进行相位调节，得到相位调节过程中出现最大总功率时对应的相位作为所述当前支路的固定相位。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述以所述多条功率合成支路中的第一支路输出的信号作为参考信号，分别对所述多条功率合成支路中除第一支路以外的每条支路对应的同步信号源依次进行功率调节、相位调节，以使所述多条功率合成支路合成的总功率最大之前，所述方法还包括：

通过所述第一支路对应的检波单元得到所述参考信号的功率，所述参考信号的功率作为对所述多条功率合成支路中除第一支路以外的每条支路对应的同步信号源进行功率调节时的参考功率。

5.一种功率合成方法，其特征在于，应用于功率合成系统，所述系统包括：多条功率合成支路，所述多条功率合成支路中的任一支路包括：同步信号源，所述方法包括：

以所述多条功率合成支路中的第一支路输出的信号作为参考信号，对所述多条功率合成支路中除第一支路以外的所有支路进行功率调节，以使所述多条功率合成支路中除第一支路以外的每条支路输出的功率与所述参考信号的功率相等；

依次对所述多条功率合成支路中除第一支路以外的每条支路进行相位调节，以使所述多条功率合成支路合成的总功率最大。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述依次对所述多条功率合成支路中除第一支路以外的每条支路进行相位调节，以使所述多条功率合成支路合成的总功率最大，包括：

以所述第一支路的下一条支路作为待调节的当前支路，对所述当前支路对应的同步信号源进行相位调节，得到相位调节过程中出现最大总功率时对应的相位作为所述当前支路的固定相位；

将所述当前支路的下一条支路作为新的当前支路，重复执行所述对所述当前支路对应的同步信号源进行相位调节，得到相位调节过程中出现最大总功率时对应的相位作为所述当前支路的固定相位的步骤，直至所述多条功率合成支路中除第一支路以外的所有支路完成相位调节。

7.一种功率合成系统，其特征在于，所述系统包括：

控制单元、合成器、第一检波单元以及连接于所述控制单元与所述合成器之间的多条功率合成支路；所述多条功率合成支路中的任一支路包括：同步信号源、放大单元、第二检波单元；

在所述多条功率合成支路中，各个同步信号源之间连接，以使所有支路上的同步信号源时钟同步；

在所述多条功率合成支路中的任一支路中：

所述同步信号源的输入端与所述控制单元连接，所述同步信号源的输出端与所述放大单元的输入端连接，所述放大单元的输出端与所述合成器连接，所述放大单元的输出端还与所述第二检波单元的输入端连接，所述第二检波单元的输出端与所述控制单元连接；

所述合成器的输出端与所述第一检波单元的输入端连接，所述第一检波单元的输出端与所述控制单元连接；

所述第二检波单元，用于检测相应支路输出的支路功率，并将支路功率反馈至所述控制单元；

所述第一检波单元，用于检测所述合成器输出的总功率，并将总功率反馈至所述控制单元；

所述控制单元，用于执行权利要求1或5所述的功率合成方法。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述合成器的各个输入通道相互隔离。

9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述控制单元用于：

根据所述多条功率合成支路中各条支路的支路功率对相应支路的同步信号源进行功率调节，以使各条支路输出的功率相等，还用于根据所述合成器的总功率对所述多条功率合成支路中每条支路的同步信号源进行相位调节，以使所述多条功率合成支路合成的总功率最大。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述控制单元用于：

将所述多条功率合成支路中的第一支路输出的信号作为参考信号；

以所述第一支路的下一条支路作为待调节的当前支路，对所述当前支路对应的同步信号源进行功率调节，以使所述当前支路的功率与所述参考信号的功率相等；

对所述当前支路对应的同步信号源进行相位调节，得到相位调节过程中出现最大总功率时对应的相位作为所述当前支路的固定相位；

将所述当前支路的下一条支路作为新的当前支路，重复执行所述对所述当前支路对应的同步信号源进行功率调节，以使所述当前支路的功率与所述参考信号的功率相等至对所述当前支路对应的同步信号源进行相位调节，得到相位调节过程中出现最大总功率时对应的相位作为所述当前支路的固定相位的步骤，直至所述多条功率合成支路中除第一支路以外的所有支路完成相位调节。