CN113517867A - 微波放大器输出功率检测系统、检测芯片及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微波放大器输出功率检测系统、检测芯片及检测方法。其中，微波放大器输出功率检测系统包括：采集模块和检流模块；所述采集模块与待检测微波放大器的漏极电压输入端连接，所述采集模块用于将待检测微波放大器的工作电流转换为检流电压；所述检流模块与所述采集模块连接；所述检流模块用于根据所述检流电压获取所述待检测微波放大器的输出功率。本发明提供一种微波放大器输出功率检测系统、芯片及检测方法，可以降低微波放大器输出功率检测系统的成本，缩小检测系统的体积，减少检测系统对微波放大器输出功率的损耗，并降低功耗产生的发热现象，提高检测准确性。

Description

微波放大器输出功率检测系统、检测芯片及检测方法

技术领域

本发明实施例涉及功率检测技术，尤其涉及一种微波放大器输出功率检测系统、检测芯片及检测方法。

背景技术

微波放大器的输出功率检测是当前微波电路中的常用功能电路之一，通过对输出功率的检测，从而实现后续的微波放大器输出功率的控制及调整功能，用以满足工程应用。因此微波放大器的输出功率检测具有重要作用。

目前现有技术中微波放大器的输出功率检测通常需要检波芯片、定向耦合器等器件，这些器件成本一般较为昂贵，这无疑增加了产品成本。并且在使用中一定程度上也会影响微波放大器的输出功率、功耗和发热量等性能指标。

发明内容

本发明提供一种微波放大器输出功率检测系统、检测芯片及检测方法，用以解决现有技术中的缺陷，降低微波放大器输出功率检测系统的成本，缩小检测系统的体积，减少检测系统对微波放大器输出功率的损耗，并降低功耗产生的发热现象，提高检测准确性。

第一方面，本发明实施例提供的一种微波放大器输出功率检测系统，包括：采集模块和检流模块；

所述采集模块与待检测微波放大器的漏极电压输入端连接，所述采集模块用于将待检测微波放大器的工作电流转换为检流电压；

所述检流模块与所述采集模块连接；所述检流模块用于根据所述检流电压获取所述待检测微波放大器的输出功率。

可选的，所述检流模块包括放大单元和存储单元；

所述放大单元与所述采集模块连接；所述放大单元用于放大所述检流电压；

所述存储单元与所述放大单元连接，所述存储单元用于存储检流电压与输出功率的映射关系；

所述存储单元还用于调用所述映射关系；并将所述检流电压与所述映射关系对比匹配，获得所述待检测微波放大器的输出功率。

可选的，所述采集模块包括取样电阻，所述取样电阻与所述待检测微波放大器的漏极电压输入端连接。

第二方面，本发明实施例提供的一种微波放大器输出功率检测芯片，包括本发明实施例任一所述微波放大器输出功率检测系统。

第三方面，本发明实施例提供一种微波放大器输出功率检测方法，包括：

将待检测微波放大器的工作电流转换为检流电压；

根据所述检流电压获取所述待检测微波放大器的输出功率。

可选的，根据所述检流电压获取所述待检测微波放大器的输出功率包括：

放大所述检流电压；

调用存储的检流电压与输出功率的映射关系，将所述检流电压与所述映射关系对比匹配，获得所述待检测微波放大器的输出功率。

可选的，调用存储的检流电压与输出功率的映射关系之前，还包括：

通过功率测量设备校正预设间隔的第M个输出功率；其中，M为大于等于1的正整数；

获取所述第M个输出功率的检流电压；

根据所述第M个输出功率与对应的所述检流电压建立所述检流电压与输出功率的映射关系。

可选的，获取所述第M个输出功率的所述检流电压，根据所述第M个输出功率与对应的所述检流电压建立所述检流电压与输出功率的映射关系包括：

当输出为所述第M个输出功率时，获取N个预设间隔频率的所述检流电压；

并计算所述第M个输出功率对应的N个预设间隔频率的所述检流电压的平均值；

根据所述第M个输出功率与对应的所述平均值建立所述检流电压与输出功率的映射关系。

本发明实施例提供的技术方案，通过采集模块采集待检测微波放大器的漏极电压输入端的工作电流，将待检测微波放大器的工作电流转换为检流电压；检流模块根据检流电压可以获得待检测微波放大器的输出功率。无需其他常规检测器件，例如定向耦合器和微波检波芯片即可实现检测，降低微波放大器输出功率检测系统的成本，缩小检测系统的体积。并且由于波放大器输出功率检测系统减少了常规器件连接，因此减少检测系统对微波放大器输出功率的损耗，并降低功耗产生的发热现象，提高检测准确性。

附图说明

图1为现有技术微波放大器输出功率检测系统结构示意图。

图2为本发明实施例提供的一种微波放大器输出功率检测系统结构示意图。

图3为本发明实施例提供的又一种微波放大器输出功率检测系统结构示意图。

图4为本发明实施例提供的一种微波放大器输出功率检测方法流程示意图。

图5为本发明实施例提供的检流电压与输出功率的映射关系数据图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为现有技术微波放大器输出功率检测系统结构示意图。参见图1，现有技术中输入信号经待测微波放大器110放大后输出至传输线120，再由传输线120连通至定向耦合器130的输入端口，经定向耦合器130取样输出信号在定向耦合器130的耦合端口产生耦合信号。该耦合信号输入微波检波芯片140，经过微波检波芯片140将输出信号转换为电压量，再利用电压量和预设的参考电压进行比较后输出反馈电压。然后通过反馈电压控制受控衰减网络的衰减值，实现了输出信号的功率检测与控制。其中，定向耦合器130和微波检波芯片140器件成本较高，并且定向耦合器130和传输线120均存在一定的传输损耗，消耗了微波放大器的输出功率，尤其是在更高的毫米波频段会产生更严重的功率损耗，对微波系统的性能产生难以忽视的恶化，对微波系统的性能产生影响。另外，也增加了微波输出功率的检测复杂度体积，不利于简洁和小型化设计。

有鉴于此，本发明实施例提供一种微波放大器输出功率检测系统，图2为本发明实施例提供的一种微波放大器输出功率检测系统结构示意图。参见图2，微波放大器输出功率检测系统210包括：采集模块230和检流模块220；

采集模块230与待检测微波放大器的漏极电压输入端连接，所述采样模块用于将待检测微波放大器的工作电流转换为检流电压；

检流模块与采集模块230连接；检流模块220用于根据所述检流电压获取所述待检测微波放大器的输出功率。

具体的，采集模块230的一端连接待测微波放大器的漏极电压输入端，采集模块230的另一端可以连接待检测微波放大器的供电电源240。示例性的，微波放大器输出功率检测系统工作原理为：微波放大器输入IN端输入微波信号，经微波放大器放大后在输出OUT端产生输出功率。微波放大器不同的功率输出时时，会产生相应的工作电流。通过采集模块230将采集微波放大器的工作电流并将该工作电流转换为检流电压U0，其中检流电压与输出功率存在对应关系。检流模块220根据检流电压U0可以获取微波放大器对应的输出功率。

本发明实施例提供的技术方案，通过采集模块采集待检测微波放大器的漏极电压输入端的工作电流，将待检测微波放大器的工作电流转换为检流电压；检流模块根据检流电压可以获得待检测微波放大器的输出功率。无需其他常规检测器件，例如定向耦合器和微波检波芯片即可实现检测，降低微波放大器输出功率检测系统的成本，缩小检测系统的体积。并且由于波放大器输出功率检测系统减少了常规器件连接，因此减少检测系统对微波放大器输出功率的损耗，并降低功耗产生的发热现象，提高检测准确性。

图3为本发明实施例提供的又一种微波放大器输出功率检测系统结构示意图。参见图3，检流模块包括放大单元310和存储单元330；

放大单元310与采集模块230连接；放大单元310用于用于放大检流电压；

存储单元330与放大单元310连接，存储单元330用于存储检流电压与输出功率的映射关系。

存储单元330还用于调用该映射关系；并将检流电压与映射关系对比匹配，获得待检测微波放大器的输出功率。

具体的，放大单元310接收采集模块230的检流电压，采集模块230可以利用电阻将工作电流转换为检流电压，由于此时的检流电压较小通过放大单元310将检流电压进行放大。其中，放大单元310包括差分放大电路。存储单元330接收检流电压后，调用存储单元330预先存储的该型号的待测微波放大器的检流电压与输出功率的映射关系，与放大后的检流电压数据进行对比匹配后可以获得待检测微波放大器在该工作电流和检流电压下的输出功率。实现通过调用各型号微波放大器的检流电压与输出功率映射关系，根据检流电压匹配得到相应的输出功率。

继续参见图3，可选的，采集模块包括取样电阻340，取样电阻340与待检测微波放大器110的漏极电压输入端连接。

具体的，取样电阻340可以串联在待检测微波放大器110的漏极电压输入端和供电电源240之间，取样电阻340一般是根据微波放大器的工作电流进行选取。微波放大器在不同的输出功率时候会产生相应的工作电流，因此取样电阻340的两端会产生相应的电压差，若工作电流越大，则选取的取样电阻阻值越小，一般取样电阻的阻值在几毫欧到几百毫欧，检流电压可以通过取样电阻、工作电流和检流模块的放大倍数的乘积进行计算。

本发明实施例还提供一种微波放大器输出功率检测芯片，包括本发明实施例任一微波放大器输出功率检测系统。具体的，因其包括本发明实施例提供的微波放大器输出功率检测系统，因而也具有相同的有益效果，在此不再赘述。

图4为本发明实施例提供的一种微波放大器输出功率检测方法流程示意图。参见图4，本实施例可适用于微波放大器输出功率检测情况，该方法可以由微波放大器输出功率检测系统来执行，该方法具体包括如下步骤：

S110、将待检测微波放大器的工作电流转换为检流电压。

其中，工作电流为待测微波放大器的漏极电压输入端与供电电源之间的工作电流，可以通过在两者之间串联采集模块来检测工作电流并将工作电流转换为检流电压。

S120、根据检流电压获取待检测微波放大器的输出功率。

其中，微波放大器在输出不同的功率时，会产生相应的工作电流。其中微波放大器的工作电流与输出功率存在对应关系，因而微波放大器的检流电压与输出功率也存在对应关系，检流模块根据检流电压可以获取微波放大器对应的输出功率。

本发明实施例提供的技术方案，通过将采集的待检测微波放大器的漏极电压输入端的工作电流转换为检流电压；根据检流电压可以获得待检测微波放大器的输出功率。无需其他常规检测器件，例如定向耦合器和微波检波芯片即可实现检测，降低微波放大器输出功率检测系统的成本，缩小检测系统的体积。并且由于波放大器输出功率检测系统减少了常规器件连接，因此减少检测系统对微波放大器输出功率的损耗，并降低功耗产生的发热现象，提高检测准确性。

可选的，根据检流电压获取待检测微波放大器的输出功率包括：

放大检流电压；

调用存储的检流电压与输出功率的映射关系，将检流电压与映射关系对比匹配，获得待检测微波放大器的输出功率。

具体的，可以通过电阻将工作电流转换为检流电压，由于此时的检流电压较小需将检流电压进行放大，更有有利于电压检测。调用预先存储的该型号的待测微波放大器的检流电压与输出功率映射关系，与检流电压数据进行对比匹配后可以获得待检测微波放大器在该工作电流下的输出功率。实现通过调用各型号微波放大器的检流电压与输出功率映射关系，根据检流电压匹配得到相应的输出功率。

可选的，调用存储的检流电压与输出功率的映射关系之前，还包括：

通过功率测量设备校正预设间隔的第M个输出功率；其中，M为大于等于1的正整数；

获取第M个输出功率的检流电压；

根据第M个输出功率与对应的检流电压建立检流电压与输出功率的映射关系。

具体的，预存储的检流电压与输出功率映射关系可以通过测量计算获得，示例性的，映射关系测量方法为：针对一种型号的微波放大器可以间隔预设功率进行输出，输出功率可以通过使用功率测量设备进行校准测量。例如每隔2dBm校准输出功率，测量相应的检流电压，即可得到M个输出功率对应的M个检流电压，通过输出功率与对应的检流电压数据可以建立检流电压与输出功率映射关系。针对不同型号的微波放大器可以依次进行测量，从而得到检流电压与输出功率映射关系数据模型。根据检流电压和待测微波放大器的型号可以对比匹配得到相应的输出功率结果。

可选的，获取第M个输出功率的检流电压，根据第M个输出功率与对应的检流电压建立检流电压与输出功率的映射关系包括：

当输出为第M个输出功率时，获取N个预设间隔频率的检流电压；

并计算第M个输出功率对应的N个预设间隔频率的检流电压的平均值；

根据第M个输出功率与对应的平均值建立检流电压与输出功率的映射关系。

具体的，为了进一步减少误差，在间隔预设功率进行输出时，每个输出功率下，可以测量N个预设间隔频率的检流电压。例如，微波放大器输出功率记为P1，则在该功率P1下测量预设间隔频率的N个检流电压，即可以得到N个不同频率时的检流电压可以记为V1_f1-V1_fn，其中，预设间隔功率及频率可以根据工程需要进行调整，若预设间隔越小则越精确。相同的方法可以得到第二个输出功率记为P2，在该功率P2下测量预设间隔频率的N个检流电压。由于在同一个功率输出时，各个频率的检流电压值是有上下浮动的，可以通过取均值等方式，选择合适的检流电压值。示例性的，在该功率P1下测量预设间隔频率的N个检流电压，将N个检流电压取均值得到均值检流电压记为V1，V1即为输出功率为P1的检流电压。相似的，即可得到其他输出功率与对应的平均值数据，因此可以建立检流电压与输出功率的映射关系。

示例性的，表1为本发明实施例提供的校准功率与检流电压平均值关系表。参见表1，测量参数为基础频率为14GHz，频率间隔取0.25GHz，在每个校准功率下测量三组不同频率分别为14GHz、14.25GHz和14.5GHz的检流电压数据，并求其检流电压平均值，得到校准功率与检流电压平均值关系表。图5为本发明实施例提供的检流电压与输出功率的映射关系数据图。参见图5，根据表1中检流电压平均值与输出功率数据可以得到检流电压与校准功率即输出功率的映射关系。示例性的，采用相同的方法针对不同型号的微波放大器可以依次进行测量，从而得到检流电压与输出功率映射关系数据模型。并根据检流电压和待测微波放大器的型号可以对比匹配得到相应的输出功率结果。

表1为本发明实施例提供的校准功率与检流电压平均值关系表

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种微波放大器输出功率检测系统，其特征在于，包括：采集模块和检流模块；

所述采集模块与待检测微波放大器的漏极电压输入端连接，所述采集模块用于将待检测微波放大器的工作电流转换为检流电压；

所述检流模块与所述采集模块连接；所述检流模块用于根据所述检流电压获取所述待检测微波放大器的输出功率。

2.根据权利要求1所述的微波放大器输出功率检测系统，其特征在于，所述检流模块包括放大单元和存储单元；

所述放大单元与所述采集模块连接；所述放大单元用于放大所述检流电压；

所述存储单元与所述放大单元连接，所述存储单元用于存储检流电压与输出功率的映射关系；

所述存储单元还用于调用所述映射关系；并将所述检流电压与所述映射关系对比匹配，获得所述待检测微波放大器的输出功率。

3.根据权利要求1所述的微波放大器输出功率检测系统，其特征在于，

所述采集模块包括取样电阻，所述取样电阻与所述待检测微波放大器的漏极电压输入端连接。

4.一种微波放大器输出功率检测芯片，其特征在于，包括权利要求1-3任一所述微波放大器输出功率检测系统。

5.一种微波放大器输出功率检测方法，其特征在于，包括：

将待检测微波放大器的工作电流转换为检流电压；

根据所述检流电压获取所述待检测微波放大器的输出功率。

6.根据权利要求5所述的微波放大器输出功率检测方法，其特征在于，根据所述检流电压获取所述待检测微波放大器的输出功率包括：

放大所述检流电压；

调用存储的检流电压与输出功率的映射关系，将所述检流电压与所述映射关系对比匹配，获得所述待检测微波放大器的输出功率。

7.根据权利要求6所述的微波放大器输出功率检测方法，其特征在于，

调用存储的检流电压与输出功率的映射关系之前，还包括：

通过功率测量设备校正预设间隔的第M个输出功率；其中，M为大于等于1的正整数；

获取所述第M个输出功率的检流电压；

根据所述第M个输出功率与对应的所述检流电压建立所述检流电压与输出功率的映射关系。

8.根据权利要求7所述的微波放大器输出功率检测方法，其特征在于，

获取所述第M个输出功率的所述检流电压，根据所述第M个输出功率与对应的所述检流电压建立所述检流电压与输出功率的映射关系包括：

当输出为所述第M个输出功率时，获取N个预设间隔频率的所述检流电压；

并计算所述第M个输出功率对应的N个预设间隔频率的所述检流电压的平均值；

根据所述第M个输出功率与对应的所述平均值建立所述检流电压与输出功率的映射关系。

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