CN118138156A - 一种功放功率校正系统及方法 - Google Patents

Abstract

本申请提出一种功放功率校正系统及方法，属于散射通信系统功放功率校正技术领域。该功放功率校正系统包括：捷变频组件，用于对中频信号进行上变频处理，并将上变频处理得到的射频信号发送给陪测功放及其内部的检波模块；检波模块，用于将提供的射频信号模拟输入转变为线性反馈电压信号，通过连接器送至检测校正装置；检测校正装置，用于将线性电压进行数字变换处理，以及对数字值进行补偿，并使用平均处理算法得到电压值，通过查表得到陪测功放的功率值，调整中频信号输出幅度。本申请能解决散射通信系统传统功放功率测试时延长和装置过于复杂的难题。

Description

一种功放功率校正系统及方法

技术领域

本申请属于散射通信系统功放功率校正技术领域，尤其涉及设备小型化低功耗下功放功率校正系统和方法。

背景技术

散射跳频通信中，射频上每一跳的功放功率若不平坦会影响到信息的通信质量。功放功率信号带内平坦度是跳频通信中一个很重要的指标，但是在射频域对功放射频信号功率的测量非常困难。常规的测试方法有两种，一种是使用低速模数转换芯片检测反馈电压获取对应功率值，另一种是利用串口等接口监控功率值。前一个方法需要一块低速模数转换芯片，浪费空间布局及处理器接口，还具有一定调试难度。第二个方法利用串口等接口将反馈电压上报给处理器，处理传输时间较长，不能实时检测进而不能实时调整每一跳上的功放功率。

总之，现有的常规测试方法是使用低速模数芯片或串口等接口上报的方案，这样的方案成本高、复杂度高、延迟大，不适合设备小型化低功耗情况下对功放功率实时检测的情况。

发明内容

为克服现有技术中存在的对功放功率校正的问题，本申请实施例提供了一种功放功率校正系统及方法。本发明通过XADC检测反馈电压实现对功放功率的校正，适用于小型化低功耗的散射通信设备。

本申请是通过如下技术方案实现的：

一种功放功率校正系统，包括捷变频组件1、陪测功放2、检测校正装置3和检波模块4，陪测功放内具有检波模块，所述检测校正装置3包括数模转换芯片、变频控制线和FPGA，所述FPGA用于实现XADC模块和数字处理模块；FPGA配置数模转换芯片输出中频信号到捷变频组件，并利用变频控制线控制捷变频组件完成跳频功能；其中：

捷变频组件接收中频信号，将中频信号变为跳频的射频信号，发送给陪测功放；

陪测功放将射频信号放大为功率信号；

检波模块检测功率信号的幅度，将幅度信息转换为直流电压信号并反馈给检测校正装置；

检测校正装置通过XADC模块检测反馈的直流电压信号，将其转化为数字信号，然后通过数字处理模块对数字信号进行处理，通过查表得到当前陪测功放的信号幅度，检测一个完整时隙内多个跳频信号的幅度，计算每个跳频点幅度与查表获得的信号幅度的差值，调整每一跳时数模转换芯片输出的中频信号的幅值，使陪测功放输出的信号幅度在每一跳上达到平坦度要求。

进一步地，所述检波模块4设置在陪测功放2的机箱内。

一种功放功率校正方法，使用如上所述的功放功率校正系统对功放功率进行校正，包括以下步骤：

控制检测校正装置3向捷变频组件1输出中频信号；

捷变频组件1将中频信号变为跳频射频信号并向陪测功放2输出；

检波模块4检测功率信号，向检测校正装置3输出反馈电压信号；

检测校正装置3对反馈电压信号进行数字处理，并获取数字处理后的信号带内多个频点的电压值；

检测校正装置3基于获得的多个频点的电压值，调整每一跳频点上的输出中频信号幅度值，使陪测功放2的出口功率信号在信号带内达到平坦。

进一步地，检测校正装置3对反馈电压信号进行数字处理，并获取数字处理后的信号带内多个频点的电压值，具体方式为：

对反馈电压信号进行采集处理和数字变换处理；

将数字变换处理信号进行整数截位并做平均算法处理；

将整数数据与系数进行乘法处理得到电压值；

根据乘法处理后的电压值进行查表，得到对应的功率值。

本申请与现有技术相比存在的有益效果是：

1、本申请通过对信号进行数字变换的方法，对功放功率进行检测，该方法具有操作便捷、快速的优点，能解决传统功放功率测量不及时和算法冗余的难题。

2、本申请使用FPGA片内的XADC模块检测电压，能减少传统功放功率测量使用的采集芯片和由此产生的功耗。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一实施例提供的功放功率校正系统示意图；

图2是本申请一实施例提供的检测校正装置的测试流程框图；

图3是本申请一实施例提供的反馈电压计算方法示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。

如图1所示，一种功放功率校正系统，包括：

捷变频组件1，捷变频组件1对中频信号进行上变频处理，并将上变频处理得到的射频信号发送给陪测功放2；

陪测功放2，内部集成有检波模块4，用于接收捷变频组件1的射频信号，增强信号输出幅度得到功率信号；

检测校正装置3，用于将模拟电压进行数字变换处理，以及对数字值进行补偿，并使用平均处理等算法得到电压值，通过查功率值对应表得到陪测功放2的功率值；

检波模块4，用于将功率信号模拟输入转变为线性反馈电压信号，通过连接器送至检测校正装置3；

检测校正装置3还用于输出中频信号给捷变频组件1，根据功放功率值，自动调整当前中频信号幅度，使陪测功放2在信号带内信号平坦输出；

检测校正装置3还用于控制捷变频在信号带内跳频。

一种功放功率校正方法，包括：

检测校正装置3将中频信号输出到捷变频组件1；

捷变频组件1对中频信号进行上变频处理，并将上变频处理得到的射频信号发送给陪测功放2；

检测校正装置3控制捷变频组件1在射频信号进行多跳处理；

陪测功放2将射频信号增强输出为功率信号；

检波模块4检测射频信号幅度，得到对应反馈电压信号通过连接器给到检测校正装置3；

检测校正装置3使用FPGA片内现成的XADC模块5对反馈电压信号进行数字变换处理，并获取数字变换处理后的跳频射频信号的多个电压值，基于预设间隔的多跳射频信号上进行多个采样所获得的电压值，计算陪测功放2在信号带内各跳频点对应的功放功率值；

检测校正装置3按照差值调整每一跳时间内发射中频信号的幅度，校正陪测功放2在信号带内各跳信号的功放功率平坦度，使整个链路上模拟信号在信号带内达到平坦。

其中，对反馈电压信号进行数字变换处理，包括：对反馈电压信号进行采集处理和数字变换处理；将数字变换处理信号进行整数截位；将整数数据与系数进行乘法处理得到电压值；对乘法处理后的电压值进行平均处理，排除干扰噪声影响；对平均处理后的电压值进行查表，得到对应的功率值。

本方法通过对信号进行数字变换，并通过计算对比计算出信号的连续性指标，具有可操作性高、实时性强的优点，而且本方法基于FPGA芯片内部XADC模块检测反馈电压，能更好地满足小型化需求。

下面是一个更具体的例子：

参照图1，一种功放功率校正系统，包括：

捷变频组件1，捷变频组件1对中频信号进行上变频处理，并将上变频处理得到的射频信号发送给陪测功放2；

陪测功放2，集成有检波模块4，用于接收捷变频组件1的射频信号，增强信号输出幅度得到功率信号；

检测校正装置3，用于将模拟电压进行数字变换处理，以及对数字值进行补偿，并使用平均处理等算法得到电压值，通过查表得到陪测功放2的功率值；

检波模块4，用于将功率信号模拟输入转变为线性反馈电压信号，通过连接器送至检测校正装置3；

检测校正装置3还用于输出中频信号给捷变频组件1，根据功放功率值，自动调整当前中频信号幅度，使陪测功放2在信号带内信号平坦输出；

此外，检测校正装置3还用于控制捷变频在信号带内跳频。

该系统对反馈电压信号进行数字变换，并通过处理器自带的XADC功能计算得出反馈电压对应的功率值，具有集成度高、功耗低和实时性强的优点，可以解决传统功放功率检测校正中模块冗余和处理时延长的难题。

参照图2，一种功放功率校正方法，包括如下步骤：

步骤101，检测校正装置3发送中频信号，并对捷变频组件1进行跳频控制。

一些实施例中，步骤101的实现过程可以包括：处理器FPGA对数模转换芯片(Digital-to-Analog Conversion Chip，DA)进行配置，将数字信号发送给DA；DA发出模拟信号，经过放大、滤波、衰减等操作通过连接器发出中频信号；处理器FPGA通过并行或串行控制线控制捷变频组件1的跳频地址；处理器FPGA通过并行或串行线控制跳频切换，控制捷变频组件1跳频。

步骤102，捷变频组件1对中频信号进行上变频处理为射频信号，并被检测校正装置3控制将射频信号进行跳频。

步骤103，射频信号作为激励送至陪测功放2，陪测功放2通过放大将射频信号变为功率信号，陪测功放2内部检波模块4将功率信号功率值转为反馈电压，通过连接器接到检测校正装置3。

步骤104，检测校正装置3采集反馈电压为数字值，查询当前功率值，校正DA发送模拟输出，使整个链路上每一跳频点上的幅度值在陪测功放2出口达到平坦。

图3是本申请一实施例提供的检测校正装置的测试数字处理流程框图，过程如下：

步骤201，首先对利用XADC模块5对反馈电压信号进行采样处理得到16位信号，为了便于后续的乘法计算；

步骤202，将16位数据截位为12位数据；

步骤203，将12位数据乘系数244微伏，得到微伏数据；

步骤204，将微伏数据除去1000得到毫伏数据；关闭陪测功放，此时反馈电压为0伏，获取常数补偿值；

步骤205，将毫伏数据加常数补偿值，获取该处理时隙下的值；

步骤206，取16个时隙做平均，补偿噪声波动；

步骤207，对应平均值查询表获取陪测功放值；

步骤208，调整中频输出，获得期望的带内平坦陪测功放值。

上述测试过程是对一个频点的测试流程，测试完所有频点陪测功放幅度值后，校正所有频点功率值到一个幅度。

总之，本申请能解决散射通信系统传统功放功率测试时延长和装置过于复杂的难题。

Claims (4)

1.一种功放功率校正系统，其特征在于，包括捷变频组件(1)、陪测功放(2)、检测校正装置(3)和检波模块(4)，陪测功放内具有检波模块，所述检测校正装置(3)包括数模转换芯片、变频控制线和FPGA，所述FPGA用于实现XADC模块和数字处理模块；FPGA配置数模转换芯片输出中频信号到捷变频组件，并利用变频控制线控制捷变频组件完成跳频功能；其中：

捷变频组件接收中频信号，将中频信号变为跳频的射频信号，发送给陪测功放；

陪测功放将射频信号放大为功率信号；

检波模块检测功率信号的幅度，将幅度信息转换为直流电压信号并反馈给检测校正装置；

检测校正装置通过XADC模块检测反馈的直流电压信号，将其转化为数字信号，然后通过数字处理模块对数字信号进行处理，通过查表得到当前陪测功放的信号幅度，检测一个完整时隙内多个跳频信号的幅度，计算每个跳频点幅度与查表获得的信号幅度的差值，调整每一跳时数模转换芯片输出的中频信号的幅值，使陪测功放输出的信号幅度在每一跳上达到平坦度要求。

2.如权利要求1所述的一种功放功率校正系统，其特征在于，所述检波模块(4)设置在陪测功放(2)的机箱内。

3.一种功放功率校正方法，其特征在于，使用如权利要求1所述的功放功率校正系统对功放功率进行校正，包括以下步骤：

控制检测校正装置(3)向捷变频组件(1)输出中频信号；

捷变频组件(1)将中频信号变为跳频射频信号并向陪测功放(2)输出；

检波模块(4)检测功率信号，向检测校正装置(3)输出反馈电压信号；

检测校正装置(3)对反馈电压信号进行数字处理，并获取数字处理后的信号带内多个频点的电压值；

检测校正装置(3)基于获得的多个频点的电压值，调整每一跳频点上的输出中频信号幅度值，使陪测功放(2)的出口功率信号在信号带内达到平坦。

4.如权利要求3所述的一种功放功率校正方法，其特征在于，检测校正装置(3)对反馈电压信号进行数字处理，并获取数字处理后的信号带内多个频点的电压值，具体方式为：

对反馈电压信号进行采集处理和数字变换处理；

将数字变换处理信号进行整数截位并做平均算法处理；

将整数数据与系数进行乘法处理得到电压值；

根据乘法处理后的电压值进行查表，得到对应的功率值。