[发明专利]一种微波信号发生器的大动态范围自动电平控制系统

说明书

技术领域

本发明属于测试技术领域，尤其涉及的是一种微波信号发生器的大动态范围自动电平控制系统。

背景技术

随着现代雷达和无线电通信技术等的发展，各种电子设备对系统测试不断提出更高的要求，尤其是电子测量仪器的功率特性，准确度和动态范围的要求都越来越高。自动电平控制(ALC)系统是微波信号发生器中实现功率准确度、功率平坦度、功率分辨率以及幅度调制指标的关键。ALC系统的性能直接决定了信号发生器功率特性指标的高低。

目前高性能信号发生器中的ALC系统如图1所示，检波器115将定向耦合器113耦合出来的射频信号110进行检波，输出的直流检波信号经过对数放大器116、积分保持118、指数放大120等处理后，控制调制器111，形成负反馈的环路，将射频信号110的功率锁定在参考电平119确定的高精度功率上。

该ALC系统具有很高的功率分辨率和功率准确度，稳幅功率范围60dB，能够满足目前大部分信号发生器的功率特性需要。

采用上述ALC系统的信号发生器，稳幅功率范围为-30dBm～+30dBm，可以满足普通输出功率的信号发生器的需要，前提条件是能够将信号功率通过检波对数放大处理后形成与ALC系统中参考电平的线性对应关系。但是，目前大功率微波信号发生器的功率达到1W(+30dBm)时，该ALC系统中一个耦合器和一个检波器的常规功率采样方法无法满足功率与电压线性对应的对数变换要求，因为在大功率下，检波器的检波电压会呈现对数放大电路无法转换的更强非线性特性，会导致功率准确度变差。针对这一问题，首先提出一种方法是通过减小定向耦合器的耦合度来减小耦合信号的功率，使检波器工作在线性区，但是这样会降低了检波器的检波灵敏度，假设整个ALC系统的动态范围不变，稳幅功率的下限会增大，稳幅范围变为-10dBm～+30dBm。在实际应用中发现，虽然保证了检波器工作在线性区，微波信号发生器输出功率在+25dBm以上时准确度依然非常差。经过分析原因，发现是由于调制器后的信号增益变大且高低功率时增益变化太大，调制器线性调制范围一定的情况下，ALC系统稳幅范围进一步减小。所以该ALC系统不适用于大功率微波信号发生器。

因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种微波信号发生器的大动态范围自动电平控制系统。

本发明的技术方案如下：

一种微波信号发生器的大动态范围自动电平控制系统，其中，由调制器1、放大器1、调制器2、放大器2、定向耦合器、功分器、衰减器、检波器1、检波器2、二选一开关、对数放大器、参考电平、延迟电路、积分保持电路和指数放大器组成；射频信号经过两级放大器放大后成为大功率信号，其中放大器1为驱动放大器，将射频信号初步放大，放大器2为大功率放大器，进一步提高信号功率；大功率信号经过定向耦合器后输出，耦合器耦合输出的射频信号经过功分器分为两路，一路进入检波器1，另一路经过衰减器衰减后进入检波器2，二选一开关选择其中一个检波器的输出电压进入对数放大器，对数放大器输出电压与经过延迟电路同步后的参考电平比较后的误差电压进入积分保持电路，积分保持电路输出的电压对参考电平进行修正后进入指数放大器，指数放大器输出电流控制调制器1、调制器2来对射频信号功率进行调节，最终将射频输出信号的功率锁定在由参考电平确定的功率值上。

所述的微波信号发生器的大动态范围自动电平控制系统，其中，当射频信号功率大于+10dBm时，二选一开关使检波器2输出的检波电压进入对数放大器；当射频信号小于+10dBm时，二选一开关使检波器1输出的检波电压进入对数放大器；指数放大器输出电流信号同时控制调制器1和调制器2的衰减量；放大器1为驱动放大器，将射频信号初步放大到能够驱动放大器2的功率电平，放大器2为大功率放大器，将射频信号的功率进一步提高。

所述的微波信号发生器的大动态范围自动电平控制系统，其中，所述调制器1与所述放大器1相连接；所述调制器2与所述放大器2相连接；所述调制器1和所述调制器2，用于控制调制范围。采用上述方案，能够应用在最大功率大于1W的微波信号发生器中，保持大功率信号具有较高的功率准确度，而且稳幅控制动态范围还大于普通ALC系统。

附图说明

图1为现有技术中信号发生器中的ALC系统。

图2为本发明用于大功率微波信号发生器的大动态范围自动电平控制系统示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。