[发明专利]基于动态自适应算法的智能功率稳幅环路及稳幅方法

说明书

本发明涉及稳幅环路设计技术领域，具体涉及一种基于动态自适应算法的智能功率稳幅环路及稳幅方法，稳幅环路包括压控衰减器、驱动放大器、功率放大器、定向耦合器、检波器和CPU稳幅控制模块，射频信号依次通过压控衰减器、驱动放大器、功率放大器完成功率信号的放大，并由定向耦合器的信号输出端输出，定向耦合器的耦合输出端输出的耦合信号依次通过检波器、CPU稳幅控制模块，输出到压控衰减器；CPU稳幅控制模块包括功率转换模块、功率值比较模块和自适应计算模块。本发明具有高稳幅速度和稳幅精度，并具有高集成度和环境适应性的优点。

技术领域

本发明涉及稳幅环路设计技术领域，具体涉及一种基于动态自适应算法的智能功率稳幅环路及稳幅方法。

背景技术

随着雷达、通信、电子对抗、导航和航空航天等应用领域的不断发展，对功率放大器性能也提出了越来越高的要求，不仅要求功率放大器能够具有更高的功率输出，而且要求具有功率稳幅输出功能，即在特定的工作频率范围内输出功率平坦度良好，该性能指标的好坏，直接影响了功率放大器输出信号的稳定性，因此，必须采用新技术来实现功率放大器的稳幅输出功能。

目前，广泛应用的功率稳幅技术是带有反馈控制的闭环功率控制系统，该系统的工作原理是将输出功率的反馈信号和参考信号进行比较，利用所得偏差信息对放大器通路内的压控衰减器进行调节，从而实现功率的稳幅输出。功率稳幅技术的关键指标主要包括稳幅精度和稳幅速度两个方面，传统的功率稳幅技术采用模拟稳幅电路搭建稳幅环路，其原理框图如图1所示。该稳幅环路主要包括压控衰减器、驱动放大器、功率放大器、定向耦合器、检波器和稳幅电路(双斜率对数放大电路、积分电路和功率调制电路等)。其中，射频信号依次通过压控衰减器、驱动放大器以及功率放大器后完成了功率信号的放大，并由定向耦合器的输出端输出，同时定向耦合器的正向耦合端输出的功率耦合信号进入检波器，功率信号被转换为模拟电压信号，该电压信号通过稳幅电路与参考信号进行比较，并将偏差信息调制为压控衰减器的增益调节信号，从而实现放大器功率的稳幅输出。该技术虽然具有较高的稳幅精度和稳幅速度，但由于模拟电路本身集成度不高，占用空间大等限制因素，导致其无法满足现代化电子测量设备小型化和高集成化的发展需求。

传统的功率稳幅技术是采用模拟电路搭建稳幅环路，其缺点主要包括以下几点：

1.电路原理复杂，集成度不高，因此通常需要占用较大空间，不利于软件集成和程控操作，大大限制了放大器的小型化；

2.电路对参考信号的稳定度及动态范围要求较高，环境温度的变化会对稳幅精度产生较大影响，环境适应性较差；

3.由于功率放大器本身的特殊性，导致其稳幅环路的一致性较差，对于不同型号放大器，通常需要经过反复调试，才能发挥其稳幅环路的最佳效果，生产成本较高。

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明提供了一种基于动态自适应算法的智能功率稳幅环路及稳幅方法，具有高稳幅速度和稳幅精度，并具有高集成度和环境适应性。

本发明的基于动态自适应算法的智能功率稳幅环路，包括：压控衰减器、驱动放大器、功率放大器、定向耦合器、检波器和CPU稳幅控制模块，射频信号依次通过压控衰减器、驱动放大器、功率放大器完成功率信号的放大，并由定向耦合器的信号输出端输出；

其中，所述定向耦合器还包括耦合输出端，耦合输出端输出的耦合信号依次通过检波器、CPU稳幅控制模块，输出到压控衰减器；所述CPU稳幅控制模块包括功率转换模块、功率值比较模块和自适应计算模块，所述功率转换模块用于将检波器产生的模拟电压信号转换为输出功率值，所述功率值比较模块用于将输出功率值与稳幅目标功率值进行比较，所述自适应计算模块利用所述输出功率值与所述稳幅目标功率值的偏差信息进行自适应计算，将运算结果转换为增益调节信号，所述增益调节信号用于控制完成对压控衰减器的自动设置。

作为优选，所述CPU稳幅控制模块还包括液晶显示模块，用于将输出功率值显示在液晶面板上。