窄脉冲的功率测量方法及系统技术方案

本申请实施例提供一种窄脉冲的功率测量方法及系统，该窄脉冲的功率测量方法应用于窄脉冲的功率测量系统，该系统包括：采集单元、峰值保持电路、微控制器，采集单元与峰值保持电路连接，峰值保持电路与微控制器连接。该方法包括：采集单元采集窄脉冲的第一功率信号，第一功率信号为射频功率信号；采集单元将第一功率信号转换为窄脉冲的第一电压信号；峰值保持电路根据第一电压信号输出第二电压信号，第二电压信号的脉宽大于第一电压信号的脉宽；微控制器对第二电压信号进行采样，得到电压采样数据；微控制器根据电压采样数据计算得到与第一功率信号对应的功率测量结果。

Power measurement method and system of narrow pulse

The embodiment of the application provides a narrow pulse power measurement method and system, the narrow pulse power measurement method is applied to the narrow pulse power measurement system, the system includes: acquisition unit, peak holding circuit, microcontroller, the acquisition unit is connected with the peak holding circuit, and the peak holding circuit is connected with the microcontroller. The method includes: the acquisition unit collects the first power signal of the narrow pulse, the first power signal is RF power signal; the acquisition unit converts the first power signal into the first voltage signal of the narrow pulse; the peak holding circuit outputs the second voltage signal according to the first voltage signal, the second voltage signal's pulse width is greater than the first voltage signal's pulse width; the microcontroller outputs the second voltage signal The microcontroller calculates the power measurement result corresponding to the first power signal according to the voltage sampling data.

【技术实现步骤摘要】
窄脉冲的功率测量方法及系统
本申请涉及信号检测领域，具体而言，涉及一种窄脉冲的功率测量方法及系统。
技术介绍
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，人们对高功率微波的测量技术提出了越来越高的要求。然而，高功率微波通常具有峰值功率高、脉宽窄的特点，对于处理器有较高要求。例如，对于以纳秒量级的窄脉冲信号，由于脉宽过窄，通常需要选用专用的高速率模数转换芯片进行采样，通过高精度的专用处理器或FPGA(FieldProgrammableGataArray，现场可编程门阵列)才能对窄脉冲信号进行处理。
技术实现思路
本申请实施例的目的在于提供一种窄脉冲的功率测量方法及系统，用以改善现有技术中难以采用通用处理器对窄脉冲信号进行检测的问题。第一方面，本申请实施例提供一种窄脉冲的功率测量方法，应用于窄脉冲的功率测量系统，所述系统包括：采集单元、峰值保持电路、微控制器，所述采集单元与所述峰值保持电路连接，所述峰值保持电路与所述微控制器连接；所述方法包括：所述采集单元采集第一功率信号，所述第一功率信号为窄脉冲的射频功率信号；所述采集单元将所述第一功率信号转换为窄脉冲的第一电压信号；所述峰值保持电路根据所述第一电压信号输出第二电压信号，所述第二电压信号的脉宽大于所述第一电压信号的脉宽；所述微控制器对所述第二电压信号进行采样，得到电压采样数据；所述微控制器根据所述电压采样数据计算得到与所述第一功率信号对应的功率测量结果。>通过上述方法，能够通过采集单元、峰值保持电路将窄脉冲的第一功率信号转化为脉宽较大的第二电压信号。微控制器能够对脉宽较大的第二电压信号进行采样，并基于采样结果计算得到功率测量结果，该功率测量结果与第一功率信号是对应的，以此能够实现对窄脉冲功率小信号的间接测量。上述方法可应用于通用的微控制器、通用的微处理器，降低了传统方案对于处理器的高性能要求。对于采用上述方法的通用的微控制器、通用的微处理器，即使器件本身的工作采样频率无法满足窄脉冲信号的频率，也能够实现对于窄脉冲小信号的功率测量。结合第一方面，在一种可能的设计中，所述微控制器对所述第二电压信号进行采样，得到电压采样数据，包括：所述微控制器的内置转换器对所述第二电压信号进行采样，得到电压采样数组作为所述电压采样数据。通过上述实现方式，微控制器自身可以实现对于第二电压信号的采样，无需借助外置的高精度的模数转换器进行数据转换，降低了系统结构复杂度。结合第一方面，在一种可能的设计中，所述电压采样数据包括所述第二电压信号的多个采样点对应的多个电压值，所述微控制器根据所述电压采样数据计算得到与所述第一功率信号对应的功率测量结果，包括：所述微控制器根据所述电压采样数据中的所述多个电压值，筛选出所述多个采样点中的有效采样点，计算得到所述有效采样点对应的有效平均电压值；所述微控制器根据所述有效平均电压值以及预先设定的拟合对应关系，计算得到所述有效平均电压值对应的功率值，作为所述第一功率信号对应的功率测量结果。通过上述实现方式，可以根据第二电压信号筛选出有效采样点，并基于有效采样点的电压计算出有效平均电压值，然后根据设定的拟合对应关系确定出与有效平均电压值对应的功率值，作为第一功率信号对应的功率测量结果。以此可根据脉宽较大的第二电压信号确定出窄脉冲的第一功率信号所对应的功率，降低了对于微控制器的高性能要求，具有较好的市场应用前景。结合第一方面，在一种可能的设计中，所述第一功率信号有至少两路，至少两路所述第一功率信号中包括被测设备的输出功率信号、反射功率信号；所述微控制器根据所述电压采样数据计算得到与所述第一功率信号对应的功率测量结果，包括：所述微控制器根据所述输出功率信号对应的电压采样数据计算得到输出功率值；所述微控制器根据所述反射功率信号对应的电压采样数据计算得到反射功率值；所述微控制器根据所述输出功率值以及所述反射功率值，计算得到驻波比，所述驻波比作为与所述输出功率信号和所述反射功率信号对应的功率测量结果。通过上述实现方式，微控制器可以对至少两路未知的窄脉冲信号进行功率测量。当至少两路信号中存在被测设备的输出功率信号和反射功率信号时，微控制器可分别计算出输出功率信号对应的输出功率值、反射功率信号对应的反射功率值，并基于输出功率值、反射功率值计算出驻波比。通过对驻波比的计算，有助于用户根据计算出的驻波比对输出了输出功率信号或输出了反射功率信号的被测设备进行反馈调节。结合第一方面，在一种可能的设计中，所述采集单元包括检波器，所述采集单元将所述第一功率信号转换为窄脉冲的第一电压信号，包括：所述检波器对所述第一功率信号进行检波，得到窄脉冲的所述第一电压信号。在上述实现过程中，通过检波器可以将窄脉冲的第一功率信号转化为窄脉冲的第一电压信号，实现了功率信号到电压信号的转换。结合第一方面，在一种可能的设计中，所述采集单元包括检波器、运算放大器，所述采集单元将所述第一功率信号转换为窄脉冲的第一电压信号，包括：所述检波器对所述第一功率信号进行检波，得到窄脉冲的第一检波信号；所述运算放大器对所述第一检波信号进行运算放大，得到窄脉冲的所述第一电压信号。在上述实现过程中，通过检波器可以实现功率信号到电压信号的转换，运算放大器可以将电压小信号进行运算放大，以便于后续电路能够识别到范围更宽、信号更强的电压信号，微控制器可更容易地进行信号采集。结合第一方面，在一种可能的设计中，所述峰值保持电路包括跨导放大器、二极管、保持电容、电压缓冲器，所述峰值保持电路根据所述第一电压信号输出第二电压信号，包括：所述跨导放大器根据所述第一电压信号输出充电信号，所述充电信号用于控制所述二极管导通以对所述保持电容进行充电，或用于控制所述二极管截止以使所述保持电容输出的电压维持不变；所述电压缓冲器根据所述保持电容输出的信号输出第二电压信号。在上述实现过程中，跨导放大器能够根据第一电压信号的变化控制二极管导通或截止，保持电容输出的信号会根据二极管的变化而变化，电压缓冲器可以将保持电容输出的信号耦合为第二电压信号，上述峰值保持电路可实现脉宽的延展。第二方面，本申请实施例提供一种窄脉冲的功率测量系统，所述系统包括：采集单元、峰值保持电路、微控制器；所述采集单元与所述峰值保持电路连接，所述峰值保持电路与所述微控制器连接；所述采集单元，用于采集第一功率信号，所述第一功率信号为窄脉冲的射频功率信号；所述采集单元，还用于将所述第一功率信号转换为窄脉冲的第一电压信号；所述峰值保持电路，用于根据所述第一电压信号输出第二电压信号，所述第二电压信号的脉宽大于所述第一电压信号的脉宽；所述微控制器，用于对所述第二电压信号进行采样，得到电压采样数据；所述微控制器，还用于根据所述电压采样数据计算得到与所述第一功率信号对应的功率测量结果。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种窄脉冲的功率测量方法，其特征在于，应用于窄脉冲的功率测量系统，所述系统包括：采集单元、峰值保持电路、微控制器，所述采集单元与所述峰值保持电路连接，所述峰值保持电路与所述微控制器连接；/n所述方法包括：/n所述采集单元采集第一功率信号，所述第一功率信号为窄脉冲的射频功率信号；/n所述采集单元将所述第一功率信号转换为窄脉冲的第一电压信号；/n所述峰值保持电路根据所述第一电压信号输出第二电压信号，所述第二电压信号的脉宽大于所述第一电压信号的脉宽；/n所述微控制器对所述第二电压信号进行采样，得到电压采样数据；/n所述微控制器根据所述电压采样数据计算得到与所述第一功率信号对应的功率测量结果。/n

【技术特征摘要】
1.一种窄脉冲的功率测量方法，其特征在于，应用于窄脉冲的功率测量系统，所述系统包括：采集单元、峰值保持电路、微控制器，所述采集单元与所述峰值保持电路连接，所述峰值保持电路与所述微控制器连接；
所述方法包括：
所述采集单元采集第一功率信号，所述第一功率信号为窄脉冲的射频功率信号；
所述采集单元将所述第一功率信号转换为窄脉冲的第一电压信号；
所述峰值保持电路根据所述第一电压信号输出第二电压信号，所述第二电压信号的脉宽大于所述第一电压信号的脉宽；
所述微控制器对所述第二电压信号进行采样，得到电压采样数据；
所述微控制器根据所述电压采样数据计算得到与所述第一功率信号对应的功率测量结果。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述微控制器对所述第二电压信号进行采样，得到电压采样数据，包括：
所述微控制器的内置转换器对所述第二电压信号进行采样，得到电压采样数组作为所述电压采样数据。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电压采样数据包括所述第二电压信号的多个采样点对应的多个电压值，所述微控制器根据所述电压采样数据计算得到与所述第一功率信号对应的功率测量结果，包括：
所述微控制器根据所述电压采样数据中的所述多个电压值，筛选出所述多个采样点中的有效采样点，计算得到所述有效采样点对应的有效平均电压值；
所述微控制器根据所述有效平均电压值以及预先设定的拟合对应关系，计算得到所述有效平均电压值对应的功率值，作为所述第一功率信号对应的功率测量结果。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一功率信号有至少两路，至少两路所述第一功率信号中包括被测设备的输出功率信号、反射功率信号；
所述微控制器根据所述电压采样数据计算得到与所述第一功率信号对应的功率测量结果，包括：
所述微控制器根据所述输出功率信号对应的电压采样数据计算得到输出功率值；
所述微控制器根据所述反射功率信号对应的电压采样数据计算得到反射功率值；
所述微控制器根据所述输出功率值以及所述反射功率值，计算得到驻波比，所述驻波比作为与所述输出功率信号和所述反射功率信号对应的功率测量结果。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采集单元包括检波器，所述采集单元将所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱银娟，李俊宏，何磊，
申请(专利权)人：成都沃特塞恩电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51