一种射频信号平均功率的求取方法技术

本发明专利技术提供一种射频信号平均功率的求取方法，包括如下步骤：S10，对输入信号进行检波得到检波信号；所述输入信号为射频信号；S20，对检波信号进行滤波；S30，将滤波后的检波信号从模拟信号转换为数字信号；S40，对数字信号利用校准数据求取射频信号平均功率。本发明专利技术采用软件算法将峰值检波电压进行转换，通过计算得到平均功率，达到了只用一种检波器即可测量峰值和平均功率两种功率类型的目的，并且满足了测量精度要求。相比于采用中频直接采样进行计算或者用均值检波器的方式，该软件算法计算量小，可大大降低硬件设计复杂度、功耗和成本，提高设备可靠性，具有很大的实用价值。具有很大的实用价值。具有很大的实用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种射频信号平均功率的求取方法


[0001]本专利技术涉及射频微波
，具体而言，涉及一种射频信号平均功率的求取方法。

技术介绍

[0002]射频功率测量一般可用频谱分析仪或者功率计来实现。频谱分析仪通常采用直接对中频信号进行采样处理的方式来计算功率。由于超外差接收机的中频信号频率一般较高，因此采样用的ADC(模数转换器)以及后续处理用的FPGA(现场可编程阵列)或DSP(数字处理器)等处理器工作频率往往更高，导致设计难度和功耗大，成本高。
[0003]功率计可采用检波或热电偶的方式来测量功率。相对而言，检波输出电压的频率比中频信号频率要低得多，因此低速ADC和简单的处理器(如单片机)即可胜任。
[0004]检波需要用到功率检波器。从应用角度来说，功率检波器可以分为对数检波器、均方根检波器、峰值包络检波器。三种检波器各有优缺点：对数检波器响应较快，动态范围大，但会受到峰均比的影响。均方根检波器不受调制信号峰均比的影响，但由于均方根检波器要进行时间上的取平均，因此响应速度较慢,均方根检波器对低输入功率精度不高，动态范围小；峰值包络检波器具有极快的响应速度，但动态范围较小。
[0005]一般在设计时，需要根据用户要求或者信号类型(连续信号或脉冲信号)来选择不同的检波芯片做电路设计。当信号类型较多时，比如既要测量连续信号功率又要测量脉冲信号功率，那么电路中就要设计有均值检波器和峰值包络检波器两种电路，同时需要用开关等辅助电路进行切换。势必造成电路复杂度、功耗和成本的上升。

技术实现思路
<br/>[0006]本专利技术旨在提供一种射频信号平均功率的求取方法，以解决现有采用中频直接采样进行计算或者用均值检波器的方式存在电路复杂度高、功耗高和成本高的问题。
[0007]本专利技术提供的一种射频信号平均功率的求取方法，包括如下步骤：
[0008]S10，对输入信号进行检波得到检波信号；所述输入信号为射频信号；
[0009]S20，对检波信号进行滤波；
[0010]S30，将滤波后的检波信号从模拟信号转换为数字信号；
[0011]S40，基于数字信号求取射频信号平均功率。
[0012]进一步的，步骤S20中，在对检波信号进行滤波时，能够切换不同滤波器带宽。
[0013]进一步的，所述校准数据包括输入信号的检波电压与瞬时功率的对应关系。
[0014]进一步的，所述校准数据采用以下方法获取：
[0015]利用标准仪器对采用的硬件平台进行标定，从而获得并存储校准数据。
[0016]进一步的，步骤S40包括如下子步骤：
[0017]S41，从数字信号中获取采样时刻的的峰值检波电压；
[0018]S42，利用校准数据计算采样时刻的峰值检波电压对应的输入信号的瞬时功率；
[0019]S43，基于瞬时功率计算输入信号的瞬时电压平方值，并通过设定积分时间将计算得到的瞬时电压平方值组成一个样本集；
[0020]S44，在一个样本集内计算输入信号的均方根电压的平方值；
[0021]S45，根据均方根电压的平方值计算输入信号的平均功率。
[0022]作为优选，步骤S41中，需要对获取的峰值检波电压进行过滤。
[0023]进一步的，步骤S43中，计算输入信号的瞬时电压平方值的公式为：
[0024][0025]其中，P
in,
表示采样时刻输入信号的瞬时功率；V
in.
表示输入信号的瞬时电压；k为瞬时电压序号，k＝1,2,3
…
N，N为采样数。
[0026]进一步的，步骤S44中，计算输入信号的均方根电压的平方值的公式为：
[0027][0028]其中，V
rms
为输入信号的均方根电压。
[0029]进一步的，步骤S45中，计算输入信号的平均功率的公式为：
[0030][0031]其中，P
rms
为输入信号的平均功率。
[0032]作为优选，所述积分时间为≥10倍调制信号周期。
[0033]综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：
[0034]本专利技术采用软件算法将峰值检波电压进行转换，通过计算得到平均功率，达到了只用一种检波器即可测量峰值和平均功率两种功率类型的目的，并且满足了测量精度要求。
[0035]相比于采用中频直接采样进行计算或者用均值检波器的方式，该软件算法计算量小，可大大降低硬件设计复杂度、功耗和成本，提高设备可靠性，具有很大的实用价值。
附图说明
[0036]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0037]图1为本专利技术实施例中射频信号平均功率的求取方法的硬件平台结构示意图。
[0038]图2的本专利技术实施例中射频信号平均功率的求取方法的流程图。
[0039]图3为本专利技术实施例中求取射频信号平均功率的流程图。
具体实施方式
[0040]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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
本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0041]因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0042]实施例
[0043]如图1所示为本实施例中实现一种射频信号平均功率的求取方法的硬件平台，包括依次连接的对数检波器、滤波电路、ADC转换器和单片机。
[0044]由此，如图2所示，所述射频信号平均功率的求取方法包括如下步骤：
[0045]S10，对数检波器对输入信号进行检波得到检波信号；所述输入信号为射频信号；
[0046]S20，滤波电路对检波信号进行滤波；在对检波信号进行滤波时，采用的滤波电路能够实现不同滤波器带宽的切换。
[0047]S30，ADC转换器将滤波后的检波信号从模拟信号转换为数字信号；所述ADC转换器可以受控于单片机。
[0048]S40，单片机对ADC转换器输出的数字信号利用校准数据求取射频信号平均功率。其中，所述校准数据包括输入信号的检波电压与瞬时功率的对应关系；所述校准数据采用以下方法获取：
[0049]利用标准仪器对采用的硬件平台进行标定，从而获得并存储校准数据。通过标定后，能够消除硬件平台(如本实施例中采用的对数检波器、滤波电路、A本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种射频信号平均功率的求取方法，其特征在于，包括如下步骤：S10，对输入信号进行检波得到检波信号；所述输入信号为射频信号；S20，对检波信号进行滤波；S30，将滤波后的检波信号从模拟信号转换为数字信号；S40，对数字信号利用校准数据求取射频信号平均功率。2.根据权利要求1所述的射频信号平均功率的求取方法，其特征在于，步骤S20中，在对检波信号进行滤波时，能够切换不同滤波器带宽。3.根据权利要求1所述的射频信号平均功率的求取方法，其特征在于，所述校准数据包括输入信号的检波电压与瞬时功率的对应关系。4.根据权利要求3所述的射频信号平均功率的求取方法，其特征在于，所述校准数据采用以下方法获取：利用标准仪器对采用的硬件平台进行标定，从而获得并存储校准数据。5.根据权利要求3所述的射频信号平均功率的求取方法，其特征在于，步骤S40包括如下子步骤：S41，从数字信号中获取采样时刻的峰值检波电压；S42，利用校准数据计算采样时刻的峰值检波电压对应的输入信号的瞬时功率；S43，基于瞬时功率计算输入信号的瞬时电压平方值，并通过设定积分时间将计算得到的瞬时电压平方值组成一个样本集；S44，在一个样本集内计算输入信号的均...

【专利技术属性】
技术研发人员：王中航，莫世波，廖宗毅，林春材，
申请(专利权)人：成都天奥测控技术有限公司，
类型：发明
国别省市：