一种大动态范围的连续波功率检波电路的制作方法

1.本发明属于检波技术领域，尤其涉及一种大动态范围的连续波功率检波电路。


背景技术：

2.微波功率是微波信号的一个重要参数，是衡量系统性能的关键指标，因此射频/微波功率测试将贯穿产品系统设计、制造、试验、使用、维护等全周期过程。目前微波功率测量仪器主要分为热效应功率计和非热效应功率计两大类。
3.第一类是利用微波对变换器中的微波吸收材料的热效应，即吸收材料吸收微波后发热引起温度升高或电特性改变的效应来表征微波输入功率幅值。该测量方式的缺点在于电路容易受环境温度影响，对使用环境要求较为苛刻。
4.第二类是利用各种电磁效应，如检波、克尔效应、电声效应、霍尔效应等方式实现对微波信号功率幅值的测试。其中最为方便及常见的为检波功率计，它利用微波检波二极管的平方律检波特性，使输出电压正比于输入功率，实现对微波功率的测量。该方式的缺点在于受检波二极管器件特性制约，无法满足大动态范围功率测量。
5.因此，如何在具备环境适应性的前提下实现大动态范围功率测量成为微波功率检测领域亟需解决的技术问题。
6.

技术实现要素：
本发明要解决的技术问题：提供一种大动态范围的连续波功率检波电路，以解决微波功率测量受检波二极管器件特性制约，无法满足大动态范围功率测量等技术问题。
7.本发明技术方案：一种大动态范围的连续波功率检波电路，包括数控衰减器，待测微波信号通过射频传输线与数控衰减器的射频输入端连接，数控衰减器的输出端通过射频传输线与放大器的输入端连接，放大器的输出端通过射频传输线与检波二极管的输入端连接，检波二极管的输出端与滤波器的输入端连接；滤波器的输出端与模数转换器的输入端连接。
8.控制器与数控衰减器连接，用于控制数控衰减器的衰减量，以调整检波二极管输入微波信号功率。
9.控制器与模数转换器连接，用于采集模数转换器解析后的检波电压信息。
10.检波二极管的频率覆盖范围覆盖微波输入信号频率范围。
11.滤波器的截止频率小于微波输入信号频率。
12.控制器通过并行或串行总线设置数控衰减器的衰减量，同时通过串行总线解析模数转换器解析后的检波电压信息。
13.控制器将根据模数转换器反馈的检波电压信息控制数控衰减器设置不同的衰减量，使输入微波信号得到不同程度的放大，实现大动态范围微波功率检测的目的。
14.本发明的有益效果：本发明通过对输出信号功率增益可变放大方式，实现了检波二极管功率测量范围的扩展，为采用检波二极管方式的微波功率检测领域提供了一种可行的实现方式，有效解
决领域现存难题，获得了大动态功率检测范围、结构简单等有益特点。
15.本发明提出的微波功率检波电路，可实现对输入微波信号功率检测范围的扩展，扩展幅度可达几十个db。
16.解决了微波功率测量受检波二极管器件特性制约，无法满足大动态范围功率测量等技术问题。
17.附图说明：图1为本发明结构示意图。
具体实施方式
18.待测微波信号通过射频传输线与所述数控衰减器（1）的射频输入端连接，所述数控衰减器（1）的输出端通过射频传输线与所述放大器（2）的输入端连接，所述放大器（2）的输出端通过射频传输线与所述检波二极管（3）的输入端连接，所述检波二极管（3）的输出端与所述滤波器（4）的输入端连接；所述滤波器（4）的输出端与所述模数转换器（5）的输入端连接；所述控制器（6）与所述数控衰减器（1）连接，用于控制所述数控衰减器（1）的衰减量，以调整所述检波二极管（3）输入微波信号功率。
19.同时，所述控制器（6）与所述模数转换器（5）连接，用于采集所述模数转换器（5）解析后的检波电压信息。
20.可选的，所述检波二极管（3）的频率覆盖范围覆盖微波输入信号频率范围。
21.可选的，所述滤波器（4）的截止频率小于微波输入信号频率。
22.可选的，所述控制器（5），具体用于：通过串行总线设置所述数控衰减器（1）的衰减量，同时解析所述模数转换器（5）解析后的检波电压信息。
23.下面对控制器（6）对功率检测过程的控制原理进行展开说明：首先，所述控制器（6）的3个io口分别与所述数控衰减器（1）的clk、sen、data端连接形成一组spi总线。同时控制器（6）的另外3个io口分别与所述模数转换器（5）的clk、sen、data端连接形成另一组spi总线。
24.其次，所述控制器（6）将根据所述模数转换器（5）反馈的检波电压信息控制数控衰减器（1）设置不同的衰减量，使输入微波信号得到不同程度的放大，实现大动态范围微波功率检测的目的。
25.本发明可实现对输入微波信号功率检测范围的扩展，扩展幅度可达几十个db。例如：采用型号为sia204sp2的放大器与型号为sia116asp5的数控衰减器设计该电路时，可实现30db的功率检测范围扩展。


技术特征：
1.一种大动态范围的连续波功率检波电路，其特征在于：包括数控衰减器（1），待测微波信号通过射频传输线与数控衰减器（1）的射频输入端连接，数控衰减器（1）的输出端通过射频传输线与放大器（2）的输入端连接，放大器（2）的输出端通过射频传输线与检波二极管（3）的输入端连接，检波二极管（3）的输出端与滤波器（4）的输入端连接；滤波器（4）的输出端与模数转换器（5）的输入端连接。2.根据权利要求1所述的一种大动态范围的连续波功率检波电路，其特征在于：控制器（6）与数控衰减器（1）连接，用于控制数控衰减器（1）的衰减量，以调整检波二极管（3）输入微波信号功率。3.根据权利要求1所述的一种大动态范围的连续波功率检波电路，其特征在于：控制器（6）与模数转换器（5）连接，用于采集模数转换器（5）解析后的检波电压信息。4.根据权利要求1所述的一种大动态范围的连续波功率检波电路，其特征在于：检波二极管（3）的频率覆盖范围覆盖微波输入信号频率范围。5.根据权利要求1所述的一种大动态范围的连续波功率检波电路，其特征在于：滤波器（4）的截止频率小于微波输入信号频率。6.根据权利要求1所述的一种大动态范围的连续波功率检波电路，其特征在于：控制器（5）通过并行或串行总线设置数控衰减器（1）的衰减量，同时通过串行总线解析模数转换器（5）解析后的检波电压信息。7.根据权利要求2所述的一种大动态范围的连续波功率检波电路，其特征在于：控制器（6）将根据模数转换器（5）反馈的检波电压信息控制数控衰减器（1）设置不同的衰减量，使输入微波信号得到不同程度的放大，实现大动态范围微波功率检测的目的。

技术总结
本发明公开了一种大动态范围的连续波功率检波电路，包括数控衰减器（1），待测微波信号通过射频传输线与数控衰减器（1）的射频输入端连接，数控衰减器（1）的输出端通过射频传输线与放大器（2）的输入端连接，放大器（2）的输出端通过射频传输线与检波二极管（3）的输入端连接，检波二极管（3）的输出端与滤波器（4）的输入端连接；滤波器（4）的输出端与模数转换器（5）的输入端连接；解决了微波功率测量受检波二极管器件特性制约，无法满足大动态范围功率测量等技术问题。技术问题。技术问题。


技术研发人员：高峯 蔡昌恒 杨国明 汪家兴
受保护的技术使用者：贵州航天计量测试技术研究所
技术研发日：2022.12.21
技术公布日：2023/3/10