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1、(10)申请公布号 CN 102829878 A (43)申请公布日 2012.12.19 C N 1 0 2 8 2 9 8 7 8 A *CN102829878A* (21)申请号 201210303983.7 (22)申请日 2012.08.24 G01J 5/10(2006.01) H03G 3/20(2006.01) (71)申请人西安空间无线电技术研究所 地址 710100 陕西省西安市长安区西街150 号 (72)发明人李延明 姜敏 余锐 游继红 陈文新 (74)专利代理机构中国航天科技专利中心 11009 代理人范晓毅 (54) 发明名称 基于直流偏置放大电路的微波辐射计通道电。
2、 压控制方法 (57) 摘要 本发明涉及基于直流偏置放大电路的微波辐 射计通道电压控制方法，当微波辐射计观测到内 部的热定标源，微波辐射计检波器输出通道观测 信号至直流偏置放大模块，同时接收偏置电压产 生模块产生的直流偏置电压，形成一个加法器电 路，将输入的通道观测信号减去直流偏置电压，相 减结果放大后输出给AD变换模块；AD变化模块 将模拟电压信号转换为数字信号，并输出至控制 参数产生模块；控制参数产生模块通过计算获得 需要的电压控制参数，输出至偏置电压产生模块， 偏置电压产生模块进行电压比较，得到小于等于 0的偏置电压，输出至直流偏置放大模块，本发明 降低了对产生偏置电压器件的性能要求，同。
3、时降 低自动电压控制电路对微波辐射计本身性能的影 响。 (51)Int.Cl. 权利要求书3页 说明书7页 附图2页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 3 页 说明书 7 页 附图 2 页 1/3页 2 1.一种直流偏置放大电路，其特征在于：包括直流偏置放大模块、AD变换模块、控制参 数产生模块和偏置电压产生模块，其中： 直流偏置放大模块：接收外部微波辐射计检波器输出的通道观测信号，接收偏置电压 产生模块产生的直流偏置电压，形成一个加法器电路，将输入的通道观测信号减去直流偏 置电压模块产生的直流偏置电压，相减结果按照设计的放大倍数放大后输出给AD变换模 块。
4、； AD变化模块：接收直流偏置放大模块输出的电压信号，将模拟电压信号转换为数字信 号，并输出到控制参数产生模块； 控制参数产生模块：外部微波辐射计开机的起始时刻，将预置在内部的固定参数发送 到偏置电压产生模块，产生偏置电压发送到直流偏置放大模块；外部微波辐射计开机工作 之后，接收AD变换模块输出数字信号，通过计算获得需要的电压控制参数，将电压控制参 数输出到偏置电压产生模块； 偏置电压产生模块：接收控制参数产生模块发送的电压控制参数，将电压控制参数进 行数模转换后得到小于等于+5V的模拟电压，与内部产生的+5V电压进行比较，即所述小于 等于+5V的模拟电压减去所述内部产生的+5V电压，得到一个。
5、小于等于0的偏置电压，输出 给直流偏置放大模块。 2.根据权利要求1所述的一种直流偏置放大电路，其特征在于：所述偏置电压产生模 块包括DA变换模块、比较器模块和高稳电压产生模块，其中DA变换模块接收控制参数产 生模块输出的电压控制参数，将电压控制参数进行数模转换后得到小于等于+5V的模拟电 压，输出到比较器模块的正端；高稳电压产生模块产生高稳+5V电压，输出到比较器模块负 端；比较器模块将从DA变换模块接收的小于等于+5V的模拟电压与从高稳电压产生模块接 收的高稳+5V电压进行比较，即所述小于等于+5V的模拟电压减去所述内部产生的+5V电 压，得到一个小于等于0的偏置电压，输出给直流偏置放大模。
6、块。 3.根据权利要求1所述的一种直流偏置放大电路，其特征在于：所述控制参数产生模 块在外部微波辐射计开机工作之后，通过如下方法获得需要的电压控制参数： (1)当微波辐射计观测内部的热定标源时，控制参数产生模块判断AD变换模块的输出 电压结果N是否为最大值MAX，如果是最大值，则设定初始调整量为M，其中0MMAX，按 照设定的调整量步进值L，其中0LMAX，可计算调整量DM/L，在现有控制参数的基 础上减去所述调整量D后换算成16进制数输出，如果相减结果小于0x00H，则使用0x00H； (2)当微波辐射计观测内部的热定标源时，控制参数产生模块判断AD变换模块的输出 电压结果N是否大于目标值T。
7、并且小于最大值MAX，如果是，按照设定的调整量步进值L，可 计算调整量D(N-T)/L，在现有控制参数基础上减去所述调整量D后换算成十六进制数输 出，如果相减结果小于0x00H，则使用0x00H；其中0TMAX，0LMAX； (3)当微波辐射计观测内部的热定标源时，控制参数产生模块判断AD变换模块的输出 电压结果N是否为最小值MIN，如果是最小值，则设定初始调整量为M，其中0MMAX，按 照设定的调整量步进值L，其中0LMAX，可计算调整量DM/L，在现有控制参数的基 础上加上所述调整量D后换算成16进制数输出，如果相加结果大于0xFFH，则使用0xFFH； (4)当微波辐射计观测内部的热定标。
8、源时，控制参数产生模块判断AD变换模块的输出 电压结果N是否小于目标值T并且大于最小值MIN，如果是，按照设定的调整量步进值L，可 权 利 要 求 书CN 102829878 A 2/3页 3 计算调整量D(N-T)/L，在现有控制参数基础上加上所述调整量D后换算成十六进制数后 输出，如果相加结果大于0xFFH，则使用0xFFH；其中0TMAX，0LMAX； (5)当微波辐射计观测内部的热定标源时，控制参数产生模块判断AD变换模块的输出 电压结果N是否在TLmV之间，如果是，则不进行调整，其中T为目标值，且0TMAX， L为调整量步进值，且0LMAX。 4.一种包括权利要求1所述的直流偏置放大。
9、电路的微波辐射计，其特征在于：还包括 与所述直流偏置放大电路依次连接的检波器、中频放大器、低通滤波器、混频器、带通滤波 器和低噪声放大器。 5.一种包括权利要求1所述的直流偏置放大电路的微波辐射计，其特征在于：还包括 与所述直流偏置放大电路依次连接的检波器、射频放大器、带通滤波器和低噪声放大器。 6.基于权利要求1所述直流偏置放大电路的微波辐射计通道电压控制方法，其特征在 于包括如下步骤： (1)微波辐射计开机起始时刻，控制参数产生模块将预置在内部的固定参数发送到偏 置电压产生模块，产生偏置电压发送到直流偏置放大模块； (2)微波辐射计开机工作之后，当微波辐射计观测到内部的热定标源，微波辐射计。
10、检波 器输出通道观测信号至直流偏置放大模块，直流偏置放大模块同时接收偏置电压产生模块 产生的直流偏置电压，形成一个加法器电路，将输入的通道观测信号减去直流偏置电压，相 减结果按照设计的放大倍数放大后输出给AD变换模块； (3)AD变化模块接收直流偏置放大模块输出的电压信号，将模拟电压信号转换为数字 信号，并输出至控制参数产生模块； (4)控制参数产生模块接收AD变换模块输出数字信号，通过计算获得需要的电压控制 参数，将电压控制参数输出至偏置电压产生模块； (5)偏置电压产生模块接收控制参数产生模块发送的电压控制参数，将电压控制参数 进行数模转换后得到小于等于+5V的模拟电压，与内部产生的+5V。
11、电压进行比较，即所述小 于等于+5V的模拟电压减去所述内部产生的+5V电压，得到一个小于等于0的偏置电压，输 出至直流偏置放大模块，回到步骤(2)。 7.根据权利要求6所述的基于直流偏置放大电路的微波辐射计通道电压控制方法，其 特征在于：所述步骤(4)中控制参数产生模块获得需要的电压控制参数的具体过程如下： (1)当微波辐射计观测内部的热定标源时，控制参数产生模块判断AD变换模块的输出 电压结果N是否为最大值MAX，如果是最大值，则设定初始调整量为M，其中0MMAX，按 照设定的调整量步进值L，其中0LMAX，可计算调整量DM/L，在现有控制参数的基 础上减去所述调整量D后换算成16进制数输出。
12、，如果相减结果小于0x00H，则使用0x00H； (2)当微波辐射计观测内部的热定标源时，控制参数产生模块判断AD变换模块的输出 电压结果N是否大于目标值T并且小于最大值MAX，如果是，按照设定的调整量步进值L，可 计算调整量D(N-T)/L，在现有控制参数基础上减去所述调整量D后换算成十六进制数输 出，如果相减结果小于0x00H，则使用0x00H；其中0TMAX，0LMAX； (3)当微波辐射计观测内部的热定标源时，控制参数产生模块判断AD变换模块的输出 电压结果N是否为最小值MIN，如果是最小值，则设定初始调整量为M，其中0MMAX，按 照设定的调整量步进值L，其中0LMAX，可计算调整量。
13、DM/L，在现有控制参数的基 权 利 要 求 书CN 102829878 A 3/3页 4 础上加上所述调整量D后换算成16进制数输出，如果相加结果大于0xFFH，则使用0xFFH； (4)当微波辐射计观测内部的热定标源时，控制参数产生模块判断AD变换模块的输出 电压结果N是否小于目标值T并且大于最小值MIN，如果是，按照设定的调整量步进值L，可 计算调整量D(N-T)/L，在现有控制参数基础上加上所述调整量D后换算成十六进制数后 输出，如果相加结果大于0xFFH，则使用0xFFH；其中0TMAX，0LMAX； (5)当微波辐射计观测内部的热定标源时，控制参数产生模块判断AD变换模块的输出 电。
14、压结果N是否在TLmV之间，如果是，则不进行调整，其中T为目标值，且0TMAX， L为调整量步进值，且0LMAX。 权 利 要 求 书CN 102829878 A 1/7页 5 基于直流偏置放大电路的微波辐射计通道电压控制方法 技术领域 0001 本发明涉及一种直流偏置放大电路及基于直流偏置放大电路的微波辐射计通道 自动电压控制方法，属于微波遥感领域。 背景技术 0002 自动电压控制是微波辐射计系统必不可少的环节。自动电压控制主要解决由于 接收放大链路的增益变化导致的输入到AD变换器的电压超出AD变换器量程的问题。微 波辐射计系统一般包括天线、接收机、检波器、视频放大器和AD变换器，微波信号。
15、被天线接 收到之后在接收机内完成射频和中频的放大，放大的信号经过检波之后进行视频放大和AD 变换，获得数字信号。微波辐射计观测目标一般为亮温为3-350K的噪声，叠加在普通的接 收机本身几百K的噪声上，在检波器前得到功率变换通常在2dB左右，检波后的信号十分微 弱，并且包含大量的无用的直流信息，为获得足够的电压分辨率，需要对这些信号进行超过 几千倍的视频放大后进行AD变换，因此当射频或者中频电路产生一点的增益波动在视频 电路都会产生较大波动，导致视频电路输出的电压范围超出AD变换器的量程，造成系统功 能丧失。 0003 为了避免由于射频或者路的增益波动造成的影响，通常的设计是在射频或者中频 增。
16、加一级自动增益控制电路(AGC)，对AD变换后的数据进行计算获得需要的控制参数，控 制参数通过DA变换器变换成模拟电压，送入到AGC的控制端实现自动增益控制。 0004 通常的微波辐射计原理框图如图1所示，射频或者中频AGC控制的不足在于需要 在射频或者中频链路增加一级AGC电路，并且对控制精度的要求较高。 0005 经过AGC控制后的信号经过检波后被视频放大电路放大，通常放大倍数在几千倍 以上，因此由于AGC控制电压波动导致的波动直接被放大数千倍，产生无法消除的波动，降 低系统的测量精度，控制AGC电路的电压由DA变换器产生，因此对DA变换器的性能要求较 高，电路的电磁兼容设计要求较高，增加。
17、设计难度。 发明内容 0006 本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种直流放大电路及基于直流 偏置放大电路的微波辐射计通道电压自动控制方法，通过直流偏置放大电路实时补偿微波 辐射计由于工作温度波动和器件老化等因素造成的接收机增益波动，使接收机检波后输出 的直流电压不至于超出AD变换器的输入动态范围，并能有效的降低了对产生偏置电压器 件的性能要求，同时降低直流偏置放大电路对微波辐射计本身性能的影响。 0007 本发明目的主要是通过如下技术方案予以实现： 0008 一种直流偏置放大电路，包括直流偏置放大模块、AD变换模块、控制参数产生模块 和偏置电压产生模块，其中： 0009 直流偏置放。
18、大模块：接收外部微波辐射计检波器输出的通道观测信号，接收偏置 电压产生模块产生的直流偏置电压，形成一个加法器电路，将输入的通道观测信号减去直 说 明 书CN 102829878 A 2/7页 6 流偏置电压模块产生的直流偏置电压，相减结果按照设计的放大倍数放大后输出给AD变 换模块； 0010 AD变化模块：接收直流偏置放大模块输出的电压信号，将模拟电压信号转换为数 字信号，并输出到控制参数产生模块； 0011 控制参数产生模块：外部微波辐射计开机的起始时刻，将预置在内部的固定参数 发送到偏置电压产生模块，产生偏置电压发送到直流偏置放大模块；外部微波辐射计开机 工作之后，接收AD变换模块输出数。
19、字信号，通过计算获得需要的电压控制参数，将电压控 制参数输出到偏置电压产生模块； 0012 偏置电压产生模块：接收控制参数产生模块发送的电压控制参数，将电压控制参 数进行数模转换后得到小于等于+5V的模拟电压，与内部产生的+5V电压进行比较，即所述 小于等于+5V的模拟电压减去所述内部产生的+5V电压，得到一个小于等于0的偏置电压， 输出给直流偏置放大模块。 0013 在上述直流偏置放大电路中，偏置电压产生模块包括DA变换模块、比较器模块和 高稳电压产生模块，其中DA变换模块接收控制参数产生模块输出的电压控制参数，将电压 控制参数进行数模转换后得到小于等于+5V的模拟电压，输出到比较器模块的正。
20、端；高稳 电压产生模块产生高稳+5V电压，输出到比较器模块负端；比较器模块将从DA变换模块接 收的小于等于+5V的模拟电压与从高稳电压产生模块接收的高稳+5V电压进行比较，即所 述小于等于+5V的模拟电压减去所述内部产生的+5V电压，得到一个小于等于0的偏置电 压，输出给直流偏置放大模块。 0014 在上述直流偏置放大电路中，控制参数产生模块在外部微波辐射计开机工作之 后，通过如下方法获得需要的电压控制参数： 0015 (1)当微波辐射计观测内部的热定标源时，控制参数产生模块判断AD变换模块 的输出电压结果N是否为最大值MAX，如果是最大值，则设定初始调整量为M，其中0M MAX，按照设定的调。
21、整量步进值L，其中0LMAX，可计算调整量DM/L，在现有控制 参数的基础上减去所述调整量D后换算成16进制数输出，如果相减结果小于0x00H，则使用 0x00H； 0016 (2)当微波辐射计观测内部的热定标源时，控制参数产生模块判断AD变换模块的 输出电压结果N是否大于目标值T并且小于最大值MAX，如果是，按照设定的调整量步进值 L，可计算调整量D(N-T)/L，在现有控制参数基础上减去所述调整量D后换算成十六进制 数输出，如果相减结果小于0x00H，则使用0x00H；其中0TMAX，0LMAX； 0017 (3)当微波辐射计观测内部的热定标源时，控制参数产生模块判断AD变换模块 的输出电。
22、压结果N是否为最小值MIN，如果是最小值，则设定初始调整量为M，其中0M MAX，按照设定的调整量步进值L，其中0LMAX，可计算调整量DM/L，在现有控制 参数的基础上加上所述调整量D后换算成16进制数输出，如果相加结果大于0xFFH，则使用 0xFFH； 0018 (4)当微波辐射计观测内部的热定标源时，控制参数产生模块判断AD变换模块的 输出电压结果N是否小于目标值T并且大于最小值MIN，如果是，按照设定的调整量步进值 L，可计算调整量D(N-T)/L，在现有控制参数基础上加上所述调整量D后换算成十六进制 数后输出，如果相加结果大于0xFFH，则使用0xFFH；其中0TMAX，0LMAX。
23、； 说 明 书CN 102829878 A 3/7页 7 0019 (5)当微波辐射计观测内部的热定标源时，控制参数产生模块判断AD变换模块 的输出电压结果N是否在TLmV之间，如果是，则不进行调整，其中T为目标值，且0T MAX，L为调整量步进值，且0LMAX。 0020 一种包括上述直流偏置放大电路的微波辐射计，还包括与所述直流偏置放大电路 依次连接的检波器、中频放大器、低通滤波器、混频器、带通滤波器和低噪声放大器。 0021 一种包括上述直流偏置放大电路的微波辐射计，还包括与所述直流偏置放大电路 依次连接的检波器、射频放大器、带通滤波器和低噪声放大器。 0022 基于上述直流偏置放大电路。
24、的微波辐射计通道电压控制方法，包括如下步骤： 0023 (1)微波辐射计开机起始时刻，控制参数产生模块将预置在内部的固定参数发送 到偏置电压产生模块，产生偏置电压发送到直流偏置放大模块； 0024 (2)微波辐射计开机工作之后，当微波辐射计观测到内部的热定标源，微波辐射计 检波器输出通道观测信号至直流偏置放大模块，直流偏置放大模块同时接收偏置电压产生 模块产生的直流偏置电压，形成一个加法器电路，将输入的通道观测信号减去直流偏置电 压，相减结果按照设计的放大倍数放大后输出给AD变换模块； 0025 (3)AD变化模块接收直流偏置放大模块输出的电压信号，将模拟电压信号转换为 数字信号，并输出至控制。
25、参数产生模块； 0026 (4)控制参数产生模块接收AD变换模块输出数字信号，通过计算获得需要的电压 控制参数，将电压控制参数输出至偏置电压产生模块； 0027 (5)偏置电压产生模块接收控制参数产生模块发送的电压控制参数，将电压控制 参数进行数模转换后得到小于等于+5V的模拟电压，与内部产生的+5V电压进行比较，即所 述小于等于+5V的模拟电压减去所述内部产生的+5V电压，得到一个小于等于0的偏置电 压，输出至直流偏置放大模块，回到步骤(2)。 0028 在上述基于直流偏置放大电路的微波辐射计通道电压控制方法中，步骤(4)中控 制参数产生模块获得需要的电压控制参数的具体过程如下： 0029 。
26、(1)当微波辐射计观测内部的热定标源时，控制参数产生模块判断AD变换模块 的输出电压结果N是否为最大值MAX，如果是最大值，则设定初始调整量为M，其中0M MAX，按照设定的调整量步进值L，其中0LMAX，可计算调整量DM/L，在现有控制 参数的基础上减去所述调整量D后换算成16进制数输出，如果相减结果小于0x00H，则使用 0x00H； 0030 (2)当微波辐射计观测内部的热定标源时，控制参数产生模块判断AD变换模块的 输出电压结果N是否大于目标值T并且小于最大值MAX，如果是，按照设定的调整量步进值 L，可计算调整量D(N-T)/L，在现有控制参数基础上减去所述调整量D后换算成十六进制 。
27、数输出，如果相减结果小于0x00H，则使用0x00H；其中0TMAX，0LMAX； 0031 (3)当微波辐射计观测内部的热定标源时，控制参数产生模块判断AD变换模块 的输出电压结果N是否为最小值MIN，如果是最小值，则设定初始调整量为M，其中0M MAX，按照设定的调整量步进值L，其中0LMAX，可计算调整量DM/L，在现有控制 参数的基础上加上所述调整量D后换算成16进制数输出，如果相加结果大于0xFFH，则使用 0xFFH； 0032 (4)当微波辐射计观测内部的热定标源时，控制参数产生模块判断AD变换模块的 说 明 书CN 102829878 A 4/7页 8 输出电压结果N是否小于目。
28、标值T并且大于最小值MIN，如果是，按照设定的调整量步进值 L，可计算调整量D(N-T)/L，在现有控制参数基础上加上所述调整量D后换算成十六进制 数后输出，如果相加结果大于0xFFH，则使用0xFFH；其中0TMAX，0LMAX； 0033 (5)当微波辐射计观测内部的热定标源时，控制参数产生模块判断AD变换模块 的输出电压结果N是否在TLmV之间，如果是，则不进行调整，其中T为目标值，且0T MAX，L为调整量步进值，且0LMAX。 0034 本发明与现有技术相比具有如下优点： 0035 (1)本发明基于直流偏置放大电路的微波辐射计通道电压自动控制方法，通过直 流偏置放大电路实时补偿微波辐。
29、射计由于工作温度波动和器件老化等因素造成的接收机 增益波动，使接收机检波后输出的直流电压不至于超出AD变换器的输入动态范围，并能有 效的降低了对产生偏置电压器件的性能要求，同时降低直流偏置放大电路对微波辐射计本 身性能的影响； 0036 (2)本发明实现控制方法的直流偏置放大电路在微波辐射计射频或者中频检波器 之后，避免了在射频或者中频增加一级自动增益(AGC)控制电路，且直流偏置放大电路由 直流偏置放大模块、AD变换模块、控制参数产生模块和偏置电压产生模块组成，结构简单， 降低了射频或者中频电路的设计难度，在工程上易于实现； 0037 (3)本发明基于直流偏置放大电路的微波辐射计通道电压自动。
30、控制方法中，由于 直流偏置电路位于整个接收链路的增益后端，因此偏置放大电路输出对观测结果影响较 小，降低了对DA等器件的性能要求； 0038 (4)本发明基于直流偏置放大电路的微波辐射计通道自动电压控制方法适用于所 有类型的微波辐射计通道自动增益控制，具有较广的应用范围和较强的实用性。 附图说明 0039 图1为采用中频自动增益控制的微波辐射计接收通道框图； 0040 图2为本发明直流偏置放大电路结构示意图； 0041 图3为本发明直流偏置放大电路中偏置电压产生模块结构示意图； 0042 图4为本发明包括直流偏置放大电路的微波辐射计结构示意图1； 0043 图5为本发明包括直流偏置放大电路的微。
31、波辐射计结构示意图2。 具体实施方式 0044 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细描述： 0045 如图2为本发明直流偏置放大电路结构示意图，直流偏置放大电路包括直流偏置 放大模块、偏置电压产生模块、AD变换模块和控制参数产生模块。其连接关系为：直流偏置 放大模块输入负端连接在外部的微波辐射计射频检波器输出端，偏置电压产生模块输出端 连接在直流偏置放大模块的输入负端，形成一个加法器电路，直流偏置放大模块的输出端 接AD变换模块的输入端，AD变换模块的数字输出端接控制参数产生模块的数字输入端，控 制参数产生模块的数字输出端连接在偏置电压产生模块的输入端。 0046 直流偏置放大模块。
32、接收外部微波辐射计检波器输出的通道观测信号，接收偏置电 压产生模块产生的直流偏置电压，形成一个加法器电路，将输入的通道观测信号减去直流 说 明 书CN 102829878 A 5/7页 9 偏置电压模块产生的直流偏置电压，相减结果按照设计的放大倍数放大后输出给AD变换 模块。直流偏置放大电路采用高精度运算放大器实现，放大器连接为负反馈加法器，加法器 的输入分别为外部检波器输出的通道观测信号和接收偏置电压产生模块产生的直流偏置 电压。 0047 AD变化模块采用16bit精度的AD变换器，接收直流偏置放大模块输出的电压信 号，对信号进行AD变换，将模拟电压信号转换为数字信号，并输出到控制参数产生。
33、模块。 0048 控制参数产生模块在外部微波辐射计开机的起始时刻，将预置在内部的固定参数 发送到偏置电压产生模块，产生偏置电压发送到直流偏置放大模块。外部微波辐射计开机 工作之后，接收AD变换模块输出数字信号，通过计算获得需要的电压控制参数，将电压控 制参数输出到偏置电压产生模块。控制参数产生模块采用C51系列的微处理器实现，通 过外围电路实现16bit的数据接收，电压控制参数通过计算获得，设计的电压控制参数为 8bit十六进制数，每个分层代表的电压调整量为200mV。 0049 如图3所示为本发明直流偏置放大电路中偏置电压产生模块结构示意图，由图可 知偏置电压产生模块包括DA变换模块、比较器。
34、模块和高稳电压产生模块。其连接关系为： DA变换器的输出连接在比较器模块的输入正端，高稳电压源输出接比较器模块的输入负 端，经过比较器模块后输出。 0050 其中DA变换模块接收控制参数产生模块输出的电压控制参数，将电压控制参数 进行数模转换后得到小于等于+5V的模拟电压，输出到比较器模块的正端。DA变换器模块 选用8bit精度DA变换器，变换器输出电压范围0-5V。 0051 高稳电压产生模块产生高稳+5V电压，输出到比较器模块负端。高稳电压源模块 选用高精度电压源模块，输出电压为+5V，电压波动不大于100ppm。 0052 比较器模块将从DA变换模块接收的+5V的模拟电压与从高稳电压产生。
35、模块接 收的高稳+5V电压进行比较，即+5V的模拟电压减去内部产生的高稳+5V电压，得到一个 小于等于0的偏置电压，输出给直流偏置放大模块。比较器模块选用高精度运算放大器，放 大器设置为比较，DA变换模块的输出连接在比较器模块的输入正端，高稳电压产生模块的 输出连接比较器模块的输入负端，输出信号为小于等于0的直流电压。 0053 本发明基于直流偏置放大电路的微波辐射计通道电压自动控制方法，具体包括如 下步骤： 0054 (1)微波辐射计开机起始时刻，控制参数产生模块将预置在内部的固定参数发送 到偏置电压产生模块，产生偏置电压发送到直流偏置放大模块； 0055 (2)微波辐射计开机工作之后，当微。
36、波辐射计观测到内部的热定标源，微波辐射计 检波器输出通道观测信号至直流偏置放大模块，直流偏置放大模块同时接收偏置电压产生 模块产生的直流偏置电压，形成一个加法器电路，将输入的通道观测信号减去直流偏置电 压，相减结果按照设计的放大倍数放大后输出给AD变换模块。 0056 (3)AD变化模块接收直流偏置放大模块输出的电压信号，将模拟电压信号转换为 数字信号，并输出至控制参数产生模块。 0057 (4)控制参数产生模块接收AD变换模块输出数字信号，通过计算获得需要的电压 控制参数，将电压控制参数输出至偏置电压产生模块，电压控制参数为8bit十六进制数。 0058 (5)偏置电压产生模块接收控制参数产。
37、生模块发送的电压控制参数，将电压控制 说 明 书CN 102829878 A 6/7页 10 参数进行数模转换后得到小于等于+5V的模拟电压，与内部产生的+5V电压进行比较，即所 述小于等于+5V的模拟电压减去所述内部产生的+5V电压，得到一个小于等于0的偏置电 压，输出至直流偏置放大模块，回到步骤(2)。 0059 微波辐射计正常工作模式下，每个扫描周都会观测一次内部的热定标源，每次都 会进行步骤(2)到步骤(5)的操作，形成实时的周期自动控制。 0060 上述步骤(4)中控制参数产生模块通过计算获得需要的电压控制参数的具体过 程如下： 0061 步骤(一)、当微波辐射计观测内部的热定标源时。
38、，控制参数产生模块判断AD变换 模块的输出电压结果N是否为最大值10V，如果是最大值，则设定初始调整量为6V，按照每 个分层200mV的调整量步进，可计算调整量D6/0.230，换算成十六进制数为0x1EH， 在现有控制参数的基础上减去所述调整量后换算成16进制数输出，如果相减结果小于 0x00H，则使用0x00H； 0062 步骤(二)、当微波辐射计观测内部的热定标源时，控制参数产生模块判断AD变 换模块的输出电压结果N是否大于目标值3V并且小于最大值10V，如果是，按照每个分层 200mV的调整量步进，可计算调整量D(N-3)/0.2，在现有控制参数基础上减去所述调整 量后换算成十六进制数。
39、输出，如果相减结果小于0x00H，则使用0x00H； 0063 步骤(三)、当微波辐射计观测内部的热定标源时，控制参数产生模块判断AD变换 模块的输出电压结果N是否为最小值0V，如果是最小值，则设定初始调整量为9V，按照每个 分层200mV的调整量步进，可计算调整量D9/0.245，换算成十六进制数为0x2DH，在现 有控制参数的基础上加上所述调整量后换算成十六进制数输出，如果相加结果大于0xFFH， 则使用0xFFH； 0064 步骤(四)、当微波辐射计观测内部的热定标源时，控制参数产生模块判断AD变 换模块的输出电压结果N是否小于目标值3V并且大于最小值0V，如果是，按照每个分层 200m。
40、V的调整量步进，可计算调整量D(N-3)/0.2，在现有控制参数基础上加上所述调整 量后换算成十六进制数后输出，如果相加结果大于0xFFH，则使用0xFFH； 0065 步骤(五)、当微波辐射计观测内部的热定标源时，控制参数产生模块判断AD变换 模块的输出电压结果N是否在30.2mV之间，如果是，则不进行调整。 0066 如图4所示为本发明包括直流偏置放大电路的微波辐射计结构示意图1，本发明 中微波辐射计的第一种结构是由直流偏置放大电路、检波器、中频放大器、低通滤波器、混 频器、带通滤波器、低噪声放大器及天线依次连接组成。如图5所示为本发明包括直流偏置 放大电路的微波辐射计结构示意图2，本发明。
41、中微波辐射计的第二种结构是由直流偏置放 大电路、检波器、射频放大器、带通滤波器、低噪声放大器和天线依次连接组成，与图1所示 的采用中频自动增益控制的微波辐射计相比，本发明的微波辐射计结构省去了在射频或者 中频增加自动增益控制电路(AGC)，由于直流偏置电路位于整个接收链路的增益后端，因此 偏置放大电路输出对观测结果影响较小，降低了对DA等器件的性能要求，且结构简单，降 低了射频或者中频电路的设计难度，在工程上易于实现。 0067 以上所述，仅为本发明最佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换， 都应涵盖在本发明的保护范围之内。 说 明 书CN 102829878 A 10 7/7页 11 0068 本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。 说 明 书CN 102829878 A 11 1/2页 12 图1 图2 图3 说 明 书 附 图CN 102829878 A 12 2/2页 13 图4 图5 说 明 书 附 图CN 102829878 A 13 。