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1、(10)申请公布号 CN 103647510 A (43)申请公布日 2014.03.19 CN 103647510 A (21)申请号 201310687311.5 (22)申请日 2013.12.16 H03C 3/40(2006.01) (71)申请人 中国电子科技集团公司第四十一研 究所 地址 266555 山东省青岛市经济技术开发区 香江路 98 号 (72)发明人 董建涛 薛沛祥 刘磊 缪国锋 李墩泰 苏杰 (74)专利代理机构 北京众合诚成知识产权代理 有限公司 11246 代理人 龚燮英 (54) 发明名称 一种微波信号的有限任意频差反射控制方法 (57) 摘要 本发明提供一种。
2、微波信号的有限任意频差反 射控制方法， 包括以下步骤 ： 步骤 1， 设置频差信 号通过 FPGA 内部转化为 sin 信号和 cos 信号输 入到调制器中 ； 步骤 2， 对输入信号耦合的功率， 检波后， 进行处理， 控制压控衰减器， 使其调整到 调制的合适功率范围 ； 步骤 3， 设置输出信号的功 率， 在稳幅环实现增益的稳幅控制。采用上述方 案， 通过校准调制器， 可有效的抑制载波的溃通和 镜频的抑制， 降低了杂散信号， 使整个通道变频的 过程中相噪恶化程度保持恒定， 可以保证较小频 差的实现可靠性。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 1 页 (19)中华。
3、人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103647510 A CN 103647510 A 1/1 页 2 1. 一种微波信号的有限任意频差反射控制方法， 其特征在于， 包括以下步骤 ： 步骤 1， 设置频差信号通过 FPGA 内部转化为 sin 信号和 cos 信号输入到调制器中 ； 步骤 2， 对输入信号耦合的功率， 检波后， 进行处理， 控制压控衰减器， 使其调整到调制 的合适功率范围 ； 步骤 3， 设置输出信号的功率， 在稳幅环实现增益的稳幅控制。 2.如权利要求1所述的控制方法， 其特征在于， 所述步骤1后还。
4、执行步骤A1 ： 将调制器 的正交两路信号的幅度、 相位、 延迟设置通过 FPGA 调整数字的值进行校准。 3. 如权利要求 1 所述的控制方法， 其特征在于， 所述步骤 1 中， 将 sin 信号和 cos 信号 在调制器内部相乘后产生单边带信号。 4.如权利要求3所述的控制方法， 其特征在于， 所述步骤1中， 所述频差信号通过IQ调 制器和 FPGA 模拟产生 ； 所述频差信号为正值或负值 ； 所述频差信号的范围为 DC 80MHz， 精度为 0.5Hz。 5. 如权利要求 1 所述的控制方法， 其特征在于， 所述步骤 2 中， 所述处理的步骤为 ： 用 DAC 对输入信号进行采集。 6.。
5、如权利要求5所述的控制方法， 其特征在于， 所述步骤2中， 所述控制压控衰减器， 使 其调整到调制的合适功率范围的具体步骤为 ： 对输入信号进行功率检测， 若输入信号的功 率值大于预设置的功率值时， 则通过 DAC 置入相应的电压， 通过压控衰减器衰减 ； 若输入信 号的功率值等于预设置的功率值大时适当， 则保持不变 ； 最终调整到匹配调制器合 IQ 调制 的需要功率范围， 作为调制器的本振信号输入。 7. 如权利要求 5 所述的控制方法， 其特征在于， 所述步骤 2 的具体步骤为 ： 步骤 1， 将输入的信号， 经过耦合器， 耦合出一路信号 ； 步骤 2， 对耦合出的信号检波， 转化成直流信。
6、号 ； 步骤 3， 通过 ADC 采集直流信号， 并计算当前输入信号的功率值 ； 步骤 4， 比较当前信号的功率值是否符合 IQ 调制器的输入功率 ； 步骤 5， 若符合， 直接输入 IQ 调制器 ； 若不符合， 控制压控衰减器衰减输入信号功率， 使 其调整到 IQ 调制的需要的功率范围。 权 利 要 求 书 CN 103647510 A 2 1/4 页 3 一种微波信号的有限任意频差反射控制方法 技术领域 0001 本发明属于微波信号控制技术领域， 尤其涉及的是一种微波信号的有限任意频差 反射控制方法。 背景技术 0002 目前对于任意频差调整可应用与无线电高度表模拟器等装置， 其是检验机载。
7、无线 电高度表准确度的重要仪器， 可广泛应用于军民两用的多兵种、 多飞行器的高度表检验。 无 线电高度表是各种飞机和飞航导弹等飞行器的重要测量元件， 其性能决定了飞行器纵向航 路的控制品质。它的工作原理是实时跟踪高度表输出扫描信号， 通过频率合成方式产生与 扫描信号有固定频差的信号， 作为反馈输出给高度表接收器。通过软件可以设置任意频差 信号， 这样模拟器就可以模拟任意高度， 使用灵活性和广泛性大大提高。同时通过软件校 准， 保证在不同使用环境下高度表模拟器的模拟精度。 0003 目前的技术方案主要是三种类型 ： 一是采用等效高度电缆箱模拟， 采用等效频差 电缆箱模拟， 不同长度的电缆代表不同。
8、的频差， 无线电信号在不同长度的电缆上传输模拟 了不同的频差。 ； 二是采用混频器 +DDS 的方案 ； 第二种方案与本发明方案最为相近， 但是不 同的是本发明未采用上下变频以及 DDS 的实现方式， 第二种方案将输入的信号耦合分成两 路， 一路先混频到高中频后， 再带通滤波， 而另一路， 通过检波计数器的方式得到频率值， 在 通过给 DDS 输入合适的分频和倍频的数据， 得到频差和本振， 与高中频进行下混频后， 再输 出， 频差由 DDS 提供， 而本方案不采用上下混频的方式， 而是直接的将输入信号进行功率的 匹配后， 进入 IQ 调制器， 将频差的 IQ 数据在基带中产生， 分别产生 co。
9、s 和 sin 两路信号， 与 功率匹配后的输入信号， 在调制器内部调制， 最终输出。 0004 一是等效长度电缆箱模拟的方案主要的缺点是， 由于电缆缆的无法任意长度的连 续， 导致频差的不连续， 而且由于线缆的长度是有限制的， 因此模拟的范围是有限制的。二 是采用混频器 +DDS 的方案， 多级的变频不仅导致实现的复杂性， 而且引入了杂散信号干扰 了测量的精度， DDS 当前由于频率的限制需要多次倍频实现， 导致杂散较多， 且本身相噪就 较差， 再倍频后， 导致相噪更加的恶化， 导致在小频差时不能满足测试需要。而且实现电路 的复杂性难以满足外场测试的需要， 功耗较大。 0005 因此， 现有。
10、技术存在缺陷， 需要改进。 发明内容 0006 本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足， 提供一种微波信号的有限任 意频差反射控制方法。 0007 本发明的技术方案如下 ： 0008 一种微波信号的有限任意频差反射控制方法， 其中， 包括以下步骤 ： 0009 步骤1， 设置频差信号通过FPGA内部转化为sin信号和cos信号输入到调制器中 ； 0010 步骤 2， 对输入信号耦合的功率， 检波后， 进行处理， 控制压控衰减器， 使其调整到 说 明 书 CN 103647510 A 3 2/4 页 4 调制的合适功率范围 ； 0011 步骤 3， 设置输出信号的功率， 在稳幅环实现增益的。
11、稳幅控制。 0012 所述的控制方法， 其中， 所述步骤 1 后还执行步骤 A1 ： 将调制器的正交两路信号的 幅度、 相位、 延迟设置通过 FPGA 调整数字的值进行校准。 0013 所述的控制方法， 其中， 所述步骤 1 中， 将 sin 信号和 cos 信号在调制器内部相乘 后产生单边带信号。 0014 所述的控制方法， 其中， 所述步骤 1 中， 所述频差信号通过 IQ 调制器和 FPGA 模拟 产生 ； 所述频差信号为正值或负值 ； 所述频差信号的范围为 DC 80MHz， 精度为 0.5Hz。 0015 所述的控制方法， 其中， 所述步骤2中， 所述处理的步骤为 ： 用DAC对输入。
12、信号进行 采集。 0016 所述的控制方法， 其中， 所述步骤 2 中， 所述控制压控衰减器， 使其调整到调制的 合适功率范围的具体步骤为 ： 对输入信号进行功率检测， 若输入信号的功率值大于预设置 的功率值时， 则通过 DAC 置入相应的电压， 通过压控衰减器衰减 ； 若输入信号的功率值等 于预设置的功率值大时适当， 则保持不变 ； 最终调整到匹配调制器合 IQ 调制的需要功率范 围， 作为调制器的本振信号输入。 0017 所述的控制方法， 其中， 所述步骤 2 的具体步骤为 ： 0018 步骤 1， 将输入的信号， 经过耦合器， 耦合出一路信号 ； 0019 步骤 2， 对耦合出的信号检波。
13、， 转化成直流信号 ； 0020 步骤 3， 通过 ADC 采集直流信号， 并计算当前输入信号的功率值 ； 0021 步骤 4， 比较当前信号的功率值是否符合 IQ 调制器的输入功率 ； 0022 步骤 5， 若符合， 直接输入 IQ 调制器 ； 若不符合， 控制压控衰减器衰减输入信号功 率， 使其调整到 IQ 调制的需要的功率范围。 0023 采用上述方案， 通过数字电路产生了连续的基带信号， 在调制器内部正交调制后， 输出了连续的信号， 提供连续的频差， 并可向正负两个方向变化 ； 通过提高数模转换器的采 样率， 可以提供大宽范围的频差 ； 通过校准调制器， 可有效的抑制载波的溃通和镜频的。
14、抑 制， 降低了杂散信号， 使整个通道变频的过程中相噪恶化程度保持恒定， 可以保证较小频差 的实现可靠性， 不易干扰。 附图说明 0024 图 1 为本发明方法的流程图。 具体实施方式 0025 以下结合附图和具体实施例， 对本发明进行详细说明。 0026 实施例 1 0027 本发明将输入的信号， 耦合出一路来， 检波后， 用 DAC 采集， 然后数据处理后， 进行 功率检测， 若功率大， 则通过 DAC 置入相应的电压， 通过压控衰减器衰减， 若适当， 则保持不 变， 最终调整到匹配调制器适合的功率范围， 作为调制器的本振信号输入。通过 FPGA 或者 等效的数字电路产生需要的频差数字信号。
15、， 由 DAC 数模转换后， 分为 sin 信号和 cos 信号 两路， 在调制器内部相乘后， 然后产生单边带信号， 载波和镜频信号被一定幅度的抑制。调 说 明 书 CN 103647510 A 4 3/4 页 5 制器输出的信号， 经过一个多级的功率衰减器， 以及稳幅环路， 调整到用户需要的功率后输 出， 最后通过一个带通滤波器， 滤除带外的无用信号后， 输出。 0028 根据实际的需要， 频差信号由上位机软件输入， 经计算后， 输入至 FPGA 程序单元， 通过DAC产生sin和cos两路正交的信号输入至调制器 ； 输入信号耦合一路， 检波后， 由ADC 采集直流信号， 根据检波器的检测特。
16、性和采集到的数字信号值， 计算后， 判断输入信号的功 率范围是否在调制器的功率范围， 若在， 则进入调制器 ； 若不在， 则根据压控衰减器的特性， 通过数字电路和 DAC 控制压控衰减器的电压， 最终将输入的信号进行衰减， 直到符合调制 器的功率范围。在调制器的内部， 输入信号作为本振， 与 FPGA 输入的两路正交信号， 先各 自混频后， 再相加， 这样只输出了需要的上边带或者下边带的一路信号。调制器抑制了镜 频和本振， 只输出了必要的信号。 最终输出信号的功率用户可自行设置， 通过上位机、 总线、 FPGA， 最后传递给 DAC， DAC 输出的直流信号， 与耦合器检波回来的信号， 进行比。
17、较、 反馈、 稳 幅后， 滤波， 最终输出。 0029 本发明中的输入信号做本振信号使用， 频差信号通过IQ调制器和FPGA模拟产生。 0030 上述中 , 基于耦合器之后的检波， 以及采集、 比对、 控制， 至最后的压控衰减。 0031 上述中频差可以是正值， 也可以是负值。正值时， 基带产生一路为 cos(wt)， 一路 为-sin(wt)， 负值时， 基带产生的一路信号是cos(wt)， 另一路为sin(wt)。 产生频差的范围 为 DC 80MHz， 精度是 0.5Hz。 0032 在上述实施例的基础上， 进一步提供一种微波信号的有限任意频差反射控制方法 包括以下步骤 ： 0033 步。
18、骤1， 频差由上位机输入， 通过FPGA内部转化成相应的sin和cos信号输入到调 制器。 0034 步骤 2， 调制器的正交两路信号的幅度不一致、 相位不正交、 延迟不一致， 可通过 FPGA 调整数字的值进行校准 0035 步骤 3， 对输入信号耦合的功率， 检波后， 进行处理， 自动控制压控衰减器， 使其调 整到调制的合适功率范围。 0036 步骤 4， 设置输出信号的功率， 在稳幅环实现增益的稳幅控制。 0037 该技术实现了是一种微波信号的有限任意频差反射技术， 产生的频差是连续实时 的、 可调的， 精度是 0.5Hz， 可以覆盖大频差动态范围， 最大带宽是 DC 80MHz， 并可。
19、向正和 负两个方向变化， 不恶化输入信号的相噪， 可有效的抑制杂散信号， 近端杂散的抑制可以达 到 -67dBc， 电路简洁功耗低， 可满足手持式的外场应用。 0038 实施例 2 0039 在上述实施例的基础上， 进一步如图 1 所示， 提供一种微波信号的有限任意频差 反射控制方法， 其中， 包括以下步骤 ： 0040 步骤1， 设置频差信号通过FPGA内部转化为sin信号和cos信号输入到调制器中 ； 0041 步骤 2， 对输入信号耦合的功率， 检波后， 进行处理， 控制压控衰减器， 使其调整到 调制的合适功率范围 ； 0042 步骤 3， 设置输出信号的功率， 在稳幅环实现增益的稳幅控。
20、制。 0043 所述步骤 1 后还执行步骤 A1 ： 将调制器的正交两路信号的幅度、 相位、 延迟设置通 过 FPGA 调整数字的值进行校准。 说 明 书 CN 103647510 A 5 4/4 页 6 0044 所述步骤 1 中， 将 sin 信号和 cos 信号在调制器内部相乘后产生单边带信号。 0045 所述步骤1中， 所述频差信号通过IQ调制器和FPGA模拟产生 ； 所述频差信号为正 值或负值 ； 所述频差信号的范围为 DC 80MHz， 精度为 0.5Hz。 0046 所述步骤 2 中， 所述处理的步骤为 ： 用 DAC 对输入信号进行采集。 0047 所述步骤 2 中， 所述控制。
21、压控衰减器， 使其调整到调制的合适功率范围的具体步 骤为 ： 对输入信号进行功率检测， 若输入信号的功率值大于预设置的功率值时， 则通过 DAC 置入相应的电压， 通过压控衰减器衰减 ； 若输入信号的功率值等于预设置的功率值大时适 当， 则保持不变 ； 最终调整到匹配调制器合 IQ 调制的需要功率范围， 作为调制器的本振信 号输入。 0048 或 / 和所述步骤 2 的具体步骤为 ： 0049 步骤 1， 将输入的信号， 经过耦合器， 耦合出一路信号 ； 0050 步骤 2， 对耦合出的信号检波， 转化成直流信号 ； 0051 步骤 3， 通过 ADC 采集直流信号， 并计算当前输入信号的功率。
22、值 ； 0052 步骤 4， 比较当前信号的功率值是否符合 IQ 调制器的输入功率 ； 0053 步骤 5， 若符合， 直接输入 IQ 调制器 ； 若不符合， 控制压控衰减器衰减输入信号功 率， 使其调整到 IQ 调制的需要的功率范围。 0054 采用上述方案， 通过数字电路产生了连续的基带信号， 在调制器内部正交调制后， 输出了连续的信号， 提供连续的频差， 并可向正负两个方向变化 ； 通过提高数模转换器的采 样率， 可以提供大宽范围的频差 ； 通过校准调制器， 可有效的抑制载波的溃通和镜频的抑 制， 降低了杂散信号， 使整个通道变频的过程中相噪恶化程度保持恒定， 可以保证较小频差 的实现可靠性， 不易干扰。 0055 应当理解的是， 对本领域普通技术人员来说， 可以根据上述说明加以改进或变换， 而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。 说 明 书 CN 103647510 A 6 1/1 页 7 图 1 说 明 书 附 图 CN 103647510 A 7 。