[发明专利]一种功率和驻波比检测的装置及方法

权利要求书

1.一种功率和驻波比检测的装置，其特征在于，所述装置具体包括第一模数转换器AD、FPGA模块、数模转换器DA、功率放大器PA、前向耦合器、多工器、反向耦合器、负载、射频滤波器、射频开关和混频链路，所述第一模数转换器AD的输出端与FPGA模块相连接，所述FPGA模块的输出端与数模转换器DA连接，所述数模转换器DA的输出端与功率放大器PA相连接，所述功率放大器PA的输出端接入多工器，所述多工器的输出端与负载相连接，

所述射频开关通过射频端口FWDn与前向耦合器相连接，所述前向耦合器与功率放大器PA和多工器之间的射频线进行连接，所述射频开关还与射频滤波器的输出端REV相连接；

所述射频滤波器通过射频线与反向耦合器相连接，所述反向耦合器与多工器和负载之间的射频线连接；

所述射频开关的输出端、混频链路和FPGA模块依次相连接。

2.根据权利要求1所述的一种功率和驻波比检测的装置，其特征在于，所述装置还包括至少一个数模转换器DA、至少一个功率放大器PA和至少一个前向耦合器，所述射频开关通过射频端口FWD1、FWD2、...、FWDn分别与一个前向耦合器相连接，所述每个前向耦合器与每个功率放大器PA和多工器之间的射频线进行连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种功率和驻波比检测的装置，其特征在于，所述前向耦合器是以微带耦合的方式与功率放大器PA和多工器之间的射频线进行微带耦合连接。

4.根据权利要求1或2所述的一种功率和驻波比检测的装置，其特征在于，所述反向耦合器是以微带耦合的方式与多工器和负载之间的射频线微带耦合连接。

5.根据权利要求1或2所述的一种功率和驻波比检测的装置，其特征在于，所述前向耦合器是单向耦合器。

6.根据权利要求1或2所述的一种功率和驻波比检测的装置，其特征在于，所述反向耦合器是单向耦合器。

7.根据权利要求1或2所述的一种功率和驻波比检测的装置，其特征在于，所述混频链路包括依次相连的混频器、中频滤波器、中小功率放大器、第二模数转换器AD。

8.一种功率和驻波比检测的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)通过射频开关选择需要检测的前向功率链路的射频线端口FWD，接通前向功率检测链路，调整功率放大器PA，使输出功率达到所需要的预设功率值Pout′；

(2)前向功率的模拟信号通过第一模数转换器AD转化为数字信号进入FPGA模块，并记录进入FPGA模块中的信号功率值，记为P1；

(3)前向功率的数字信号从FPGA模块中输出，经过数模转换器DA进行数模转换以及功率放大器PA进行功率放大后，通过前向耦合器以微带耦合的方式将信号输入到混频链路中进行混频、滤波、功率放大以及模数转换处理，最后将处理过的信号提供给FPGA模块进行统计与计算；

(4)在FPGA模块中记录从混频链路进入FPGA模块中的信号功率值，记为P2；

(5)在FPGA模块中根据上述步骤统计的所述P1和P2计算定标功率P3和定标增益G1，即完成功率检测的定标，

所述定标功率P3的计算公式为：P3＝P2+反馈链路温度补偿值，

所述定标增益G1的计算公式为：G1＝P2+反馈链路温度补偿值-P1，

所述反馈链路温度补偿值为反馈链路中由于温度变化使通路中的信号增益发生变化而补偿的功率值；

(6)完成功率检测的定标后，计算最终输出功率值，记为Pout，所述Pout的计算公式为：

Pout＝Pout′+P2+反馈链路温度补偿值-P3，所述Pout′和P3为常量；

(7)完成功率检测的定标和计算后，然后接通反向功率检测链路，前向功率的信号经过第一模数转换器AD、FPGA模块、数模转换器DA、多工器，再经过失配负载，部分信号从负载反射回来，反射回来的反向功率通过反向耦合器以微带耦合的方式与射频滤波器耦合，通过射频开关进入混频链路经过混频、放大、模数转换，最后将反向反馈功率的数字信号提供给FPGA模块进行统计，所述负载的驻波比为VSWR′，即回波损耗为RL′；

(8)在FPGA模块中，统计反向反馈功率统计值、回波损耗增益的统计值、当前回波损耗的统计值以及回波损耗的定标值，分别记为P4、G2、RL1以及RL2，所述G2的计算公式为：

G2＝P4+反馈链路温度补偿值-P1，

所述RL1的计算公式为：RL1＝G2-G1，

所述RL2的计算公式为：RL2＝RL1-RL′，即完成回波损耗定标，所述G1和RL2为常量，P4、G2和RL1为变量；

(9)回波损耗定标完成后，计算实际的回波损耗，记为RL，所述RL的计算公式为：RL＝RL1-RL2；

(10)得到RL后，计算实际驻波比VSWR，所述VSWR的计算公式为：VSWR=(1+10S1120)/(1-10S1120)]]>，其中公式中的S11＝-RL；

(11)得到驻波比VSWR值后，在FPGA模块中检测输出端的匹配状况。