[发明专利]一种基于对数峰值检波法的宽带信号检测方法

说明书

本发明一种基于对数峰值检波法的宽带信号检测方法，可以实现宽带电场传感信号的同时接收，包括步骤一、使用宽带低噪声放大器将电场传感信号进行放大，落入宽带对数峰值检波器的检测范围内；步骤二、使用宽带对数峰值检波器将放大后的电场传感信号转化为只保留电场传感信号峰值信息的输出电压；步骤三、使用AD采样电路将输出电压转化为数字信号，并传输给计算机处理。本发明无需已知待测场频率，也无需多次调节参数便能够实现宽带电场传感信号的检测处理，检测效率较高；同时电路结构简单，节约了检测成本，简化了整个电场传感系统。

技术领域

本发明属于电场传感和射频电路设计领域，具体是一种基于对数峰值检波法的宽带信号检测方法。

背景技术

随着通信技术的飞速发展，电子设备的复杂度越来越大，但抗毁能力也随之变差，多变的电磁环境会直接影响系统和设备的正常运行，这使得电场的实时监控变得尤为重要。传统的电场测量方式是利用各种天线进行的，系统中常常包含金属结构，这将对待测电场产生干扰；同时，单个天线很难满足宽频带的测量需求，因此测量中往往需要使用多个天线，大大增加了测量系统的复杂度；此外，传统电场测量设备体积较大，无法适用于范围较小的电场测量。为了克服上述缺点，基于晶体光电效应的光学电场传感器因其体积小、抗干扰性好、灵敏度高、频带宽等优点得到了愈加广泛的应用。

为了从光学电场传感器输出的光信号中获取待测的电场信息，现有的传统方法是利用一个光探测器将光信号转化为电信号，再接入频谱仪中进行观察。当需要检测单路已知频率电场时，这种检测方式基本能够达到实时检测的目的，但当面对复杂电场情况时，这种传统方式具有以下缺点：①当检测宽带未知频率电场时，待测信号为瞬变信号时，需已知信号频率，或反复调节频谱仪的频率参数，多次扫频来确定待测频点，才能够准确观测到信号，使得检测效率较低；②当需要使用多个电场传感器同时进行测量时，需要为每一路各配备一台频谱仪，检测成本较高，且整体检测系统过于复杂。

电场传感信号的传统处理方式需要借助成本较高的频谱分析仪完成，且使用时很大程度上地增加了整个电场传感系统的体积和复杂程度；电场传感信号的频谱仪检测法，不易于计算机进行后续的信号处理工作，且难以检测高速瞬变信号，检测效率较低。

发明内容

本发明针对现有电场传感信号处理方式具有低效率、高成本、系统复杂等缺点，提出了一种基于对数峰值检波法的宽带信号检测方法，基于宽带低噪放大器，宽带对数峰值检波器和AD采样电路三部分配合实现；具体步骤如下：

步骤一、使用宽带低噪声放大器将电场传感信号进行放大，落入宽带对数峰值检波器的检测范围内；

电场传感信号包括高频信号，低频信号或者多个频率信号的叠加；

步骤二、使用宽带对数峰值检波器将放大后的电场传感信号转化为只保留电场传感信号峰值信息的输出电压；

具体步骤如下：

步骤201、放大后的电场传感信号经过宽带对数峰值检波器的每级对数放大器，输出端通过检测单元转换为电流；

步骤202、将所有对数放大器输出的电流送至求和电路进行求和；

步骤203、将求和后的电流进行电流-电压转换，得到和输入信号功率成线性关系的输出电压V_OUT；

根据宽带对数峰值检波器的输出电压与输入电压之间的关系式：

V_OUT＝V_SLOP/dB×20×lg(V_IN/V_INTERCEPT) (1)