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专利名称：一种恒定驻波比监测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种驻波比监测装置，特别是一种恒定驻波比监测装置。
背景技术：
在射频电路中，为了监控电路中射频信号的正常传输和放大，工程上常要求电路 的驻波比不能超过设定值。如果超过设定值一定范围，需要能及时告警，以达到对电路状态 的监控。现有的驻波检测电路常需要把正向耦合和反向耦合的信号，经过对数线性检波 器后转化为低频信号，再通过AD变换后，供单片机或FPGA等数字电路处理，同时通过实验 数据建立驻波比的对应表。系统涉及较多元器件，工程上也常常不需要驻波比的定量值，只 要求不超过一定的驻波比。另外，现有驻波检测电路常需要使用线性检波电路，目前用集成电路实现线性检 波的最大输入功率一般不大于lOdBm，在大功率电路中，最大输入功率小的检波器容易受到 大信号的电磁干扰，这影响了驻波检测电路的实用性。再次，射频系统一般需要工作在不同温度和一定频率范围内，同时可能需要功率 程控，这要求驻波监测电路能在不同温度，不同输出功率和宽频带内准确告警。
实用新型内容本实用新型的发明目的在于针对上述存在的问题，提供一种恒定驻波比监测装 置，能够在不同温度、宽频带和不同输出功率下对射频电路驻波比的恶化情况进行监测，并 且在驻波比超过设定值时进行告警。本实用新型采用的技术方案是这样的该恒定驻波比监测装置，包含定向耦合器、 第一检波器、第二检波器、差动放大器和电压比较器，其中定向耦合器的正向耦合输出端 与衰减器的输入端相连接，定向耦合器的反向耦合输出端与第二检波器的输入端相连接， 第一检波器和第二检波器的输出端分别与差动放大器的同相端和反相端相连接，并且差 动放大器的输出端与电压比较器的同相端相连接，该装置还包含位于定向耦合器与第一 检波器之间的衰减器，其中所述衰减器的衰减值、与驻波比告警门限值VSWRtlW关系是 Z0(dB) =-20X Ig[(VSffR0-I) / (VSWRJ1)]。另外，第一检波器和第二检波器是按对称设计， 可以是有源偏置检波二极管。该装置还包含与电压比较器的反相端相连的门限电压电路， 其可以由串联的二极管和电阻构成，其中电压比较器的反相端与接地的二极管的阳极相 连，并且连接有供电电压的电阻也与二极管的阳极相连。综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是1、现有装置中的衰减器将信号衰减到使检波器正常工作的某一范围内即可，而本 实用新型中采用衰减器将正向耦合信号相对反向耦合信号多衰减某一个确定值后分别送 入检波器，把以往对正向与反向耦合信号检波信号差值大小的测量转化为对正向与反向耦 合检波信号相对大小的判断，其中衰减器的衰减值、与驻波比告警门限值VSWRtl之间关系是 Ztl(ClB) =-20 X Ig [(VSWRtl-I) / (VSffR0+1)]；2、本实用新型中检波器只需要满足对称设计并且能在一定的动态范围和频带内 工作，不要求具有良好的线性检波特性、温度稳定性或带内平坦度，使得其在不同工作温 度、不同频率和不同输出功率下都能够对驻波比进行告警，而且检波器可以采用有源偏置 二极管来实现，由此可以扩大检波器的工作动态范围；3、本实用新型中与电压比较器的反相端相连接的门限电压电路采用串联分压的 二极管和电阻实现稳压，这样可以克服温度变化和供电电源变化引起判决门限的改变，也 就是能够提供恒定的电压。
图1是恒定驻波比监测装置的原理图；图2是根据本实用新型的一个实施例，该恒定驻波比监测装置的电路图。
具体实施方式

以下结合附图，对本实用新型作详细的说明。为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，
以下结合附图及实施 例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本 实用新型，并不用于限定本实用新型。在现有技术中，已经存在对驻波比监测的装置，其原理图如图1所示。但是现有驻 波比监测装置中，只有在射频信号输出的正向传输耦合信号过大时才采用衰减器，用来将 信号衰减到一定的范围内，使得检波器在该范围中能够正常工作即可；在获得驻波比的定 量值过程中检波器常采用对数线性放大器，其在输出功率较大的情况下容易饱和失真。根据本实用新型的一个实施例，如图1所示，射频信号通过定向耦合器分别从正 向耦合输出端和反向耦合输出端输出正向传输耦合信号和反向传输耦合信号。定向耦合器 的正向耦合输出端和反向耦合输出端分别与衰减器和检波器2的输入端相连接，衰减器的 输出端与检波器1的输入端相连接，检波器1和检波器2的输出端分别与差动放大器的同 相端和反相端相连接，差动放大器的输出端与电压比较器的同相端相连接并且还作为检测 端口 1，用于监测驻波比的恶化情况。电压比较器的反相端与门限电压电路相连接，其中门 限电压电路可以由串联二极管和电阻构成，电压比较器的输出端作为检测端口 2，用于对驻 波比超过设定值时进行告警。在驻波比监测过程中，首先从射频电路中通过定向耦合器得到正向传输耦合信号 和反向传输耦合信号。该定向耦合器要求具有高定向性和低插损的特点，并且耦合度根据 最大输出功率和检波器最大输入功率来决定。以采用30dB耦合度，20dB定向度的L波段耦 合器，驻波比为3时告警为例。根据衰减器中衰减值Ltl与驻波比告警门限值VSWRtl之间的关 系式Ltl (dB) =-20 X Ig [(VSWRtl-I) / (VSWR。+1)]，在定向耦合器的正向耦合输出端接入6dB 的衰减器，正向传输耦合信号经衰减器衰减后传输到检波器1，而在反向耦合输出端，直接 将反向传输耦合信号传输到检波器2。从检波器1和检波器2输出的检波信号分别送入差动放大器的同相端和反相端， 检波器1和检波器2输出的信号都为负电平，当电路中驻波比较小时，检波器1输出的电平小于检波器2输出的电平，差动放大器输出负电平。当电路中驻波比接近告警门限时，检波器1和2输出的信号电平相当，差动放大器 用于放大二者的差异，减小门限判决的模糊区。当电路中驻波比超过告警门限后，输出的电平大于检波器2输出的电平，差动放 大器输出正电平。当差动放大器输出的正电平大于设定电压值时，电压比较器输出TTL高 电平，从检测端口 2输出告警信号。根据检测端口 1得到的差动放大器输出信号电平，可定 性判断驻波比相对设定门限值的恶化程度。根据本实用新型的一个实施例，该恒定驻波比监测装置的一种电路图如图2所 示。Rl、R2和R3构成衰减器，射频衰减器很容易在不同温度、不同频率和不同功率下对射 频信号稳定地衰减。根据需要监测的驻波比改变它们的阻抗值即可实现对不同驻波比门限的告警。检波器1和检波器2只需要满足对称设计同时具有一定的工作带宽和动态范围， 不要求具有线性检波特性、温度稳定性或带内平坦度，使得不同工作温度和不同输出功率 下，驻波比接近门限值时检波器1和检波器2的输出电平相当，超过门限值后都能准确告 警。另外，检波器1和检波器2中Dl和D2为同型号检波二极管，R6和R7为该二极管提供 有源偏置，从而扩大了检波器的工作动态范围。R8、R9、RlO和Rll作为差动放大器的外接 电阻，实现对差分信号的线性放大。门限电压电路中二极管D3与电阻R14串联稳压得到反相端比较电平(也就是门 限电压)，这样可克服温度变化和供电电压变化引起判决门限的改变，也就是提供了恒定的 比较电平。本实用新型选用AD8611作为电压比较器，其他功能类似的集成电路也可选用。从检测端口 1可作为人工检测端口，也可以送至下一级控制电路中，定性描述驻 波比相对于门限值恶化的程度。从检测端口 2可得到驻波比超过门限值的准确告警信号， 从应用本实用新型制作的驻波比为3的监测电路看，可以在-40 +60°C温度范围内，在L 波段输出功率从1瓦到1千瓦范围内，实现驻波告警功能。当驻波比大于3. 5时，即可在检 测端口 2输出TTL告警信号，可以满足工程上的需要。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本 实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型 的保护范围之内。权利要求1.一种恒定驻波比监测装置，包含定向耦合器、第一检波器、第二检波器、差动放大器 和电压比较器，其中所述定向耦合器的正向耦合输出端与所述衰减器的输入端相连接，所 述定向耦合器的反向耦合输出端与所述第二检波器的输入端相连接，所述第一检波器和所 述第二检波器的输出端分别与所述差动放大器的同相端和反相端相连接，并且所述差动 放大器的输出端与所述电压比较器的同相端相连接，其特征在于，还包含位于所述定向耦 合器与所述第一检波器之间的衰减器，其中所述衰减器的衰减值、与驻波比告警门限值 VSWR。的关系是Z。(dB) =-20X Ig[(VSWRtl-I) / (VSWR。+1)]。
2.如权利要求1所述的恒定驻波比监测装置，其特征在于，所述第一检波器与所述第 二检波器的结构对称。
3.如权利要求2所述的恒定驻波比监测装置，其特征在于，所述第一检波器和所述第 二检波器都是有源偏置的同类型检波二极管。
4.如权利要求1所述的恒定驻波比监测装置，其特征在于，还包含门限电压电路，其中 所述门限电压电路与所述电压比较器的反相端相连接。
5.如权利要求4所述的恒定驻波比监测装置，其特征在于，所述门限电压电路包含串 联的二极管和电阻，其中所述电压比较器的反相端与接地的所述二极管的阳极相连，并且 连接有供电电压的所述电阻也与所述二极管的阳极相连。
专利摘要本实用新型公开了一种恒定驻波比监测装置，属于驻波比监测技术领域。该恒定驻波比监测装置包含定向耦合器，第一检波器和第二检波器，差动放大器以及电压比较器，其特征在于，衰减器的衰减值L0与驻波比告警门限值VSWR0的关系是L0(dB)=-20×lg[(VSWR0-1)／(VSWR0+1)]；第一检波器和第二检波器按对称设计，可以是有源偏置二极管；并且与电压比较器的反相端相连的门限电压电路由串联二极管和电阻构成。通过本实用新型，能够在不同温度下、不同工作频率下和不同输出功率下对射频电路驻波比恶化情况进行监测，并且在驻波比超过设定值时进行告警。
文档编号G01R27/06GK201828610SQ20102026854
公开日2011年5月11日 申请日期2010年7月23日 优先权日2010年7月23日
发明者李小华 申请人:四川九洲电器集团有限责任公司