一種固態(tài)功放自動(dòng)校準(zhǔn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明基于遺傳算法，提供了一種精度較高的固態(tài)功放自動(dòng)校準(zhǔn)方法。屬于微波 固態(tài)功率放大器領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前針對(duì)微波/毫米波功率計(jì)的自動(dòng)校準(zhǔn)方法常用的有"定向耦合器法"、"交替比 較法"、傳遞標(biāo)準(zhǔn)法"和"六端口法"等。
[0003] 但對(duì)于功率放大器本身功率值進(jìn)行校準(zhǔn)的方法尚不多見(jiàn)，其校準(zhǔn)的通用方法是利 用諸如功率計(jì)之類(lèi)的測(cè)量?jī)x器對(duì)被校設(shè)備真實(shí)輸出功率值（在相應(yīng)頻點(diǎn)特定功率值處測(cè) 試一次或選擇幾個(gè)功率點(diǎn)測(cè)試后取均值）與被校設(shè)備本身記錄功率值進(jìn)行誤差修正計(jì)算， 而后將誤差修正值以特定的單位寫(xiě)入被校設(shè)備，進(jìn)而完成校準(zhǔn)。
[0004] 此方法存在所得的誤差修正值精度較低且偶然性較大的缺陷，因此，業(yè)內(nèi)需要一 種精度較高且效率高效的功率校準(zhǔn)方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對(duì)上述存在問(wèn)題或不足，為實(shí)現(xiàn)高效和精準(zhǔn)的功率校準(zhǔn)，本發(fā)明基于遺傳算法， 提供了一種固態(tài)功放自動(dòng)校準(zhǔn)方法。
[0006] 該固態(tài)功放自動(dòng)校準(zhǔn)方法，具體包括以下步驟：
[0007] 步驟1、通過(guò)校準(zhǔn)計(jì)算機(jī)的人機(jī)交互界面，控制計(jì)算機(jī)與固態(tài)功放插箱/機(jī)柜MCS 監(jiān)控進(jìn)行通信，采集MCS監(jiān)控單片機(jī)中顯示功率值，記為P1;
[0008] 步驟2、通過(guò)計(jì)算機(jī)人機(jī)交互界面遠(yuǎn)程控制信號(hào)源、功率計(jì)對(duì)固態(tài)功放插箱/機(jī)柜 的實(shí)際輸出功率值進(jìn)行自動(dòng)測(cè)試和采集，記為 Pl'。
[0009] 步驟3、，在校準(zhǔn)計(jì)算機(jī)上將采集MCS監(jiān)控單片機(jī)中所得的顯示功率值？1和采集功 率計(jì)測(cè)試所得的實(shí)際輸出功率值P 1'進(jìn)行誤差修正計(jì)算，構(gòu)建誤差修正值函數(shù)
[0010]
[0011] 其中w為給定的測(cè)試功率點(diǎn)上限值，土u為誤差修正值允許范圍，m為測(cè)試功 率點(diǎn)個(gè)數(shù);m值的大小根據(jù)校準(zhǔn)精度的要求進(jìn)行自由設(shè)定，當(dāng)m值取定時(shí)，P i, pi+1. .. Pnr^ 分別從（l，w)中隨機(jī)選取一個(gè)測(cè)試功率點(diǎn)值，對(duì)相應(yīng)測(cè)試功率點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的真實(shí)功率值 Pl'，p1+1'... Pm'進(jìn)行采集，繼而獲得相應(yīng)誤差修正值f (P)。
[0012] 步驟4、引入遺傳算法：對(duì)f(p)進(jìn)行浮點(diǎn)數(shù)編碼，若產(chǎn)生具有m個(gè)浮點(diǎn)數(shù)的個(gè)體， 只需對(duì)P 1, P1+1. .. Pn在其給定的測(cè)試功率點(diǎn)值范圍內(nèi)分別進(jìn)行m次選取，而后進(jìn)行相應(yīng)的遺 傳操作以獲得minf (p)及maxf (p)，在求解函數(shù)f (p)最優(yōu)解的過(guò)程中，直接將函數(shù)f (p)作 為評(píng)價(jià)函數(shù)，個(gè)體適應(yīng)度直接取為f (P)所對(duì)應(yīng)的誤差修正值。
[0013] 步驟5、根據(jù)誤差修正值均值函數(shù)
(±u為誤差修正值允許范圍）計(jì)算得到F(P)的值，將F(P)作為最終誤差修正值寫(xiě)入被校 設(shè)備，完成對(duì)KA功放功率的自動(dòng)校準(zhǔn)。
[0014] 綜上所述，本方法由于采用了遺傳算法，相對(duì)于傳統(tǒng)的校準(zhǔn)方法而言，提高了精度 和效率，是一種高精度高效率的固態(tài)功放自動(dòng)校準(zhǔn)方法。
【附圖說(shuō)明】
[0015] 圖1為固態(tài)功放插箱/機(jī)柜組成原理；
[0016] 圖2為功率自動(dòng)校準(zhǔn)框圖；
[0017] 圖3為遺傳算法流程
[0018] 圖4為固態(tài)功放功率自動(dòng)校準(zhǔn)軟件流程；
[0019] 圖5為功率自動(dòng)測(cè)量流程；
[0020] 圖6為功率誤差修正流程。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 在圖1的基礎(chǔ)上了解固態(tài)功插箱/機(jī)柜的組成原理，通過(guò)圖2掌握功率自動(dòng)校準(zhǔn) 的硬件連接及數(shù)據(jù)流向，為功放功率自動(dòng)測(cè)量和誤差修正計(jì)算奠定基礎(chǔ)。
[0022] 功放功率自動(dòng)測(cè)量的步驟如圖5所示，其所測(cè)得的數(shù)據(jù)用于誤差修正計(jì)算。
[0023] 圖3中，根據(jù)引入的誤差修正值函數(shù)f (p)中變量個(gè)數(shù)（m個(gè)）以及函數(shù)f (p)、F(P) 的有界性，采用遺傳算法中的"浮點(diǎn)數(shù)編碼"方法對(duì)f (P)進(jìn)行編碼，形成一個(gè)具有m個(gè)浮點(diǎn) 數(shù)的個(gè)體，隨機(jī)產(chǎn)生具有M個(gè)個(gè)體初始種群；計(jì)算每一個(gè)體的目標(biāo)函數(shù)值，并對(duì)這M個(gè)函數(shù) 值進(jìn)行由小到大（由大到?。┡判颍涗涀顑?yōu)個(gè)體，并結(jié)合輪盤(pán)賭的方式進(jìn)行選擇操作，淘 汰η個(gè)函數(shù)值較大（小）的個(gè)體，并分別替換成η個(gè)較?。ù螅┖瘮?shù)值對(duì)應(yīng)的個(gè)體；對(duì)這M 個(gè)個(gè)體隨機(jī)兩兩配對(duì)，按一指定的交叉概率Ρ。進(jìn)行單點(diǎn)交叉操作；對(duì)每一個(gè)體中的每一參 數(shù)，按一指定變異概率Pji行基本位變異操作；刪除種群中一任意個(gè)體并替換成先前所記 錄的最優(yōu)個(gè)體；看是否滿(mǎn)足收斂條件（最大世代數(shù)），滿(mǎn)足則輸出最大或最小的最優(yōu)解并退 出，否則進(jìn)行循環(huán)操作。當(dāng)?shù)玫絝(P)的兩個(gè)最優(yōu)解后（最大及最小值），進(jìn)行F(P)計(jì)算，將 計(jì)算所得的誤差修正值以特定的單位寫(xiě)入功放單片機(jī)，完成對(duì)功放功率的自動(dòng)校準(zhǔn)。具體 的誤差修正步驟如圖6所示。
[0024] 為了解放雙手，提高效率，可以在上述方法的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，軟件的流 程如圖4所不。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種固態(tài)功放自動(dòng)校準(zhǔn)方法，具體包括以下步驟： 步驟1、通過(guò)校準(zhǔn)計(jì)算機(jī)的人機(jī)交互界面，控制計(jì)算機(jī)與固態(tài)功放插箱/機(jī)柜MCS監(jiān)控 進(jìn)行通信，采集MCS監(jiān)控單片機(jī)中顯示功率值，記為Pl; 步驟2、通過(guò)計(jì)算機(jī)人機(jī)交互界面遠(yuǎn)程控制信號(hào)源、功率計(jì)對(duì)固態(tài)功放插箱/機(jī)柜的實(shí) 際輸出功率值進(jìn)行自動(dòng)測(cè)試和采集，記為Pi' ； 步驟3、在校準(zhǔn)計(jì)算機(jī)上將采集MCS監(jiān)控單片機(jī)中所得的顯示功率值Pl和采集功率計(jì) 測(cè)試所得的實(shí)際輸出功率值Pl'進(jìn)行誤差修正計(jì)算，構(gòu)建誤差修正值函數(shù)其中w為給定的測(cè)試功率點(diǎn)上限值，土u為誤差修正值允許范圍，m為測(cè)試功率點(diǎn)個(gè)數(shù)；m值的大小根據(jù)校準(zhǔn)精度的要求進(jìn)行自由設(shè)定，當(dāng)m值取定時(shí)，Pi, pi+1.. . 分別從（1，w) 中隨機(jī)選取一個(gè)測(cè)試功率點(diǎn)值，對(duì)相應(yīng)測(cè)試功率點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的真實(shí)功率值Pl'，p1+1'...P:進(jìn) 行采集，繼而獲得相應(yīng)誤差修正值f(P); 步驟4、引入遺傳算法：對(duì)f(p)進(jìn)行浮點(diǎn)數(shù)編碼，若產(chǎn)生具有m個(gè)浮點(diǎn)數(shù)的個(gè)體，只需 對(duì)Pl，p1+1. . .Pni在其給定的測(cè)試功率點(diǎn)值范圍內(nèi)分別進(jìn)行m次選取，而后進(jìn)行相應(yīng)的遺傳操 作以獲得minf(p)及maxf(p)，在求解函數(shù)f(p)最優(yōu)解的過(guò)程中，直接將函數(shù)f(p)作為評(píng) 價(jià)函數(shù)，個(gè)體適應(yīng)度直接取為f(P)所對(duì)應(yīng)的誤差修正值； 步驟5、根據(jù)誤差修正值均值函i±u為 誤差修正值允許范圍，計(jì)算得到F(P)的值，將F(P)作為最終誤差修正值寫(xiě)入被校設(shè)備，完 成對(duì)KA功放功率的自動(dòng)校準(zhǔn)。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明屬于微波固態(tài)功率放大器領(lǐng)域，基于遺傳算法，提供了一種固態(tài)功放自動(dòng)校準(zhǔn)方法，包括功率自動(dòng)測(cè)量和功率誤差修正。本發(fā)明通過(guò)在功率誤差修正過(guò)程中構(gòu)建誤差修正值函數(shù)f(p)，利用遺傳算法對(duì)f(p)進(jìn)行最優(yōu)值計(jì)算以獲得最小和最大f(p)值，對(duì)優(yōu)化所得最小和最大f(p)值進(jìn)行均值計(jì)算，得到最終的功率誤差修正值F(P)。傳統(tǒng)校準(zhǔn)方法進(jìn)行功率誤差修正時(shí)，只在相應(yīng)頻點(diǎn)特定功率值處測(cè)試一次或選擇幾個(gè)功率點(diǎn)測(cè)試后，取均值以獲得最終的功率誤差修正值，且多為手動(dòng)校準(zhǔn)，因此，本發(fā)明可以大大降低誤差修正值獲得的偶然性，提高校準(zhǔn)效率和校準(zhǔn)精度，具有極強(qiáng)的通用性和工程實(shí)用價(jià)值。
【IPC分類(lèi)】H03G3/20
【公開(kāi)號(hào)】CN105119581
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510535515
【發(fā)明人】于永斌, 程詩(shī)敘, 李成, 劉興文, 胡青青, 門(mén)樂(lè)飛, 楊辰宇, 張歡, 雷飛, 鄧建華, 張容權(quán), 蔡竟業(yè)
【申請(qǐng)人】電子科技大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年12月2日
【申請(qǐng)日】2015年8月27日