專利名稱：微波信號檢波同步系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微波信號檢波同步系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
目前，傳統(tǒng)的微波信號檢波同步的方法一般通過對微波信號的幅度進行檢波后通過比較器獲得同步信號，這樣主要存在以下三個方面的問題1)檢波信號上的噪聲容易導(dǎo)致比較器輸出信號的不穩(wěn)定；2)為了保證同步信號的動態(tài)范圍，比較器門限的設(shè)置需要根據(jù)微波信號的頻率和幅度變化進行實時調(diào)整；3)只利用了微波信號的幅度信息，沒有利用微波信號的頻率信息來提高檢波同步的可靠性
發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種同時對微波信號的幅度和頻率進行雙重檢波同步，可提高檢波同步信號的動態(tài)范圍、抗干擾能力、精確度和穩(wěn)定性的微波信號檢波同步系統(tǒng)及方法。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的微波信號檢波同步系統(tǒng)，它包括微波功分電路、幅度檢波同步信號產(chǎn)生電路、頻率檢波同步信號產(chǎn)生電路和邏輯與門；
所述的幅度檢波同步信號產(chǎn)生電路包括幅度檢波電路、幅度檢波電壓信號高速A/D轉(zhuǎn)換器、幅度檢波數(shù)字信號中值濾波器和同步信號產(chǎn)生器A ;頻率檢波同步信號產(chǎn)生電路包括頻率檢波電路、頻率檢波電壓信號高速A/D轉(zhuǎn)換器、頻率檢波數(shù)字信號中值濾波器和同步信號產(chǎn)生器B ；
微波功分電路的輸入連接微波信號，微波功分電路的一路輸出經(jīng)過依次順聯(lián)的幅度檢波電路、幅度檢波電壓信號高速A/D轉(zhuǎn)換器和幅度檢波數(shù)字信號中值濾波器與同步信號產(chǎn)生器A的輸入連接，微波功分電路的另一路輸出經(jīng)過依次順聯(lián)的頻率檢波電路、頻率檢波電壓信號高速A/D轉(zhuǎn)換器和頻率檢波數(shù)字信號中值濾波器與同步信號產(chǎn)生器B的輸入連接；同步信號產(chǎn)生器A和同步信號產(chǎn)生器B的輸出均與邏輯與門相連。本發(fā)明所述的幅度檢波數(shù)字信號中值濾波器、頻率檢波數(shù)字信號中值濾波器、同步信號產(chǎn)生器A、同步信號產(chǎn)生器B和邏輯與門均采用可編程邏輯器件實現(xiàn)。微波信號檢波同步方法，它包括以下步驟
Si:通過微波功分電路將微波信號功分為兩路；
S2:分別產(chǎn)生同步信號，它包括一個幅度檢波同步信號產(chǎn)生步驟和一個頻率檢波同步信號產(chǎn)生步驟
所述的幅度檢波同步信號產(chǎn)生步驟包括以下子步驟
5211:微波信號的幅度經(jīng)過幅度檢波電路轉(zhuǎn)換為幅度檢波電壓信號；
5212:幅度檢波電壓信號經(jīng)過幅度檢波電壓信號高速A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換得到幅度檢波數(shù)字信號;
5213:幅度檢波數(shù)字信號經(jīng)過幅度檢波數(shù)字信號中值濾波器進行實時濾波；S214 :經(jīng)濾波后幅度檢波數(shù)字信號通過同步信號產(chǎn)生器A得到幅度檢波同步信號；
所述的頻率檢波同步信號產(chǎn)生步驟包括以下子步驟
5221:微波信號的頻率經(jīng)過頻率檢波電路轉(zhuǎn)換為頻率檢波電壓信號；
5222:頻率檢波電壓信號經(jīng)過頻率檢波電壓信號高速A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換得到頻率檢波數(shù)字信號;
5223:頻率檢波數(shù)字信號經(jīng)過頻率檢波數(shù)字信號中值濾波器進行實時濾波；
5224:經(jīng)濾波后頻率檢波數(shù)字信號通過同步信號產(chǎn)生器B得到頻率檢波同步信號；
S3:幅度檢波同步信號和頻率檢波同步信號經(jīng)過邏輯與門相與，得到微波檢波同步信號。本發(fā)明還包括一個對中值濾波器的連續(xù)三個輸入信號的數(shù)據(jù)進行比較，選擇數(shù)值為中間者作為中值濾波器輸出信號的步驟。本發(fā)明還包括一個對輸入到同步信號產(chǎn)生器A的連續(xù)六個幅度檢波數(shù)字信號的數(shù)據(jù)進行比較，如果前三個連續(xù)數(shù)據(jù)與后三個連續(xù)數(shù)據(jù)的差值都大于所設(shè)置的門限值時產(chǎn)生同步信號的步驟。本發(fā)明還包括一個對輸入到同步信號產(chǎn)生器B的多路頻率檢波數(shù)字信號與噪聲基底的差值進行疊加，得到疊加后的信號包絡(luò)，如果疊加后的信號包絡(luò)數(shù)值大于所設(shè)置的門限值，則產(chǎn)生同步信號的步驟。本發(fā)明的有益效果是
(1)同時對微波信號的幅度和頻率進行雙重檢波同步，提高了檢波同步信號的動態(tài)范圍、抗干擾能力、精度及穩(wěn)定度；
(2)中值濾波器分別對幅度和頻率檢波數(shù)字信號進行實時濾波，能夠濾出輸入信號中的最大值和最小值，而且具有實時性的特點；
(3)同步信號產(chǎn)生器A和同步信號產(chǎn)生器B都是通過比較信號與噪聲基底的差值是否大于同步信號產(chǎn)生器A和同步信號產(chǎn)生器B內(nèi)部所設(shè)置的固定門限值來判斷是否產(chǎn)生同步信號，固定門限值只跟微波信號與噪聲基底之間的差值有關(guān)，不受微波信號的頻率和幅度變化影響，無需實時調(diào)整，使用方便。


圖I為本發(fā)明系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)示意框 圖2為中值濾波器的濾波輸入輸出波形示意 圖3為同步信號產(chǎn)生器A的輸入輸出波形示意 圖4為同步信號產(chǎn)生器B的輸入輸出波形示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖進一步詳細描述本發(fā)明的技術(shù)方案，但本發(fā)明的保護范圍不局限于以下所述。如圖I所示，微波信號檢波同步系統(tǒng)，它包括微波功分電路、幅度檢波同步信號產(chǎn)生電路、頻率檢波同步信號產(chǎn)生電路和邏輯與門；幅度檢波同步信號產(chǎn)生電路包括幅度檢波電路、幅度檢波電壓信號高速A/D轉(zhuǎn)換器、幅度檢波數(shù)字信號中值濾波器和同步信號產(chǎn)生器A ;頻率檢波同步信號產(chǎn)生電路包括頻率檢波電路、頻率檢波電壓信號高速A/D轉(zhuǎn)換器、頻率檢波數(shù)字信號中值濾波器和同步信號產(chǎn)生器B;微波功分電路的輸入連接微波信號，微波功分電路的一路輸出經(jīng)過依次順聯(lián)的幅度檢波電路、幅度檢波電壓信號高速A/D轉(zhuǎn)換器和幅度檢波數(shù)字信號中值濾波器與同步信號產(chǎn)生器A的輸入連接，微波功分電路的另一路輸出經(jīng)過依次順聯(lián)的頻率檢波電路、頻率檢波電壓信號高速A/D轉(zhuǎn)換器和頻率檢波數(shù)字信號中值濾波器與同步信號產(chǎn)生器B的輸入連接；同步信號產(chǎn)生器A和同步信號產(chǎn)生器B的輸出均與邏輯與門相連。所述的幅度檢波數(shù)字信號中值濾波器、頻率檢波數(shù)字信號中值濾波器、同步信號產(chǎn)生器A、同步信號產(chǎn)生器B和邏輯與門均采用可編程邏輯器件實現(xiàn)。微波信號檢波同步方法，它包括以下步驟
Si:通過微波功分電路將微波信號功分為兩路；
52:分別產(chǎn)生同步信號，它包括一個幅度檢波同步信號產(chǎn)生步驟和一個頻率檢波同步信號產(chǎn)生步驟
所述的幅度檢波同步信號產(chǎn)生步驟包括以下子步驟
5211:微波信號的幅度經(jīng)過幅度檢波電路轉(zhuǎn)換為幅度檢波電壓信號；
5212:幅度檢波電壓信號經(jīng)過幅度檢波電壓信號高速A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換得到幅度檢波數(shù)字信號;
5213:幅度檢波數(shù)字信號經(jīng)過幅度檢波數(shù)字信號中值濾波器進行實時濾波；
5214:經(jīng)濾波后幅度檢波數(shù)字信號通過同步信號產(chǎn)生器A得到幅度檢波同步信號；
所述的頻率檢波同步信號產(chǎn)生步驟包括以下子步驟
5221:微波信號的頻率經(jīng)過頻率檢波電路轉(zhuǎn)換為頻率檢波電壓信號；
5222:頻率檢波電壓信號經(jīng)過頻率檢波電壓信號高速A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換得到頻率檢波數(shù)字信號;
5223:頻率檢波數(shù)字信號經(jīng)過頻率檢波數(shù)字信號中值濾波器進行實時濾波；
5224:經(jīng)濾波后頻率檢波數(shù)字信號通過同步信號產(chǎn)生器B得到頻率檢波同步信號；
53:幅度檢波同步信號和頻率檢波同步信號經(jīng)過邏輯與門相與，得到微波檢波同步信號。它還包括一個對中值濾波器的連續(xù)三個輸入信號的數(shù)據(jù)進行比較，選擇數(shù)值為中間者作為中值濾波器輸出信號的步驟。例如如圖2所示，中值濾波器的輸入信號為C1、C2、C3、C4，它們的數(shù)值大小關(guān)系為0〈C3〈C1=C4〈C2，預(yù)設(shè)一個中值信號為M=0，比較M、C1、C2時，Cl為中間值，所以M=Cl,中值濾波器的輸出為Cl ;比較M、C2、C3時，由于M=C1，M仍然為中間值，中值濾波器的輸出為Cl ;比較M、C3、C4時，由于M=C1，C1=C4，M仍然為中間值，中值濾波器的輸出為Cl或C4 ;比較M、C4、任意值時，由于M=Cl或C4，C1=C4，M仍然為中間值，中值濾波器的輸出為Cl或C4，因此經(jīng)過中值比較后，中值濾波器輸出的數(shù)值為Cl、Cl、Cl、Cl或C4、C4、C4、C4，即中值濾波器能夠?qū)⑤斎胄盘柹系淖畲笾礐2和最小值C3濾除掉，并且具有實時性的特點。它還包括一個對輸入到同步信號產(chǎn)生器A的連續(xù)六個幅度檢波數(shù)字信號的數(shù)據(jù)進行比較，如果前三個連續(xù)數(shù)據(jù)與后三個連續(xù)數(shù)據(jù)的差值都大于所設(shè)置的門限值時產(chǎn)生同步信號的步驟。例如如圖3所示，輸入到同步信號產(chǎn)生器A的連續(xù)六個幅度檢波數(shù)字信號的數(shù)據(jù)為01、02、03、04、05、06，設(shè)置幅度檢波門限值為D a，如果D4_D1>D a、D5_D2>D a、D6-D3>Da，則產(chǎn)生幅度檢波同步信號的上升沿；如果D1-D4>D a、D2_D5>D a、D3_D6>D a，則產(chǎn)生幅度檢波同步信號的下降沿，從而得到幅度檢波同步信號。它還包括一個對輸入到同步信號產(chǎn)生器B的多路頻率檢波數(shù)字信號與噪聲基底的差值進行疊加，得到疊加后的信號包絡(luò)，如果疊加后的信號包絡(luò)數(shù)值大于所設(shè)置的門限值，則產(chǎn)生同步信號的步驟。例如如圖4所示，輸入到同步信號產(chǎn)生器B的頻率檢波數(shù)字信號I、頻率檢波數(shù)字信號2，如果頻率檢波數(shù)字信號 I的信號與噪聲基底的差值為D1，頻率檢波數(shù)字信號2的信號與噪聲基底的差值為D2，將頻率檢波數(shù)字信號I的信號與噪聲基底的差值Dl和頻率檢波數(shù)字信號2的信號與噪聲基底的差值D2進行疊加，得到疊加后的信號包絡(luò)D3，因此D3=D1+D2。設(shè)置頻率檢波門限值為Db，如果D3>D b，則產(chǎn)生同步檢波信號，從而得到頻率檢波同步信號。
權(quán)利要求
1.微波信號檢波同步系統(tǒng)，其特征在于它包括微波功分電路、幅度檢波同步信號產(chǎn)生電路、頻率檢波同步信號產(chǎn)生電路和邏輯與門； 所述的幅度檢波同步信號產(chǎn)生電路包括幅度檢波電路、幅度檢波電壓信號高速A/D轉(zhuǎn)換器、幅度檢波數(shù)字信號中值濾波器和同步信號產(chǎn)生器A ;頻率檢波同步信號產(chǎn)生電路包括頻率檢波電路、頻率檢波電壓信號高速A/D轉(zhuǎn)換器、頻率檢波數(shù)字信號中值濾波器和同步信號產(chǎn)生器B ； 微波功分電路的輸入連接微波信號，微波功分電路的一路輸出經(jīng)過依次順聯(lián)的幅度檢波電路、幅度檢波電壓信號高速A/D轉(zhuǎn)換器和幅度檢波數(shù)字信號中值濾波器與同步信號產(chǎn)生器A的輸入連接，微波功分電路的另一路輸出經(jīng)過依次順聯(lián)的頻率檢波電路、頻率檢波電壓信號高速A/D轉(zhuǎn)換器和頻率檢波數(shù)字信號中值濾波器與同步信號產(chǎn)生器B的輸入連接；同步信號產(chǎn)生器A和同步信號產(chǎn)生器B的輸出均與邏輯與門相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的微波信號檢波同步系統(tǒng)，其特征在于所述的幅度檢波數(shù)字信號中值濾波器、頻率檢波數(shù)字信號中值濾波器、同步信號產(chǎn)生器A、同步信號產(chǎn)生器B和邏輯與門均采用可編程邏輯器件實現(xiàn)。
3.微波信號檢波同步方法，其特征在于它包括以下步驟 51:通過微波功分電路將微波信號功分為兩路； 52:分別產(chǎn)生同步信號，它包括一個幅度檢波同步信號產(chǎn)生步驟和一個頻率檢波同步信號產(chǎn)生步驟 所述的幅度檢波同步信號產(chǎn)生步驟包括以下子步驟 5211:微波信號的幅度經(jīng)過幅度檢波電路轉(zhuǎn)換為幅度檢波電壓信號； 5212:幅度檢波電壓信號經(jīng)過幅度檢波電壓信號高速A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換得到幅度檢波數(shù)字信號; 5213:幅度檢波數(shù)字信號經(jīng)過幅度檢波數(shù)字信號中值濾波器進行實時濾波； 5214:經(jīng)濾波后幅度檢波數(shù)字信號通過同步信號產(chǎn)生器A得到幅度檢波同步信號； 所述的頻率檢波同步信號產(chǎn)生步驟包括以下子步驟 5221:微波信號的頻率經(jīng)過頻率檢波電路轉(zhuǎn)換為頻率檢波電壓信號； 5222:頻率檢波電壓信號經(jīng)過頻率檢波電壓信號高速A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換得到頻率檢波數(shù)字信號; 5223:頻率檢波數(shù)字信號經(jīng)過頻率檢波數(shù)字信號中值濾波器進行實時濾波； 5224:經(jīng)濾波后頻率檢波數(shù)字信號通過同步信號產(chǎn)生器B得到頻率檢波同步信號； S3:幅度檢波同步信號和頻率檢波同步信號經(jīng)過邏輯與門相與，得到微波檢波同步信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微波信號檢波同步方法，其特征在于它還包括一個對中值濾波器的連續(xù)三個輸入信號的數(shù)據(jù)進行比較，選擇數(shù)值為中間者作為中值濾波器輸出信號的步驟。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微波信號檢波同步方法,其特征在于它還包括一個對輸入到同步信號產(chǎn)生器A的連續(xù)六個幅度檢波數(shù)字信號的數(shù)據(jù)進行比較，如果前三個連續(xù)數(shù)據(jù)與后三個連續(xù)數(shù)據(jù)的差值都大于所設(shè)置的門限值時產(chǎn)生同步信號的步驟。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微波信號檢波同步方法,其特征在于它還包括一個對輸入到同步信號 產(chǎn)生器B的多路頻率檢波數(shù)字信號與噪聲基底的差值進行疊加，得到疊加后的信號包絡(luò)，如果疊加后的信號包絡(luò)數(shù)值大于所設(shè)置的門限值，則產(chǎn)生同步信號的步驟。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種微波信號檢波同步系統(tǒng)及方法，其系統(tǒng)包括微波功分電路、幅度檢波同步信號產(chǎn)生電路、頻率檢波同步信號產(chǎn)生電路和邏輯與門；幅度檢波同步信號產(chǎn)生電路包括幅度檢波電路、幅度檢波電壓信號高速A/D轉(zhuǎn)換器、幅度檢波數(shù)字信號中值濾波器和同步信號產(chǎn)生器A；頻率檢波同步信號產(chǎn)生電路包括頻率檢波電路、頻率檢波電壓信號高速A/D轉(zhuǎn)換器、頻率檢波數(shù)字信號中值濾波器和同步信號產(chǎn)生器B；同步信號產(chǎn)生器A和同步信號產(chǎn)生器B的輸出均與邏輯與門相連。本發(fā)明同時對微波信號的幅度和頻率進行雙重檢波同步，提高了檢波同步信號的動態(tài)范圍、抗干擾能力、精度及穩(wěn)定度。
文檔編號H04L27/00GK102932297SQ20121039210
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月16日
發(fā)明者蔣能柳, 楊松, 楊磊 申請人:成都雷思特電子科技有限責(zé)任公司