本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于單片機(jī)的智能功率調(diào)節(jié)的上變頻器。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)中的上變頻器主要存在的缺點(diǎn)就是，其自身輸出功率的不可調(diào)，不能隨著信號輸入端輸入信號的功率大小而調(diào)節(jié)自身的增益大小，因此無法保證輸出功率的穩(wěn)定。換言之，現(xiàn)有技術(shù)中的上變頻器不能確保信號的輸出功率能夠有效地與接收端所需要的功率范圍匹配，其直接導(dǎo)致的后果就是，用戶作為接收端，接收到的輸入信號的不穩(wěn)定，極大的影響了用戶的接收效果，更有可能因?yàn)樾盘栞斎牍β实倪^低，導(dǎo)致接收端的出現(xiàn)交調(diào)失真等現(xiàn)象。

鑒于上述缺陷，本發(fā)明創(chuàng)作者經(jīng)過長時(shí)間的研究和實(shí)踐終于獲得了本發(fā)明。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)缺陷，本發(fā)明采用的技術(shù)方案在于，提供一種基于單片機(jī)的智能功率調(diào)節(jié)的上變頻器，其特征在于，包括信號輸入裝置、功率檢測裝置、多級低噪聲放大器、單片機(jī)、第一混頻器、帶通濾波器、第一本地振蕩器、第二本地振蕩器、信號噪聲檢測裝置、第二混頻器和多級功率放大器；所述信號輸入裝置，用于輸入待變頻的信號x(t)，所述信號輸入裝置分別與所述功率檢測裝置和所述低噪聲放大器連接；所述第一混頻器分別與所述低噪聲放大器、所述帶通濾波器、所述第一本地振蕩器和所述信號噪聲檢測裝置電連接；所述第二混頻器分別與所述信號噪聲檢測裝置、所述多級功率放大器、所述帶通濾波器和所述第二本地振蕩器電連接；所述單片機(jī)分別與所述信號噪聲檢測裝置、所述多級功率放大器、所述多級低噪聲放大器和所述功率檢測裝置電連接。

較佳的，所述多級低噪聲放大器包括多級級聯(lián)的coms管；所述多級功率放大器包括多級級聯(lián)的coms管。

較佳的，所述信號噪聲檢測裝置，用于檢測第一混頻信號y′(t)的噪聲系數(shù)da和第二混頻信號z′(t)的噪聲系數(shù)db，所述第一混頻信號y′(t)噪聲系數(shù)da的計(jì)算公式為：

其中，da為所述第一混頻信號y′(t)的噪聲系數(shù)，m表示所述第一混頻信號y′(t)中子載波的數(shù)量，rm(t)為所述第一混頻信號y′(t)中的子載波；

所述第二混頻信號z′(t)的噪聲系數(shù)db的計(jì)算公式：

其中，db為所述第二混頻信號z′(t)的噪聲系數(shù)，m表示所述第二混頻信號z′(t)中子載波的數(shù)量，nm(t)為所述第二混頻信號z′(t)中的子載波，b為等效噪聲帶寬。

較佳的，所述單片機(jī)，用于控制所述多級低噪聲放大器的放大增益α；

所述多級低噪聲放大器的放大增益α的計(jì)算公式為：

其中，α表示所述多級低噪聲放大器的放大增益值，da為所述第一混頻信號y′(t)的噪聲系數(shù)，db為所述第二混頻信號z′(t)的噪聲系數(shù)，te表示等效噪聲溫度，t0表示標(biāo)準(zhǔn)室溫，pa表示所述待變頻的時(shí)域信號x(t)的功率，ka表示所述第一混頻信號y′(t)的占空比，kb表示所述第二混頻信號z′(t)的占空比；

較佳的，所述單片機(jī)，還用于控制所述多級功率放大器的放大增益β；

所述多級功率放大器的放大增益β的計(jì)算公式為：

其中β表示所述多級功率放大器的放大增益值，da為所述第一混頻信號y′(t)的噪聲系數(shù)，db為所述第二混頻信號z′(t)的噪聲系數(shù)，te表示等效噪聲溫度，t0表示標(biāo)準(zhǔn)室溫，pa表示待變頻的時(shí)域信號x(t)的功率，ka表示所述第一混頻信號y′(t)的占空比，kb表示所述第二混頻信號z′(t)的占空比。

較佳的，所述第一混頻器為加法混頻器，所述第二混頻器為加法混頻器。

較佳的，所述單片機(jī)內(nèi)置于鋁制屏蔽裝置中。

與現(xiàn)有技術(shù)比較本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明提供的一種基于單片機(jī)的智能功率調(diào)節(jié)的上變頻器，能夠根據(jù)輸入信號功率的不同改變多級低噪聲放大器和多級功率放大器的增益，使得該基于單片機(jī)的智能功率調(diào)節(jié)的上變頻器能夠獲得穩(wěn)定的輸出功率。多級低噪聲放大器和多級功率放大器能夠根據(jù)放大增益快速變化其內(nèi)部多級coms管工作的數(shù)量和工作的模式。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明各實(shí)施例中的技術(shù)方案,下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖，對本發(fā)明上述的和另外的技術(shù)特征和優(yōu)點(diǎn)作更詳細(xì)的說明。

實(shí)施例1

如圖1所示，為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

本發(fā)明提供的一種基于單片機(jī)的智能功率調(diào)節(jié)的上變頻器包括信號輸入裝置10、功率檢測裝置15、多級低噪聲放大器20、單片機(jī)25、第一混頻器30、帶通濾波器35、第一本地振蕩器40、第二本地振蕩器45、信號噪聲檢測裝置50、第二混頻器60和多級功率放大器70。

信號輸入裝置10，用于輸入待變頻的時(shí)域信號x(t)。

功率檢測裝置15分別與信號輸入裝置10和單片機(jī)25電連接，功率檢測裝置15用于檢測待變頻的時(shí)域信號s(t)的信號功率，并將待變頻的時(shí)域信號s(t)的信號功率pa傳輸至單片機(jī)25。

多級低噪聲放大器20分別與單片機(jī)25、第一混頻器30和信號輸入裝置10電連接，多級低噪聲放大器20用于對待變頻的時(shí)域信號s(t)進(jìn)行信號放大，多級低噪聲放大器20的放大增益為α。另外，通過單片機(jī)25能夠?qū)Χ嗉壍驮肼暦糯笃?0的放大增益α進(jìn)行調(diào)節(jié)。待變頻的時(shí)域信號s(t)經(jīng)多級低噪聲放大器20放大后的信號表示為y(t)。多級低噪聲放大器20由多級coms管進(jìn)行級聯(lián)的方式組成，coms管的工作模式有截止、放大、飽和三種狀態(tài)，多級低噪聲放大器20中放大工作模式的coms管的數(shù)量為na。

第一本地振蕩器40，用于持續(xù)穩(wěn)定地向第一混頻器30提供一個(gè)本地振蕩信號。

第一混頻器30分別與多級低噪聲放大器20、帶通濾波器35、第一本地振蕩器40和信號噪聲檢測裝置50連接，第一混頻器30用于將多級低噪聲放大信號y(t)與第一本地振蕩器40提供的本地振蕩信號進(jìn)行混頻，第一混頻器30輸出的第一混頻信號y′(t)的頻率fb高于多級低噪聲放大信號y(t)的頻率fa。優(yōu)選的，第一混頻器30為加法混頻器。

帶通濾波器35分別與第一混頻器30和第二混頻器60電連接，帶通濾波器35用于將第一混頻信號y′(t)進(jìn)行帶通濾波，以便濾除干擾信號。第一混頻信號y′(t)經(jīng)帶通濾波后變?yōu)閹V波信號z(t)，帶通濾波信號z(t)的頻率與第一混頻信號y′(t)的頻率保持一致。帶通濾波器35還將帶通濾波信號z(t)傳輸至第二混頻器60，用于二次變頻。

第二本地振蕩器45，用于持續(xù)穩(wěn)定地向第二混頻器60提供一個(gè)本地振蕩信號。

第二混頻器60分別與第二本地振蕩器45、信號噪聲檢測裝置50和多級功率放大器70電連接。第二混頻器60用于將帶通濾波信號z(t)與第二本地振蕩器45提供的本地振蕩信號進(jìn)行混頻，第二混頻器60輸出的第二混頻信號z′(t)的頻率fc高于帶通濾波信號z(t)的頻率。優(yōu)選的第二混頻器60為加法混頻器。

多級功率放大器70分別與第二混頻器60和單片機(jī)25連接，多級功率放大器70用于將第二混頻信號z′(t)進(jìn)行功率放大，以便于信號的遠(yuǎn)程傳輸。經(jīng)多級功率放大器70后的功率放大信號表示為x(t)。多級功率放大器70的放大增益為β。

多級功率放大器70由多級coms管進(jìn)行級聯(lián)的方式組成，coms管的工作模式有截止、放大、飽和三種狀態(tài)，多級功率放大器70中放大工作模式的coms管的數(shù)量為qa。

信號噪聲檢測裝置50分別與第一混頻器30、第二混頻器60和單片機(jī)25連接，信號噪聲檢測裝置50能夠檢測第一混頻信號y′(t)和第二混頻信號z′(t)的噪聲系數(shù)。第一混頻信號y′(t)的噪聲系數(shù)為da，第二混頻信號z′(t)的噪聲系數(shù)為db。

第一混頻信號y′(t)噪聲系數(shù)da的計(jì)算公式為：

其中，da為第一混頻信號y′(t)的噪聲系數(shù)，m表示第一混頻信號y′(t)中子載波的數(shù)量，rm(t)為第一混頻信號y′(t)中的子載波，其有益效果在于，通過子載波函數(shù)計(jì)算第一混頻信號y′(t)的噪聲系數(shù)能夠避免信號中的噪聲的誤判，提高噪聲判斷的準(zhǔn)確性。

第二混頻信號z′(t)的噪聲系數(shù)db的計(jì)算公式：

其中，db為第二混頻信號z′(t)的噪聲系數(shù)，m表示第二混頻信號z′(t)中子載波的數(shù)量，nm(t)為第二混頻信號z′(t)中的子載波，b為等效噪聲帶寬，其有益效果在于，通過子載波函數(shù)計(jì)算第二混頻信號z′(t)的噪聲系數(shù)能夠避免信號中的噪聲的誤判，提高噪聲判斷的準(zhǔn)確性。

單片機(jī)25分別與信號噪聲檢測裝置50、功率檢測裝置15、多級低噪聲放大器20和多級功率放大器70連接。單片機(jī)25用于接收來自信號噪聲檢測裝置50的第一混頻信號y′(t)的噪聲系數(shù)da和第二混頻信號z′(t)的噪聲系數(shù)db。單片機(jī)25還用于接收來自功率檢測裝置15檢測到的待變頻的時(shí)域信號x(t)的功率pa。單片機(jī)25通過第一混頻信號y′(t)的噪聲系數(shù)da、第二混頻信號z′(t)的噪聲系數(shù)db和待變頻的時(shí)域信號x(t)的功率pa控制多級低噪聲放大器20的放大增益α和多級功率放大器70的放大增益β。

多級低噪聲放大器20的放大增益α的計(jì)算公式為：

其中α表示多級低噪聲放大器20的放大增益值，da為第一混頻信號y′(t)的噪聲系數(shù)，db為第二混頻信號z′(t)的噪聲系數(shù)，te表示等效噪聲溫度，t0表示標(biāo)準(zhǔn)室溫，pa表示待變頻的時(shí)域信號x(t)的功率，ka表示第一混頻信號y′(t)的占空比，kb表示第二混頻信號z′(t)的占空比。

多級功率放大器70的放大增益β的計(jì)算公式為：

其中β表示多級功率放大器70的放大增益值，da為第一混頻信號y′(t)的噪聲系數(shù)，db為第二混頻信號z′(t)的噪聲系數(shù)，te表示等效噪聲溫度，t0表示標(biāo)準(zhǔn)室溫，pa表示待變頻的時(shí)域信號x(t)的功率，ka表示第一混頻信號y′(t)的占空比，kb表示第二混頻信號z′(t)的占空比。

多級低噪聲放大器20的放大增益α的計(jì)算公式和多級功率放大器70的放大增益β的計(jì)算公式的有益效果在于，能夠根據(jù)輸入信號功率的不同改變放大增益α和放大增益β，使得本發(fā)明提供的一種基于單片機(jī)的智能功率調(diào)節(jié)的上變頻器能夠獲得穩(wěn)定的輸出功率。

多級低噪聲放大器20根據(jù)放大增益α控制或快速變化多級coms管工作的數(shù)量和工作的模式。多級功率放大器70根據(jù)放大增益β控制或快速變化多級coms管工作的數(shù)量和工作的模式，使得基于單片機(jī)的智能功率調(diào)節(jié)的上變頻器獲得的輸出功率穩(wěn)定。

實(shí)施例二

本實(shí)施例與實(shí)施例一不同之處在于，但由于單片機(jī)25屬于低頻控制器，其對工作在高頻段的上變頻器容易產(chǎn)生信號干擾，因此，所述單片機(jī)內(nèi)置于鋁制屏蔽裝置中，其有益效果在于，能夠?qū)崿F(xiàn)信號單片機(jī)控制信號和高頻信號之間的相互獨(dú)立。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，對本發(fā)明而言僅僅是說明性的，而非限制性的。本專業(yè)技術(shù)人員理解，在本發(fā)明權(quán)利要求所限定的精神和范圍內(nèi)可對其進(jìn)行許多改變，修改，甚至等效，但都將落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。