一種固態(tài)功放自動校準方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明基于遺傳算法，提供了一種精度較高的固態(tài)功放自動校準方法。屬于微波 固態(tài)功率放大器領域。
【背景技術】
[0002] 目前針對微波/毫米波功率計的自動校準方法常用的有"定向耦合器法"、"交替比 較法"、傳遞標準法"和"六端口法"等。
[0003] 但對于功率放大器本身功率值進行校準的方法尚不多見，其校準的通用方法是利 用諸如功率計之類的測量儀器對被校設備真實輸出功率值（在相應頻點特定功率值處測 試一次或選擇幾個功率點測試后取均值）與被校設備本身記錄功率值進行誤差修正計算， 而后將誤差修正值以特定的單位寫入被校設備，進而完成校準。
[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)內需要一 種精度較高且效率高效的功率校準方法。

【發(fā)明內容】

[0005] 針對上述存在問題或不足，為實現(xiàn)高效和精準的功率校準，本發(fā)明基于遺傳算法， 提供了一種固態(tài)功放自動校準方法。
[0006] 該固態(tài)功放自動校準方法，具體包括以下步驟：
[0007] 步驟1、通過校準計算機的人機交互界面，控制計算機與固態(tài)功放插箱/機柜MCS 監(jiān)控進行通信，采集MCS監(jiān)控單片機中顯示功率值，記為P1;
[0008] 步驟2、通過計算機人機交互界面遠程控制信號源、功率計對固態(tài)功放插箱/機柜 的實際輸出功率值進行自動測試和采集，記為 Pl'。
[0009] 步驟3、，在校準計算機上將采集MCS監(jiān)控單片機中所得的顯示功率值？1和采集功 率計測試所得的實際輸出功率值P 1'進行誤差修正計算，構建誤差修正值函數(shù)
[0010]
[0011] 其中w為給定的測試功率點上限值，土u為誤差修正值允許范圍，m為測試功 率點個數(shù);m值的大小根據(jù)校準精度的要求進行自由設定，當m值取定時，P i, pi+1. .. Pnr^ 分別從（l，w)中隨機選取一個測試功率點值，對相應測試功率點所對應的真實功率值 Pl'，p1+1'... Pm'進行采集，繼而獲得相應誤差修正值f (P)。
[0012] 步驟4、引入遺傳算法：對f(p)進行浮點數(shù)編碼，若產生具有m個浮點數(shù)的個體， 只需對P 1, P1+1. .. Pn在其給定的測試功率點值范圍內分別進行m次選取，而后進行相應的遺 傳操作以獲得minf (p)及maxf (p)，在求解函數(shù)f (p)最優(yōu)解的過程中，直接將函數(shù)f (p)作 為評價函數(shù)，個體適應度直接取為f (P)所對應的誤差修正值。
[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）計算得到F(P)的值，將F(P)作為最終誤差修正值寫入被校 設備，完成對KA功放功率的自動校準。
[0014] 綜上所述，本方法由于采用了遺傳算法，相對于傳統(tǒng)的校準方法而言，提高了精度 和效率，是一種高精度高效率的固態(tài)功放自動校準方法。
【附圖說明】
[0015] 圖1為固態(tài)功放插箱/機柜組成原理；
[0016] 圖2為功率自動校準框圖；
[0017] 圖3為遺傳算法流程
[0018] 圖4為固態(tài)功放功率自動校準軟件流程；
[0019] 圖5為功率自動測量流程；
[0020] 圖6為功率誤差修正流程。
【具體實施方式】
[0021] 在圖1的基礎上了解固態(tài)功插箱/機柜的組成原理，通過圖2掌握功率自動校準 的硬件連接及數(shù)據(jù)流向，為功放功率自動測量和誤差修正計算奠定基礎。
[0022] 功放功率自動測量的步驟如圖5所示，其所測得的數(shù)據(jù)用于誤差修正計算。
[0023] 圖3中，根據(jù)引入的誤差修正值函數(shù)f (p)中變量個數(shù)（m個）以及函數(shù)f (p)、F(P) 的有界性，采用遺傳算法中的"浮點數(shù)編碼"方法對f (P)進行編碼，形成一個具有m個浮點 數(shù)的個體，隨機產生具有M個個體初始種群；計算每一個體的目標函數(shù)值，并對這M個函數(shù) 值進行由小到大（由大到?。┡判?，記錄最優(yōu)個體，并結合輪盤賭的方式進行選擇操作，淘 汰η個函數(shù)值較大（?。┑膫€體，并分別替換成η個較小（大）函數(shù)值對應的個體；對這M 個個體隨機兩兩配對，按一指定的交叉概率Ρ。進行單點交叉操作；對每一個體中的每一參 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體并替換成先前所記 錄的最優(yōu)個體；看是否滿足收斂條件（最大世代數(shù)），滿足則輸出最大或最小的最優(yōu)解并退 出，否則進行循環(huán)操作。當?shù)玫絝(P)的兩個最優(yōu)解后（最大及最小值），進行F(P)計算，將 計算所得的誤差修正值以特定的單位寫入功放單片機，完成對功放功率的自動校準。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上，設計軟件來實現(xiàn)，軟件的流 程如圖4所不。
【主權項】
1. 一種固態(tài)功放自動校準方法，具體包括以下步驟： 步驟1、通過校準計算機的人機交互界面，控制計算機與固態(tài)功放插箱/機柜MCS監(jiān)控 進行通信，采集MCS監(jiān)控單片機中顯示功率值，記為Pl; 步驟2、通過計算機人機交互界面遠程控制信號源、功率計對固態(tài)功放插箱/機柜的實 際輸出功率值進行自動測試和采集，記為Pi' ； 步驟3、在校準計算機上將采集MCS監(jiān)控單片機中所得的顯示功率值Pl和采集功率計 測試所得的實際輸出功率值Pl'進行誤差修正計算，構建誤差修正值函數(shù)其中w為給定的測試功率點上限值，土u為誤差修正值允許范圍，m為測試功率點個數(shù)；m值的大小根據(jù)校準精度的要求進行自由設定，當m值取定時，Pi, pi+1.. . 分別從（1，w) 中隨機選取一個測試功率點值，對相應測試功率點所對應的真實功率值Pl'，p1+1'...P:進 行采集，繼而獲得相應誤差修正值f(P); 步驟4、引入遺傳算法：對f(p)進行浮點數(shù)編碼，若產生具有m個浮點數(shù)的個體，只需 對Pl，p1+1. . .Pni在其給定的測試功率點值范圍內分別進行m次選取，而后進行相應的遺傳操 作以獲得minf(p)及maxf(p)，在求解函數(shù)f(p)最優(yōu)解的過程中，直接將函數(shù)f(p)作為評 價函數(shù)，個體適應度直接取為f(P)所對應的誤差修正值； 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，計算得到F(P)的值，將F(P)作為最終誤差修正值寫入被校設備，完 成對KA功放功率的自動校準。
【專利摘要】本發(fā)明屬于微波固態(tài)功率放大器領域，基于遺傳算法，提供了一種固態(tài)功放自動校準方法，包括功率自動測量和功率誤差修正。本發(fā)明通過在功率誤差修正過程中構建誤差修正值函數(shù)f(p)，利用遺傳算法對f(p)進行最優(yōu)值計算以獲得最小和最大f(p)值，對優(yōu)化所得最小和最大f(p)值進行均值計算，得到最終的功率誤差修正值F(P)。傳統(tǒng)校準方法進行功率誤差修正時，只在相應頻點特定功率值處測試一次或選擇幾個功率點測試后，取均值以獲得最終的功率誤差修正值，且多為手動校準，因此，本發(fā)明可以大大降低誤差修正值獲得的偶然性，提高校準效率和校準精度，具有極強的通用性和工程實用價值。
【IPC分類】H03G3/20
【公開號】CN105119581
【申請?zhí)枴緾N201510535515
【發(fā)明人】于永斌, 程詩敘, 李成, 劉興文, 胡青青, 門樂飛, 楊辰宇, 張歡, 雷飛, 鄧建華, 張容權, 蔡竟業(yè)
【申請人】電子科技大學
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年8月27日