摘要：目前，常规的驻波比检测电路一般采用环形器或定向耦合器将反射信号与发射信号分离。在实际应用中由于对环形器的隔离度依赖，使得现有的驻波比检测方法存在检测精度差的问题。基于此本文提出一种驻波比检测方法，本驻波比检测方法使用扫频法，获得反射功率检测点的最大电压和最小电压，然后再根据两者求出真实的反射信号功率，从而可以得到准确的驻波比检测值。
关键词：驻波比；检测方法；高精度；研究
1 概述
目前，常规的驻波比检测电路一般采用环形器或定向耦合器将反射信号与发射信号分离。以环形器为例，工作框图如图1 所示。具体地，驻波比检测方法为：根据输出功率检测点的功率得到输出信号功率Pt，根据反射功率检测点的功率得到反射信号功率Pr，根据所得到的输出信号功率Pt和反射信号功率Pr，按照相应的公式即可得到负载的驻波比VSWR。
2 现状分析
从上述常规驻波比检测的基本工作原理中可知，要想得到较高的驻波比检测精度，必须能够检测到真实的反射信号功率。然而在实际应用中，环形器1口到3口会存在信号泄露问题，这样就会导致：反射功率检测点上检测的信号实际上是反射信号与环形器3口上泄露的输出信号的和。如果环形器隔离度较差( 会导致泄露信号较大)或者负载驻波比很好(会导致反射信号过小)，反射功率检测点检测到的功率将不能准确反映反射信号的功率。这就导致最终驻波比检测精度较差。故驻波比检测精度依赖于环形器的隔离度。由此可见，在实际应用中由于对环形器的隔离度依赖，使得现有的驻波比检测方法存在检测精度差的问题。
3 高精度驻波比检测方法的实现原理分析
首先，对本检测方法的实现原理进行说明：
假设功放输出信号经环形器泄露到反射功率检测点的信号( 以下简称“泄露信号”) 电压幅度为V1，反射信号在反射功率检测点的电压幅度为V2，反射功率检测点各个信号合成后的电压幅度为V3。
(1)如果V1的相位和V2的相位相同，此时反射功率检测点的电压V3为最大值V3max，且：V3max＝V2+V1--------------- ①
(2)如果V1的相位和V2的相位相反，此时反射功率检测点的电压V3为最小值V3min，且：V3min＝V2-V1---------------②
在这两种场景下，如果V1和V2的幅度不变，①式与②式相加，可以得到V3max+V3min＝2*V2，故：
由V3max和V3min可以得到反射信号在反射功率检测点的真实电压幅度，由此电压值可以计算得到真实的反射信号功率。从上述分析可以看到，上述真实的反射信号功率的计算过程摆脱了对环形器的隔离度依赖。
基于上述原理，本高精度驻波比检测方法的核心思想是：使用扫频法，获得反射功率检测点的最大电压和最小电压，然后再根据两者求出真实的反射信号功率，从而可以得到准确的驻波比检测值。
4高精度驻波比检测方法
图1 高精度驻波比检测方法流程图
图1为高精度驻波比检测方法流程图，如图1所示，该驻波比检测方法包括以下步骤：
步骤301：在驻波检测电路上，将一个单音信号作为用于测试驻波比的发送信号进行发送，使所述单音信号工作于扫频状态，并在进行扫频的每个频点上，对驻波检测电路上反射功率检测点的电压V3进行检测。其中，所述发送信号在所有频点上的发射电平为相同的预设值X，所述扫频的频点范围为从f1到f2，扫频间隔为预设的间隔值f3，所述f1为进行驻波比检测的无线通信设备的工作频段的起始频率，所述f2为所述无线通信设备的工作频段的截止频率。
这里需要说明的是，在扫频过程中，只需要确保所述发送信号在所有扫频频点上的发射电平相同，以及在所有扫频频点上的输出信号功率Pt相同，具体的X 值只需要在进行驻波比检测的无线通信设备的工作范围内即可。这样，在功放输出信号相位不变的情况下，由于传输路径上滤波器的移相作用，每个频点反射信号的相位会不同，导致反射功率检测点检测到的信号(泄露信号和反射信号的和) 电压会随着测试频点的改变而变化。通常，反射信号相位在频点遍历的过程中至少会变化360 度，在360 度范围内，总会出现一个V3max和一个V3min，据此可以计算得到真实的反射信号功率和驻波比。在实际应用中，扫频间隔越小越好，因为扫频间隔越小，得到的V3max 和V3min 误差越小，驻波比计算也就越准确，但对应的测试点增多会导致测试时间变长，具体实现时，本领域技术人员可基于上述规律根据实际需要设置合适的扫频间隔值。
步骤302：从进行所述扫频时检测到的所有频点的电压V3中，选择出最大值V3max和最小值V3min，并按照得到所述驻波检测电路上反射功率检测点的反射信号的真实电压V2，根据所述真实电压V2，得到所述驻波检测电路上反射功率检测点的反射功率Pr。
这里，由于反射功率Pr的获得是基于反射功率检测点的反射信号的真实电压V2得到的，因此，该反射功率Pr不受环形器泄露的输出信号影响，这是准确的，从而可以确保后续步骤中基于此计算驻波比的准确性。同时，根据所述真实电压V2得到反射功率Pr。
步骤303：根据所述反射功率Pr和所述输出信号功率Pt，得到相应的驻波比VSWR。
5结语
本文提出的驻波比检测方法，按照
的关系来得到反射功率检测点的反射信号的真实电压V2，根据该真实电压进而得到反射信号的功率Pr，由于该功率不受环形器泄露的输出信号影响，因此，能够确保基于此功率Pr所得到的驻波比检测值的精度。
参考文献
[1]张宏伟、贺菲菲、王博明. 一种基于矢量的无线基站驻波比检测方法[J]. 西安邮电大学学报，2015.
[2]陈斌，赵鹏，杨路刚，等. 基于RWG矩量法的短波天线辐射性能分析[J].西安邮电大学学报，2015.
[3]王华华，吕南，张莉. 一种改进的上行信道估计算法[J]. 西安邮电大学学报，2014.
[4]孙友伟，董建姣. 基于电力线的自适应阻抗匹配方案[J]. 西安邮电大学学报，2013.
论文作者:李翔
论文发表刊物:《基层建设》2019年第18期
论文发表时间:2019/10/8
标签：驻波论文; 反射论文; 信号论文; 功率论文; 电压论文; 环形论文; 所述论文; 《基层建设》2019年第18期论文;