一种L波段健康管理控制盒设计

金明

【摘 要】本文介绍了一种新研制成功的应用在固态发射机上的健康管理系统。该系统可以实现组件内部主要功能单元的收/发系统控制、状态检测、故障保护以及对外通讯功能，对一些主要指标进行实时监测，以满足健康管理的需求。实验表明该系统很好的满足指标。

【关键词】固态功放组件；检波电路；健康管理

一、引言

本文介绍了一种健康管理系统的具体设计过程，对其关键技术，芯片的选择和结构布局都做了深刻探讨。最终成功设计出一款健康管理模式控制盒，该控制盒可以实时监测一些

1.重要指标。

技术指标

1） 功率检测频段：L波段；

2） 功率检测范围：

通道1： 10dBm～25dBm；

通道2：-10dBm～25dBm；

3） 功率测试精度：优于0.5dB；

4） 发射、反射包络宽度测量精度：优于500ns；

5） 故障响应时间：<20ns；

6） 电压测量：

测量精度优于0.5V；

测量范围：0-60V；

7） 电流测量：测量精度≤0.5%；

2.具体工作原理

具体工作原理如图1所示。基本工作原理：

电压检测电路将输入48V电压经分压电路后输出2V电压直接送入高速精度ADC进行模数转换然后送入FPGA中。

电流检测电路将电流转换为约1.5V电压信号后送入高速精度ADC中进行模数转换，然后送入FPGA中。

FPGA是整个处理模块的核心单元，入射发射信号、电压电流信号、差分信号、开机TTL信号统一送入FPGA中，经过FPGA处理。

RAM处理器负责对一些初始数据和温度值进行运算和比较后送入FPGA处理，同时存贮初始值。

组件工作状态数据，采集并处理后打包数据由422串口通讯给上位机，显示给操控人员。

3.主要器件模块设计

（1）功率检测模块

功率检测模块主要器件是检波器，本设计中选用了包络检波器，本产品使用的是ADL5502芯片。可以精确地测量调制信号的波峰因素包络带宽超过10MHz该器件总功耗仅仅为3mW。

（2）高速AD选型

选型参考国产高速AD选型表， 考虑到被测量信号频率为L波段，本项目选用MXT2003芯片， 配合FPGA时钟移相位采样，最高理论采样率达3GHZ。功耗3mW。

（3）FPGA数字模块

本项目选用XINLIX 国防级器件XQ6VLX130T。该型号FPGA具有4608个逻辑单元，还具有新的增强功能多达150个嵌入18*18乘法器，锁相环，支持外部接口及差分和单端I/O标准。

（4）电流检测模块

电流检测时在负载上端取分流器的电压来采集电流的，本设计采用的是AD8217，AD8217设定增益为220V/V整个温度范围内的最大增益误差为0.35%，内置一个LDO，它可以直接從高压轨为器件供电。

二、控制盒试验及试验结果

因本设计显示终端显示信息包含输出告警、过反射告警、过脉冲告警、过流告警、发射功率值、反射功率值、电压、电流、发射/反射功率包络图等，因此需要对界面进行精细布局合理。本设计采用数据加图的显示风格可以方便直观显示监控结果。具体界面见图2。

三、结束语

本文设计的健康管理控制盒具有反应速度快，数据显示清晰准确同时体积小质量轻等特点可以有效队组件的功率、电压、电流等实时检测。

【参考文献】

[1]OSTROFFED，BORKOWSKIM，THOMASH，et.al.Solid-state Radar Transmitters.New York：Artech House，INC.1985.

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