本发明涉及毫米波无线通信，具体涉及一种基于脉冲宽度调制信号的agc系统及方法。

背景技术：

1、在毫米波无线通信中，通信方式多是视距通信，当通信系统受到地面障碍物或极端天气等因素影响，导致接收机前端接收到的信号幅度变化较大；强度过大的信号将会引起接收机饱和与过载，过弱的信号会导致信噪比过低，接收机检测不到有用的信号。在这种情况下，中频链路如果采用固定增益放大，将会很难将接收机灵敏度和动态范围这两项指标兼顾。因此自动增益控制(agc)技术是毫米波通信系统中接收机常用的解决方案，用于自动调整接收机的增益。自动增益控制电路通过检测接收到的信号幅度大小，然后调整放大器的增益或衰减器的衰减量进行增益自动补偿或衰减，进而提供稳定且在基带adc(数模转换器)动态范围内的输出信号，送入基带进行后续处理。

2、接收机自动增益控制电路根据电路结构可以分为前馈式、反馈式和混合式三种。前馈式根据检测电路输入信号的幅度大小来调整增益，反馈式通过检测电路输出信号的幅度大小来改变被控电路的增益，混合式是前馈式和反馈式两种电路结合使用。前馈式agc电路收敛速度快，适合用于更宽的带宽，但是稳定性较差；反馈式agc电路是一个闭环控制系统，不仅稳定性好而且线性度高，是目前最常用的结构；混合式agc电路考虑到体积、成本等因素，目前在实际应用较少。

3、现有的自动增益控制技术方案有数字agc和模拟agc两种。传统的模拟反馈型agc电路对输出的中频信号进行包络检波，将包络检波的输出信号送入增益控制电路，进一步控制可变增益单元。常用的方法是检波后输出的电压信号控制可变增益放大器实现动态范围，再使用固定衰减器改变动态范围的起始电平。传统的模拟反馈型agc电路对硬件依赖度高，智能化低，反馈模块需要包含检波电路和增益控制电路，电路复杂，整体使用器件较多。数字反馈型agc电路通过将基带信号的幅值转化成增益控制字用于控制可变增益单元，通常采用dac加数控衰减器的方法，通过数字技术控制数控衰减器的衰减值来调整中频链路增益。数字反馈型agc电路主要用于超外差式接收机，动态范围小，算法较为复杂，成本较高，不适合宽带的应用场景。且对于工作频率较高的毫米波接收机而言，数字反馈型agc电路响应速度相对较慢，耗时较长，同时也存在着控制精度不足等问题。因此，现有技术中存在响应时间较长、器件较多、调节精度较差和算法要求高的技术问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，有必要提供一种基于脉冲宽度调制信号的agc系统及方法，用以解决响应时间较长、器件较多、调节精度较差和算法要求高的技术问题。

2、为了解决上述技术问题，一方面，本发明提供了一种基于脉冲宽度调制信号的agc系统，包括：

3、控制单元，用于基于恒定的中频信号进行模数转换，得到pwm信号占空比，并将pwm信号占空比发送至增益控制电路；

4、增益控制电路，与控制单元电性连接，用于基于pwm信号占空比，得到控制电压，将控制电压发送至可变增益单元；

5、可变增益单元，与控制单元电性连接以及与增益控制电路电性连接，用于获取放大的中频信号，基于放大的中频信号和控制电压，得到恒定的中频信号，将恒定的中频信号发送至控制单元。

6、在一种可能的实现方式中，所述基于恒定的中频信号进行模数转换，得到pwm信号占空比，包括：

7、基于恒定的中频信号进行模数转换，得到模数转换的中频信号，基于模数转换的中频信号得到pwm信号占空比。

8、在一种可能的实现方式中，所述基于模数转换的中频信号得到pwm信号占空比，包括：

9、将模数转换的中频信号进行功率计算，得到信号功率，基于信号功率得到pwm信号占空比。

10、在一种可能的实现方式中，将模数转换的中频信号进行功率计算，得到信号功率，包括：

11、将模数转换的中频信号进行对数变换的功率计算，得到信号功率。

12、在一种可能的实现方式中，所述基于信号功率得到pwm信号占空比，包括：

13、将信号功率进行数字分析，得到pwm信号占空比。

14、在一种可能的实现方式中，所述将信号功率进行数字分析，得到pwm信号占空比，包括：

15、将信号功率与预设的功率阈值进行匹配的数字分析，得到匹配结果，基于匹配结果得到pwm信号占空比。

16、在一种可能的实现方式中，所述系统，还包括：

17、低噪声放大器，与可变增益单元电性连接，用于获取中频信号，并对中频信号进行初步的增益放大，得到放大的中频信号，并将放大的中频信号发送至可变增益单元。

18、在一种可能的实现方式中，所述增益控制电路，包括：有源滤波电路、π衰减器及电压跟随电路；

19、有源滤波电路的输入端与控制单元的输出端连接，有源滤波电路的输出端与π衰减器的输入端连接，π衰减器的输出端与电压跟随电路的输入端连接。

20、在一种可能的实现方式中，所述可变增益单元，包括：依次串联的低通滤波器、第一可变增益放大器、数控衰减器及第二可变增益放大器。

21、另一方面，本发明还提供了一种基于脉冲宽度调制信号的agc方法，包括：

22、通过控制单元对恒定的中频信号进行模数转换，得到pwm信号占空比；

23、通过增益控制电路基于pwm信号占空比，得到控制电压；

24、通过可变增益单元获取放大的中频信号，基于放大的中频信号和控制电压，得到恒定的中频信号。

25、本发明的有益效果是：本发明提供的基于脉冲宽度调制信号的agc系统，通过控制单元输出的pwm信号，经过增益控制电路的信号处理，驱动控制vga的增益大小，实现接收机可以大范围接收信号的功能。本发明硬件电路简单，器件价格低廉易于获取，可以有效解决现有毫米接收机所使用的传统模拟型自动增益控制电路复杂问题。另一方面，现有的数字反馈型自动增益控制电路多是采用输出数字增益控制字串行控制可变增益单元，响应时间较长，器件较多，调节速度较慢，调节精度较差，算法要求高。而本申请通过将pwm信号转变成连续的模拟直流信号控制可变增益单元，不仅响应速度快、调节精度高、对算法要求不高；而且具有智能化、成本低、易于生产推广的优点。

技术特征：

1.一种基于脉冲宽度调制信号的agc系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于脉冲宽度调制信号的agc系统，其特征在于，所述基于恒定的中频信号进行模数转换，得到pwm信号占空比，包括：

3.根据权利要求2所述的基于脉冲宽度调制信号的agc系统，其特征在于，所述基于模数转换的中频信号得到pwm信号占空比，包括：

4.根据权利要求3所述的基于脉冲宽度调制信号的agc系统，其特征在于，将模数转换的中频信号进行功率计算，得到信号功率，包括：

5.根据权利要求3所述的基于脉冲宽度调制信号的agc系统，其特征在于，所述基于信号功率得到pwm信号占空比，包括：

6.根据权利要求5所述的基于脉冲宽度调制信号的agc系统，其特征在于，所述将信号功率进行数字分析，得到pwm信号占空比，包括：

7.根据权利要求1所述的基于脉冲宽度调制信号的agc系统，其特征在于，所述系统，还包括：

8.根据权利要求1所述的基于脉冲宽度调制信号的agc系统，其特征在于，所述增益控制电路，包括：有源滤波电路、π衰减器及电压跟随电路；

9.根据权利要求1所述的基于脉冲宽度调制信号的agc系统，其特征在于，所述可变增益单元，包括：依次串联的低通滤波器、第一可变增益放大器、数控衰减器及第二可变增益放大器。

10.一种基于脉冲宽度调制信号的agc方法，其特征在于，包括：

技术研发人员：张健,张诗雨,李振北,蔡志伟受保护的技术使用者：武汉大学技术研发日：技术公布日：2024/7/15