[發明專利]基于精細頻率柵校準的非線性矢量網絡分析儀相位響應校準方法

無效

• 申請號: 201010591229.9
• 申請日: 2010-12-16
• 公開（公告）號: CN102087346A
• 公開（公告）日: 2011-06-08
• 發明（設計）人: 時穎;徐清華;張亦弛;林茂六;張喆
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01R35/00
• 分類號: G01R35/00;G01R27/28
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 張宏威

技術領域

本發明涉及一種非線性矢量網絡分析儀的校準方法。

背景技術

上世紀90年代，隨著射頻、微波理論與技術的進步，直接測量含有非線性元件的電路、器件和系統的復雜大信號的需求變得越來越突出，非線性矢量網絡分析儀是直接完成大信號網絡分析的最佳工具。非線性矢量網絡分析儀(NVNA)的相位校準目前我國只能使用NTN校準法獲取，其校準頻率分辨率只能達到0.25GHz，相位校準的頻率分辨率較低，不能滿足現代通信系統的研發與維護迫切需求。

發明內容

本發明是為了解決現有的非線性矢量網絡分析儀的相位校準時相位校準頻率分辨率較低的問題，而提供一種基于精細頻率柵校準的非線性矢量網絡分析儀精細頻率相位響應校準新方法。

基于精細頻率柵校準的非線性矢量網絡分析儀相位響應校準的方法，它由以下步驟實現：

步驟一、采用寬帶采樣示波器檢測一個射頻調幅信號x_AM(t)，并采用平方率檢波器在所述調幅信號x_AM(t)的載波頻率f_c的兩側構造精細頻率柵；

所述調幅信號x_AM(t)的表達式為：

式中：f_c是載波頻率，f_mod為調制頻率，上邊頻和下邊頻分別為f_c-f_mod和f_c+f_mod，V₁、V₂、V₃分別為載波頻率點的電壓、上邊頻頻率點的電壓和下邊頻頻率點的電壓，為載波頻率點的相位、上邊頻頻率點的相位和下邊頻頻率點的的相位；

步驟二、采用步驟一構造的精細頻率柵對平方率檢波器進行相位校準，經相位定標后的平方率檢波器稱為精細頻率柵相位傳遞標準；

步驟三、利用步驟二獲得的精細頻率柵相位傳遞標準，對非線性矢量網絡分析儀進行精細頻率相位校準。

用寬帶采樣示波器檢測射頻調幅信號x_AM(t)，并采用平方率檢波器在所述調幅信號x_AM(t)的載波頻率f_c的兩側構造精細頻率柵的具體方法是：通過改變調幅信號x_AM(t)的調制頻率f_mod，在載波f_c頻率兩側構造頻率間隔10K-5MHz的頻譜，構造出來的頻譜即為精細頻率柵。

步驟二中所述使用步驟一構造的精細頻率柵對平方率檢波器進行相位校準，獲得精細頻率柵相位參考結果的方法是：將調幅信號x_AM(t)的載波頻率f_c固定，對調制頻率進行N次改變，并測量每次改變后的平方率檢波器的輸出和輸入信號間的相位差；匯總N次改變后的平方率檢波器的輸出和輸入信號間的相位差，獲得精細頻率柵相位傳遞標準和校準數據表，N為正整數。

步驟三中利用步驟二獲得的精細頻率柵相位傳遞標準對非線性矢量網絡分析儀進行精細頻率相位校準的方法是：設非線性矢量網絡分析儀在載波f_c上的相位誤差為在f_c-f_mod和f_c+f_mod的相位誤差為和則非線性矢量網絡分析儀測得的射頻已調信號為：

式中通過使用諧波相位標準校準獲得，而和通過定標后的精細頻率柵相位傳遞標準的相位誤差數據表查得，U₁、U₂、U₃為非線性矢量網絡分析儀測量的幅度；

獲得的測量信號x_AM(t)通過理想的平方律變換器，濾除2次諧波后的結果是：

采用低頻數字示波器測得的平方律檢波器受相位失真影響后的結果為：

式中Δφ_d和Δφ_d1通過已校準的精細頻率柵相位參考結果中獲得，U′₁、U′₂、U′₃為低頻數字示波器獲得的幅度信息，經補償后，低頻數字示波器上測得的平方律檢波器輸出的低頻信號為：