[發明專利]一種基于鑒相法測量相位噪聲的方法

有效

• 申請號: 201210000229.6
• 申請日: 2012-01-04
• 公開（公告）號: CN102539944A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 陳曉龍;詹勁松;王家禮
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01R29/26
• 分類號: G01R29/26
• 代理公司: 西安吉盛專利代理有限責任公司 61108
• 代理人: 張培勛

1.一種基于鑒相法測量相位噪聲的方法，其方法是：至少包括建立相位噪聲數學模型；依據數學模型測量相位噪聲。

2.根據權利要求1所述的一種基于鑒相法測量相位噪聲的方法，其方法是：所述的建立相位噪聲數學模型包括：

給出鑒相器輸入的被測源信號如式(1)，

給出參考源信號如式(2)：

其中V_i(t)是被測源信號，θ_i是被測信號的初始相位，被測源信號的相位；V_r(t)是參考源信號，是參考源信號的初始相位，是參考源信號的相位噪聲；

則鑒相器的輸出信號為：

鑒相器輸出通過低通濾波器和低噪聲放大器后為y(t)：

其中A是信號y(t)的幅度，Δω是頻率差，θ₀是兩信號源的初始相位差。

是被測源相對于參考源的相位噪聲；

設定測量信號直流分量為C，因此(4)式可以寫成如下形式：

將式(5)展開為下式：

在理想情況下由于Δω＝0，θ₀＝0，則(6)式可寫為：

由(7)可知，測量中可以用測量數據y(t)的功率譜密度代替相位噪聲信號的功率譜密度計算單邊相位噪聲；

由于在實際測量中Δω≠0，θ₀≠0，則(6)式可寫為：

由(8)式可得包含頻差的信號相位噪聲提取模型：

3.根據權利要求1所述的一種基于鑒相法測量相位噪聲的方法，其方法是：所述的依據數學模型測量相位噪聲步驟是：

101步，對經過低通濾波和低噪聲放大后的鑒相器輸出信號進行數據采集；

102步，估計信號的頻率范圍，記為[ω_il，ω_ih]，此時i＝0，信號頻率的初始估計值，記為初始頻率估計最大誤差δω₀＝ω_0h-ω_0l；

103步，取i＝i+1，ωil=Δω^i-1-δω0/Mi-1,]]>ωih=Δω^i-1+δω0/Mi-1;]]>

104步，在頻率范圍[ω_il，ω_ih]內等間隔選取2M+1個頻率值，分別記為Δω_ij?j＝0，1，Λ，2M，按照以下方法計算2M+1個頻率值的對應的幅值A_ij、初相位θ_ij和直流分量C_ij以及這些點對應的均方誤差E_ij??j＝0，1，Λ，2M；

設

Dij=cos(Δωijt0)sin(Δωijt0)1cos(Δωijt1)sin(Δωijt1)1MMMcos(ΔωijtN-1)sin(ΔωijtN-1)1]]>Y=y(0)y(1)My(N-1)---(10)]]>

解(11)式的矩陣方程解得P_ij、Q_ij、C_ij，代入(12)、(13)式可求得各頻率點對應的幅值A_ij、初相位θ_ij和直流分量C_ij。

PijQijCij=(DijTDij)-1(DijTY)---(11)]]>

Aij=Pij2+Qij2---(12)]]>

θij=arcsin(Q0Aij)---(13)]]>

按(14)式計算各點對應的均方誤差E_ij

Eij=Σk(y(tk)-A^ijsin(Δω^ijtk+θ^ij)-A^ijcos(Δω^ijtk+θ^ij)-C^ij)2---(14)]]>

105步，比較2M+1個頻率值對應的均方誤差，找到其中均方誤差最小頻率值及對應的和即為第i次迭代參數的估計值；

106步，計算第i次迭代對估計的最大誤差δω_i＝δω₀/Mⁱ；

107步，判斷δω_i是否大于誤差要求，若大于等于轉103步，若小于轉108步；

108步，將估計得到的信號參數分別記為并將其帶入(15)式用于提取被測的相位噪聲

109步，由提取的相位噪聲信號求功率譜估計，計算被測信號的單邊帶相位噪聲。