[發明專利]基于智能搜索算法的無源互調測試系統校準方法和裝置

有效

• 申請號: 201310514485.1
• 申請日: 2013-10-28
• 公開（公告）號: CN103543427A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 李明太;王尊峰;李樹彪;楊保國;劉丹;郭永瑞;趙立軍;莊志遠
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第四十一研究所
• 主分類號: G01R35/00
• 分類號: G01R35/00
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 龔燮英

1.一種基于智能搜索算法的無源互調測試系統校準裝置，包括相互連接的兩個信號源、兩個衰減器、兩個功率放大器、兩個溫度探測及處理模塊、隔離器、合路器、雙工器、和接收機以及主控計算機，其特征在于，還包括兩個溫度探測及處理模塊分別與所述兩個功率放大器相連接，用于實時探測兩個功率放大器的工作溫度。

2.如權利要求1所述的基于智能搜索算法的無源互調測試系統校準裝置，其特征在于，所述溫度探測及處理模塊由溫度傳感器、A/D轉換模塊及微處理器組成；所述溫度傳感器，用于實時檢測功率放大器的工作溫度變化，把溫度信號轉化為電信號；所述A/D轉換模塊，用于將電信號轉換為數字信號；所述微處理器，用于將數字信號處理成為功率放大器的工作溫度信息。

3.如權利要求2所述的基于智能搜索算法的無源互調測試系統校準裝置，其特征在于，所述主控計算機控制所述兩個信號源對信號源輸出頻率的校準；所述主控計算機控制兩路載波功率精確地穩定在43dBm上；所述主控計算機使用智能搜索算法實現無源互調測試系統測試準確度的校準。

4.如權利要求3所述的基于智能搜索算法的無源互調測試系統校準裝置，其特征在于，所述控計算機控制所述兩個信號源對信號源輸出頻率的校準的方法為：對輸出載波信號的頻率進行測量，得到每個信號源的系統誤差，然后進行頻率修正；設置信號源的輸出頻率為F_S，對輸出載波信號測量得到的頻率是F_m，如兩者不等，則定義頻率誤差是ΔF_S，則有ΔF_S＝F_s-F_m，此時將信號源的輸出頻率設置為F_S+ΔF_s；

所述主控計算機控制兩路載波功率精確地穩定在43dBm上的方法為：選取n+1個溫度點進行測試，假設溫度點的間隔為ΔT，則n+1個溫度點用以下公式表示：

測試溫度點：T₀＝T_min

測試溫度點：T₁＝T₀+ΔT

測試溫度點：T₂＝T₀+2ΔT

……

測試溫度點：T_n＝T₀+nΔT

定義T_max＝T_n，則校準數據的溫度區間是[T_min，T_max]；

其次，在每一溫度點以一定的頻率步進ΔF掃描信號源，設總共有m+1個頻率點，用以下公式表示：

測試頻率點：F_Tx.0＝F_min

測試頻率點：F_Tx.1＝F_min+ΔF

測試頻率點：F_Tx.2＝F_min+2ΔF

……

測試頻率點：F_Tx.m＝F_min+mΔF

定義則校準數據的頻率區間是[F_min，F_max]。

定義信號源的輸出功率是P_S，放大器的功率增益為P_A，發射通道的插損為P_TL，測試端口1的輸出功率為P_OUT，測試端口輸出的載波信號的功率誤差為ΔP_OUT，則關系式為：

P_OUT＝P_S+P_A-P_TL；

ΔP_OUT＝P_OUT-43；

再次，依次將無源互調測試系統中大功率放大器工作溫度穩定在上述n+1個溫度點上，并依次在每個溫度點上以一定的頻率步進掃頻信號源，同時對測試端口1輸出的載波功率進行測量，得到不同校準溫度點的(n+1)組輸出功率的測量數據，從而形成輸出功率P_OUT的(n+1)*(m+1)數組，通過公式ΔP_OUT＝P_OUT-43，則得到ΔP_OUT的(n+1)*(m+1)數組，并將誤差數據保存在主控計算機的校準數據文件中，調整信號源的輸出功率P_S，把信號源的輸出功率設置為P_S-ΔP_out；最后，設置實際測試時的溫度是t_x、頻率是f_y，搜索ΔP_OUT數組中數據，找出溫度和頻率最接近的點，并用溫度和頻率最接近的點的ΔP_OUT的來計算信號源的設置功率值；

所述搜索最近的溫度點的步驟如下：

首先，判斷t_x是否在[T_min，T_max]內，是則使用公式計算，其中，k為實數，并且k能夠分解成k＝A+b的形式，其中A是整數，0≤b＜1，如果0≤b≤0.5，則最近的溫度點是T_A，否則是T_A+1；

如果t_x不在[T_min，T_max]內，則判斷t_x是否比T_min小，如果是，則最近的溫度點是T_mm，否則是T_max；

所述搜索最近的頻率點的步驟如下：

首先，判斷f_y是否在[F_min，F_max]內，是則使用計算，其中，j為實數，且j一定能夠分解成j＝C+d的形式，其中C是整數，0≤d＜1；如果0≤d≤0.5，則最近的頻率點是F_c，否則是F_C+1；

如果f_y不在[F_min，F_max]區間內，則判斷f_y是否比F_min小，如果是，則最近的頻率點是F_min，否則是F_max，確定最佳的誤差數據點，然后使用該誤差數據點的誤差數據得到需要設置的功率值；

所述主控計算機使用智能搜索算法實現無源互調測試系統測試準確度的校準的方法為：設定信號發生器的輸出信號的功率為P_g，以一定的掃描步進ΔF_R掃描信號發生器，設總共有k+1個頻率點，用以下公式表示：

測試頻率點F_R.0＝F_min；

測試頻率點F_R.1＝F_min+ΔF；

測試頻率點F_R2＝F_min+2ΔF_R；

……

測試頻率點F_R.k=F_min+kΔF_R；

定義F_max=F_R.k，則校準數據的頻率區間是[F_min,F_max]；

掃描信號發生器的同時使用高精度的功率計測量信號發生器連接電纜輸出端的每一個頻點的信號大小為P_IM，共得到k+1個頻點的數據，記錄測量到的功率值P_R，得到一組功率值；定義接收通道和測量接收機造成的測量誤差為P_RL，則有公式為：P_R=P_IM-P_RL；

在實際測試時，假設被測信號的大小是P_Real，接收機測量到的測量值是P_R，則有公式為：P_Real=P_R+P_RL；

如果實際測試信號的頻率是f_x，則使用的智能搜索算法如下：

判斷f_x是否在[F_min,F_max]內，是則使用公式，計算，其中，j為實數，j能夠分解成j=E+d的形式，其中E是整數，0≤d<1；如果0≤d≤0.5，則最近的校準頻率點是F_E，否則是F_E+1；

如果f_x不在[F_min,F_max]內，則判斷f_x是否比F_min小，如果是，則最近的校準頻率點是F_min，否則是F_max；確定了最近頻點的誤差數據，然后根據公式P_Real=P_R+P_RL給出的關系，使用此誤差數據通過主控程序對接收機測量到的測量值P_R進行修正，則得到了被測信號精確的P_Real值。