[發明專利]多普勒信號模擬中微波矢量調制的校準方法

有效

• 申請號: 201410829783.4
• 申請日: 2014-12-25
• 公開（公告）號: CN104483660A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發明（設計）人: 張則樂;羅陽;張黎明;王義杰;黃從開
• 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: G01S7/40
• 分類號: G01S7/40
• 代理公司: 蚌埠鼎力專利商標事務所有限公司 34102
• 代理人: 張建宏

1.多普勒信號模擬中微波矢量調制的校準方法，它包括以下步驟：

(1)補償電路的設計

矢量調制器I路輸入信號用符號I表示，Q路輸入信號用符號Q表示，本振輸入信號用符號V_LO表示，射頻輸出信號用符號V_RF表示，則理想矢量調制器的傳輸函數可以表示為：

V_RF＝(I+jQ)·V_LO

矢量調制的主要誤差為I路與Q路的幅度不平衡以及90度功分器的移相誤差，對于實際的矢量調制器，將I路的增益歸一化為1，設Q路的增益誤差k，實際90度功分器的移相角度不是90°而是90°+δ，δ為移相誤差，則實際矢量調制器的傳輸函數為：

V_RF＝I·V_LO+k·Q·V_LO·e^j(π/2+δ)＝I·V_LO+k·e^jδ·jQ·V_LO

通過實際矢量調制器的傳輸函數得出，在矢量調制器的Q輸入端前面增加一個補償電路，該補償電路的傳輸函數為e^-jδ/k，即一個增益為1/k，移相角度為-δ的電路，即能得到理想矢量調制器的傳輸函數公式；

設計矢量調制校準電路，該電路包括兩只程控放大器，分辨率達0.1dB，分別對I路輸入信號與Q路輸入信號進行程控放大，以補償矢量調制器的幅度不平衡，該電路還包括兩只寬帶數控移相器，分別對I路中頻信號與Q路中頻信號進行移相，以補償矢量調制器的移相誤差；

對于中頻信號，移相可以通過延時來獲得，設計N位數控延時器，可實現N位的寬帶數控移相器，每一級電路由兩只單刀雙擲開關、延時線構成，通過控制，可以選擇不延時或者延時，每級的移相角度呈倍數關系，對于中頻信號中心頻率，若第一級的移相為φ度，則第二級的移相為2φ度，第三級的移相為4φ度，第四級的移相為8φ度，依次類推，第N級的移相為2^N-1φ度，四階數控移相器可實現的移相范圍為0—15φ度，移相分辨率為φ度，對不同的中頻信號，移相分辨率不同，頻率增高時，該電路的移相分辨率有所下降；

延時線采用微帶傳輸線，微帶傳輸線的特征阻抗設計為50Ω，根據印制板的介電常數εr，印制板介質的高度h，通過計算能夠得到印制板的線寬w；

一個波長的距離，代表了360°相位的改變，因此一段長度的傳輸線，對于某個頻率，對應了一定的相位改變，移相角度θ表示為：

θ＝360L/λ

式中θ的單位為度，L為傳輸線的長度，λ為波長；

(2)增益誤差k以及移相誤差δ的計算

將待校準設備的EXI?I輸入端與EXT?Q輸入端連接至雙路函數發生器的信號輸出端，將設備的輸出端連接至頻譜儀的輸入端，將GPIB電纜連接好，運行設備里的矢量調制校準軟件，設備分別對本機、函數發生器、頻譜儀進行程控；

然后分兩個步驟進行計算，第一個步驟得到矢量調制幅度不平衡校準數據，第二個步驟得到矢量調制移相誤差校準數據：(一)設備控制本機的本振進行掃頻，對每一個頻率點，控制函數發生器輸出正弦信號，頻率為設備中頻的中心頻率，先輸出I路信號，關閉Q路信號，控制頻譜儀進行測量，得到矢量調制器輸出信號兩個邊帶的總功率，關閉I路信號，輸出Q路信號，控制頻譜儀進行測量，得到矢量調制器輸出信號兩個邊帶的總功率，求這兩個功率的差值，可以得到矢量調制器Q路相對于I路的增益誤差k，得到矢量調制器的增益誤差k后，保存至幅度校準數據中；(二)本振重新進行掃頻，控制矢量調制校準電路的程控放大器，對每個頻率點的增益進行補償，控制函數發生器輸出信號頻率為設備中頻的中心頻率，兩路信號同時輸出，相位差90度，控制兩路4位寬帶數控移相器的相對相位，從最小值到最大值進行掃描，同時控制頻譜儀進行測量，分別得到矢量調制器輸出信號中有效信號及鏡像信號的功率，求這兩個功率的差值，可以得到矢量調制器鏡像抑制指標，對同一頻點的多次測量鏡像抑制指標進行檢索，找到鏡像抑制指標最大的點，其對應的數控移相器相對相位即為移相補償值-δ，如此，得到每個頻率點的移相補償值，并保存至移相校準數據中，完成以上步驟后，拆掉與設備相連的測試儀器；

(3)增益誤差k以及移相誤差δ的補償

以后設備的本振每輸出一個頻率，就取出該頻點的幅度校準數據1/k和移相校準數據-δ，控制矢量調制校準電路，對矢量調制器的誤差進行補償。