[發(fā)明專利]一種面向相參矢量信號產(chǎn)生系統(tǒng)的時延校準裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610038358.2
• 申請日: 2016-01-20
• 公開（公告）號: CN105721076B
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 白新躍;鹿珊珊
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號: H04B17/364
• 分類號: H04B17/364
• 代理公司: 成都行之專利代理事務(wù)所(普通合伙)51220
• 代理人: 溫利平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于相參信號產(chǎn)生系統(tǒng)校準技術(shù)領(lǐng)域，更為具體地講，涉及一種面向相參矢量信號產(chǎn)生系統(tǒng)的通道間時延精確校準裝置及方法。

背景技術(shù)

相參矢量信號產(chǎn)生系統(tǒng)是一種多通道射頻相參信號產(chǎn)生系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有多個射頻信號輸出通道，可產(chǎn)生多路相參射頻信號，各路信號的頻率一致、相位相參、時延和幅度可控；相參矢量信號產(chǎn)生系統(tǒng)可產(chǎn)生各種類型的相參信號，如相參數(shù)字調(diào)制信號、相參雷達脈沖調(diào)制信號、甚至是相參噪聲信號等。相參矢量信號產(chǎn)生系統(tǒng)應(yīng)用范圍廣，可用于無線通信系統(tǒng)MIMO技術(shù)測試和相控陣雷達系統(tǒng)接收機性能評估等。

相參矢量信號產(chǎn)生系統(tǒng)校準的目的是要精確測量并補償多路相參信號之間的幅度差、相位差和時延等誤差，使相參矢量信號產(chǎn)生系統(tǒng)輸出頻率、幅度、相位完全一致的多路射頻相參信號。

相參矢量信號產(chǎn)生系統(tǒng)時延校準時，往往首先控制該系統(tǒng)產(chǎn)生多路相參脈沖調(diào)制信號，并利用高采樣率示波器幅度解調(diào)功能測量各路信號間的時延，由于多路信號中的噪聲、多路信號間的一致性、示波器測量誤差等因素，導(dǎo)致這種測量方法的測量精度有限：以40GHz高采樣率示波器為例，當(dāng)不啟用測量平均時，其測量誤差＞20ps；即使啟用示波器中的平均功能，且平均次數(shù)＞256次，其時延測量誤差仍然大于5ps。

另外，也可以采用相參信號互相關(guān)運算測量相參信號的時延差，但受示波器采樣率等限制，以40GHz高采樣率示波器為例，該方法的測量誤差＞12.5ps，且運算量大。

隨著相參信號調(diào)制帶寬的增長，上述時延測量誤差對相參矢量信號產(chǎn)生系統(tǒng)相參特性的影響越來越嚴重，以QPSK信號為例，符號率為100MHz時，±5ps的時延測量誤差導(dǎo)致約±0.3°的相參角度偏離；而當(dāng)符號率提高到1GHz時，±5ps的時延測量誤差導(dǎo)致約±3°的相參角度偏離，上述時延測量誤差嚴重影響了高符號率、高帶寬信號的相參特性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種面向相參矢量信號產(chǎn)生系統(tǒng)的時延校準裝置及方法，可精確測量相參矢量信號產(chǎn)生系統(tǒng)多路射頻輸出信號間的時延。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明一種面向相參矢量信號產(chǎn)生系統(tǒng)的時延校準裝置，其特征在于，包括：一高采樣率示波器、一待校準的相參矢量信號產(chǎn)生系統(tǒng)；

其中，所述的相參矢量信號產(chǎn)生系統(tǒng)的多路射頻相參信號輸出端口1接高采樣率示波器的CH1端口，作為參考通道；其余多路射頻相參信號輸出端口2-4依次接高采樣率示波器的CH2至CH4端口；相參矢量信號產(chǎn)生系統(tǒng)的同步脈沖輸出端口接高采樣率示波器的AUX IN端口，并作為高采樣率示波器的觸發(fā)信號來源；

通過控制相參矢量信號產(chǎn)生系統(tǒng)輸出多路相參步進調(diào)頻信號，控制該信號的中心頻率、幅度、帶寬、脈沖寬度和重復(fù)周期；以高采樣率示波器CH1為參考通道，首先利用示波器自身的脈沖間時延測量功能，測量CH2、CH3、CH4和CH1間的相參步進調(diào)頻信號包絡(luò)間的時延，控制相參矢量信號產(chǎn)生系統(tǒng)對這些時延進行修正并再次輸出相參步進調(diào)頻信號，利用高采樣率示波器分別測量相參步進調(diào)頻信號ON段的T/4和3T/4兩個位置處各相參步進調(diào)頻信號和參考通道CH1內(nèi)信號間的相位差，而后利用相位差和時延的關(guān)系，計算得到各路相參信號輸出通道間的精確時延，并控制相參矢量信號產(chǎn)生系統(tǒng)對各路相參信號輸出通道和通道CH1間的時延做補償，從而消除相參矢量信號產(chǎn)生系統(tǒng)的各路相參信號輸出通道的時延差，實現(xiàn)相參矢量信號產(chǎn)生系統(tǒng)時延精確校準的目標。

本發(fā)明還提供了一種利用該時延校準裝置進行時延精確校準的方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)、設(shè)置相參矢量信號產(chǎn)生系統(tǒng)的載波頻率F_c和輸出幅度A_o，控制相參矢量信號產(chǎn)生系統(tǒng)產(chǎn)生多路相參步進調(diào)頻信號，設(shè)置相參步進調(diào)頻信號的步進階數(shù)為2，步進頻率間隔Δf，脈沖周期T和重復(fù)周期P，相參步進調(diào)頻信號ON段的瞬時頻率f(t)和時間t的關(guān)系為；

其中，f_c為相參步進調(diào)頻信號的中心頻率，Δf為頻率步進間隔；

(2)、啟用高采樣率示波器的包絡(luò)解調(diào)或幅度解調(diào)功能，對各路相參步進調(diào)頻信號做包絡(luò)解調(diào)分析；

(3)、利用高采樣率示波器沿到沿時間測量功能，分別測量各路相參步進調(diào)頻信號包絡(luò)與CH1間信號包絡(luò)的時延，記為D_ci,i＝2，3，4，分別代表通道CH2、CH3、CH4和參考通道CH1間的時延；