[發明專利]一種射頻通道間時延差測量裝置及測量方法

在審

• 申請號: 201610087079.5
• 申請日: 2016-02-16
• 公開（公告）號: CN105721077A
• 公開（公告）日: 2016-06-29
• 發明（設計）人: 王偉;李宏斌
• 申請（專利權）人: 武漢濱湖電子有限責任公司
• 主分類號: H04B17/364
• 分類號: H04B17/364
• 代理公司: 武漢帥丞知識產權代理有限公司 42220
• 代理人: 朱必武

技術領域

本發明涉及微波領域，特涉及一種射頻通道間時延差測量裝置及測量方法，應用于雷達領域和通信產品。

背景技術

一般的射頻通道測量采用鑒別通道間的相位差，其電路原理框圖如圖1所示，根據通道間的相位差計算得出時延差，此類測量方法受到通道間時延差大小的限制，不能測量通道間超過1個信號周期以上的時延差。所以一般只用于通道間時延差不超過一個信號周期的測量，此測量范圍小。

在通道間時延差較大時采用測量控制信號觸發沿和檢波射頻信號輸出沿之間的時間差，分別測量出不同通道的時間差來計算得出通道間的時延差，其電路原理框圖如圖2所示，此類測量方法受檢波器響應速度和信號沿檢測誤差的限制，所以一般只用于精度要求不高的測量，一般時延誤差為納秒級，此測量精度低。

發明內容

針對背景技術的不足，本發明通過采用線性調頻去斜處理的方法進行通道時延的測量，對不同通道分別測量后計算得出通道間時延差，本發明使通道間時延差測量不再受檢波器響應速度、信號沿檢測誤差和通道間時延差大小限制的影響，實現通道間時延差的大范圍高精度測量。

本發明的技術方案為：一種射頻通道間時延差測量裝置，包含被測通道、混頻器、LPF、ADC、FPGA順序連接，其特征在于：所述的信號源產生的LFM信號被送入被測通道，信號源產生的LFM本振信號被送入混頻器本振輸入端；LFM本振信號與LFM信號調頻斜率相同，且LFM本振信號的時間長度完全覆蓋被測通道時延范圍；LFM信號經被測通道后與LFM本振信號混頻至中頻，從而將被測通道時延從時間轉換成相應頻率點，再經過LPF濾波、ADC采樣和FPGA進行傅里葉變換解出信號頻率并計算出通道時延。

如上所述的射頻通道間時延差測量裝置，其特征在于：在測量不同通道間的時延差時，采用同一套測試設備。

本發明還公開了一種射頻通道間時延差測量方法，其特征在于：信號源產生LFM信號和LFM本振信號，其中LFM本振信號與LFM信號調頻斜率相同，且LFM本振信號的時間長度完全覆蓋被測通道時延范圍；

LFM信號被送入被測通道，LFM本振信號被送入混頻器本振輸入端；

LFM信號經被測通道后與LFM本振信號混頻至中頻信號；

中頻信號經過濾波、采樣和傅里葉變換解出信號頻率并計算出通道時延。

如上所述的射頻通道間時延差測量方法，其特征在于：使用去斜的處理方法將對射頻通道時延的測量轉換成對頻率的測量。

附圖說明

圖1通道間相位差的方法進行通道間時延差測量框圖；

圖2射頻信號包絡時間差的方法進行通道間時延差測量框圖；

圖3線性調頻去斜的處理方法進行通道間時延差測量框圖；

具體實施方式

名稱解釋：

LFM信號：即為送給被測通道輸入的線性調頻信號。

LFM本振信號：送給混頻器本振輸入端的線性調頻信號。

LPF：低通濾波器。

ADC：模數轉化器。

以下結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖3中，混頻器包括RF、LO和IF端口，其中RF為通過被測通道被延時后的LFM信號輸入端口；LO為LFM本振信號輸入端口；IF為中頻輸出端口。

圖3是本發明的實現電路原理框圖，圖中信號源的兩個相參輸出LFM信號和LFM本振信號分別連接被測通道的輸入端口和混頻器的本振端口。LFM本振信號與LFM信號調頻斜率相同，且LFM本振信號的時間長度完全覆蓋被測通道時延范圍。如被測通道時延為10us，則LFM本振信號信號的時間寬度大于LFM信號的時間寬度加上10us，且LFM本振信號調頻斜率與LFM信號相同，使混頻后信號為點頻，方便數據處理，否則數據處理量十分復雜。LFM信號經被測通道后與LFM本振信號混頻至中頻，從而將被測通道時延從時間轉換成相應頻率點，再經過LPF濾波、ADC采樣和FPGA進行傅里葉變換解出信號頻率并計算出通道時延，對多個被測通道進行相同測量后得出通道間時延差。

本發明的信號源如果不能同時出兩個單獨的LFM信號時可以采用兩個能夠單獨輸出LFM信號的源同步來實現。

ADC的輸入信號功率、混頻器RF端口和LO端口輸入的LFM信號功率需滿足器件要求，需要時可使用衰減器或放大器進行功率調節。

LPF的通帶寬度由被測通道的時延范圍和LFM信號調頻斜率決定，時延越長、LFM信號調頻斜率越大則LPF的通帶寬度越寬。