[發明專利]正交相移鍵控調制器時延測試的測量方法

有效

• 申請號: 201610325189.0
• 申請日: 2016-05-16
• 公開（公告）號: CN105978643B
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 夏偉;沈小青;丁風海;邱斌;孫朝斌;余清華;王琳娜
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍63680部隊
• 主分類號: H04B17/364
• 分類號: H04B17/364
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司11429
• 代理人: 趙海波

技術領域

本發明涉及一種調制器時延的測量方法，具體涉及一種正交相移鍵控調制器時延測試的測量方法。

背景技術

隨著科學技術的不斷發展，在航天測控、衛星導航、星間無線電測量等諸多領域中，對距離和遠程時間差的測量精度越來越高。但由于組成測距系統收發信機的調制器、變頻器、功放、低噪放等設備都是非線性相位系統，測距信號經過這些非理想傳輸信道時會產生群延時波動和相位畸變；同時在實際系統中普遍存在的噪聲干擾、多徑影響、阻抗失配、溫度漂移等不確定誤差因素，都將造成測距系統時延零值的波動變化，成為影響測距系統測量準確度的主要誤差來源。因此，對測距系統收發信機進行經常性的時延零值測量標校，對于確保系統測距性能具有重要意義。

時延測試一般可分為載波測量法和調制測量法，其中載波測量法通過對被測系統輸入輸出載波信號相位差進行精確測量，并根據相位差估算信號時延；調制測量法是將載波調制后通過被測器件，在輸出端對信號進行解調后通過與參考信號比相來估計時延，但存在最大無模糊距離和測距精度相互矛盾的問題，擴頻偽碼測距為該問題提供了解決方法，其在測量范圍和測量精度方面都較側音測距體制具有明顯優勢，但上述方法均無法直接測量一般正交調制器時延。

正交調制器時延定義為輸入基帶偽碼信號跳變沿上升到50%最高均值電平起始到該跳變沿對應的輸出射頻相位翻轉點的時間延遲，但在實際測試過程中還存在以下不確定因素：一是輸入基帶偽碼跳變沿的不確定性，輸入基帶偽碼信號包含I、Q兩路波形信號，由于輸出射頻相位翻轉點位置與兩路輸入信號同時相關，兩路輸入信號跳變沿的時間同步誤差將引入測量誤差；二是輸出射頻相位翻轉點的不確定性，為了克服碼間串擾，輸入基帶信號都會進行帶限預處理，導致調制器輸出射頻相位翻轉點時刻的調制波形包絡幅度最小，從而使得相位翻轉點定位困難。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術提供一種正交相移鍵控調制器時延測試的實現方法，能有效地對正交調制器的時延進行精確測量。

本發明解決上述問題所采用的技術方案為：一種正交相移鍵控調制器時延測試的測量方法，所述測量方法主要包括以下步驟：

第一步組建時延測量系統

時延測量系統包括：基帶信號發生器、被測正交相移鍵控調制器、數字示波器、功分器和功分器，所述基帶信號發生器的兩路信號輸出分別接入功分器和功分器，所述功分器和功分器的信號輸出端分別通過電纜和電纜與被測正交相移鍵控調制器的輸入端相連，所述數字示波器的信號輸出端分別通過電纜、電纜和電纜與功分器、功分器和被測正交相移鍵控調制器相連；

第二步系統校準

系統校準分為兩組：第一組，數字示波器輸出方波校準信號輸入功分器，把電纜和電纜直接相連，電纜保持不變，使用數字示波器CH1和CH2測量兩路信號時延t1；第二組，數字示波器輸出方波校準信號輸入功分器，把電纜和電纜直接相連，電纜保持不變，使用數字示波器CH1和CH3測量兩路信號時延t2；通過調整電纜長度，使得t1和t2遠小于被測正交相移鍵控調制器的時延值，若t1和t2與被測正交相移鍵控調制器的時延值相當，則通過調整電纜長度使得t1=t2，并把t1或t2作為系統誤差記錄，最后對測量結果進行修正；

第三步測量信號采集

首先使用基帶信號發生器生成IQ基帶信號，通過功分器和功分器分別送入被測正交相移鍵控調制器和數字示波器，使用數字示波器分別測量并記錄IQ基帶波形和調制輸出波形，其中CH1記錄調制輸出波形，CH2記錄輸入I路基帶波形，CH3記錄輸入Q波I路基帶波形；

第四步測量數據處理

設CH1記錄波形數據為，使用希爾伯特變換函數hilbert計算調制輸出信號的解析信號

使用模值函數計算調制輸出信號的包絡波形序列

設CH2記錄波形數據為，CH3記錄波形數據為，則調制輸入復信號的模值波形序列

對序列和進行歸一化處理，使用相關函數xcorr計算序列和的相關性

取相關計算數組序列最大值時對應下標為，數字示波器（3）波形數據記錄長度為N，采樣間隔為，根據公式計算正交相移鍵控調制器時延。

優選地，若步驟二的系統校準存在系統誤差，則通過公式t1進行系統誤差修正。

優選地，為了使得測量結果滿足時延測量準確度要求，應根據被測正交相移鍵控調制器的時延指標優化基帶信號發生器和數字示波器參數設置，具體設置如下：

(1)數字示波器時基刻度，

(2)基帶信號發生器的碼元速率，