[發明專利]改進的基于中頻延遲線鑒頻法的相位噪聲測試裝置及方法

有效

• 申請號: 201610903181.8
• 申請日: 2016-10-17
• 公開（公告）號: CN106569046B
• 公開（公告）日: 2017-09-01
• 發明（設計）人: 王靜
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: G01R29/26
• 分類號: G01R29/26
• 代理公司: 陜西增瑞律師事務所61219
• 代理人: 張瑞琪

1.改進的基于中頻延遲線鑒頻法的相位噪聲測試裝置，其特征在于，包括混頻濾波單元，所述混頻濾波單元連接功分器(5)的輸入端，所述功分器(5)的輸出端通過移相器(10)和延遲線單元分別連接至同一鑒相器(11)的輸入端，所述鑒相器(11)的輸出端與濾波放大單元連接，所述濾波放大單元還通過模數轉換器(14)連接至處理器(15)；

所述延遲線單元包括與所述功分器(5)輸出端連接的第一射頻開關(6)，所述第一射頻開關(6)還通過并聯的第一延遲線(7)和第二延遲線(8)與第二射頻開關(9)連接，所述第二射頻開關(9)還連接至所述鑒相器(11)的輸入端；

所述混頻率波單元用于將待測合成信號源(1)和本機信號源(2)進行混頻，并將混頻后的信號進行過濾，以得出所需的信號；所述第一射頻開關(6)和第二射頻開關(9)用于在所述第一延遲線(7)和第二延遲線(8)之間進行線路切換；所述處理器(15)用于根據采用不同延遲線時所測得的不同頻偏，得出最終測量數據。

2.如權利要求1所述的改進的基于中頻延遲線鑒頻法的相位噪聲測試裝置，其特征在于，所述混頻濾波單元包括輸入端分別連接有待測合成信號源(1)和本機信號源(2)的混頻器(3)，所述混頻器(3)的輸出端連接至帶通濾波器(4)的輸入端，所述帶通濾波器(4)的輸出端與所述功分器(5)的輸入端連接。

3.如權利要求1或2所述的改進的基于中頻延遲線鑒頻法的相位噪聲測試裝置，其特征在于，所述濾波放大單元包括與所述鑒相器(11)輸出端連接的低通濾波器(12)，所述低通濾波器(12)的輸出端連接至低噪聲放大器(13)的輸入端，所述低噪聲放大器(13)的輸出端與所述模數轉換器(14)連接。

4.如權利要求1或2所述的改進的基于中頻延遲線鑒頻法的相位噪聲測試裝置，其特征在于，所述本機信號源(2)與所述待測合成信號源(1)的差頻為10MHz-100MHz。

5.一種改進的基于中頻延遲線鑒頻法的相位噪聲測試方法，其特征在于，包括如權利要求1-4所述的改進的基于中頻延遲線鑒頻法的相位噪聲測試裝置，并按照以下步驟實施：

步驟一、將待測合成信號源(1)與本機信號源(2)通過混頻器(3)進行混頻，并將混頻后的信號送入帶通濾波器(4)，調整所述帶通濾波器(4)的中心頻率，得出過濾后的信號s₂(t)，并將其送入功分器(5)，其中t表示時間；

步驟二、通過所述功分器(5)將信號s₂(t)分為兩路輸出：一路信號依次經過第一射頻開關(6)、第一延遲線(7)、第二射頻開關(9)得到信號s_3A(t)；

另一路信號經過移相器(10)得到信號s_3B(t)，將兩路信號均依次送入鑒相器(11)、低通濾波器(12)、低噪聲放大器(13)，得出處理后的信號s₄(t)；

步驟三、將步驟二中得出的信號s₄(t)的參數進行調整，并經過模數轉換器(14)轉換成數字信號得出在使用第一延遲線(7)時測出的瞬時頻偏量化值ΔV₁，保存至處理器(15)中；

步驟四、將所述第一射頻開關(6)和所述第二射頻開關(9)均切換到第二延遲線(8)后，重復執行上述步驟二至步驟三，得出裝置在使用第二延遲線時測出的瞬時頻偏量化值ΔV₂；所述處理器(15)根據測量頻偏的不同，得出最終測量出的相位噪聲；

所述步驟一中的信號s₂(t)通過公式得出，所述步驟二中的信號s_3A(t)通過公式得出，所述步驟二中的信號s_3B(t)通過公式得出，所述步驟二中的信號s₄(t)通過公式

得出；

其中，V₀為信號的振幅，π為圓周率，f₀為信號的頻率，f_m為信號的最大可測量的相位噪聲的頻偏，τ₁為第一延遲線的時延，Δf為測試頻偏，φ為相移器的相移值，K_φ為鑒相器的鑒相常數；

步驟三中參數調整具體方法為：

調整各個參數使其同時滿足-2πf₀τ₁+φ＝π/2、和時，得出其經所述模數轉換器(14)轉換后的瞬時頻偏量化值為ΔV₁≈K_φ12πτ₁Δf₁，其中，K_φ1為使用第一延遲線(7)時的所述鑒相器(11)的鑒相常數，Δf₁為使用第一延遲線(7)時的測試頻偏；

所述步驟四中得出最后測量數據的具體方法為：

當測試頻偏Δf＜1/τ₁時，所測量的瞬時頻偏量化值為ΔV₁≈K_φ12πτ₁Δf₁，當測試頻偏Δf≥1/τ₁時，所測量的瞬時頻偏量化值為ΔV₂≈K_φ22πτ₂Δf₂；

其中K_φ2為使用第二延遲線(8)時的所述鑒相器(11)的鑒相常數，τ₂為第二延遲線(8)時延，Δf₂為使用第二延遲線(8)是的測試頻偏。

6.如權利要求5所述的改進的基于中頻延遲線鑒頻法的相位噪聲測試方法，其特征在于，所述本機信號源(2)與所述待測合成信號源(1)的差頻為10MHz-100MHz。