CN103543427A - 基于智能搜索算法的无源互调测试系统校准方法和装置 - Google Patents

基于智能搜索算法的无源互调测试系统校准方法和装置 Download PDF

Info

Publication number
CN103543427A
CN103543427A CN201310514485.1A CN201310514485A CN103543427A CN 103543427 A CN103543427 A CN 103543427A CN 201310514485 A CN201310514485 A CN 201310514485A CN 103543427 A CN103543427 A CN 103543427A
Authority
CN
China
Prior art keywords
frequency
temperature
test
point
max
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201310514485.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103543427B (zh
Inventor
李明太
王尊峰
李树彪
杨保国
刘丹
郭永瑞
赵立军
庄志远
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CLP Kesiyi Technology Co Ltd
Original Assignee
CETC 41 Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CETC 41 Institute filed Critical CETC 41 Institute
Priority to CN201310514485.1A priority Critical patent/CN103543427B/zh
Publication of CN103543427A publication Critical patent/CN103543427A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103543427B publication Critical patent/CN103543427B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Monitoring And Testing Of Transmission In General (AREA)
  • Testing Electric Properties And Detecting Electric Faults (AREA)

Abstract

本发明提供一种基于智能搜索算法的无源互调测试系统校准方法和装置,包括相互连接的两个信号源、两个衰减器、两个功率放大器、两个温度探测及处理模块、隔离器、合路器、双工器、和接收机以及主控计算机,其特征在于,还包括两个温度探测及处理模块分别与所述两个功率放大器相连接,用于实时探测两个功率放大器的工作温度。采用上述方案,通过多组误差数据的测试、保存、运算以及智能搜索算法的运用,能够在不同的工作温度和测量频率下精确地调整信号源输出功率大小,从而解决了由大功率放大器工作温度和频率变化所引起无源互调测试系统输出载波功率不稳定的问题。

Description

基于智能搜索算法的无源互调测试系统校准方法和装置
技术领域
本发明属于无源互调测试系统校准技术领域,尤其涉及的是一种基于智能搜索算法的无源互调测试系统校准方法和装置。
背景技术
在大功率、多通道系统中,由于大功率无源器件的非线性会产生不同幅度互调干扰信号。而无源器件的非线性可分为两类即接触性非线性和材料非线性。接触性非线性的原因:连接的不充分或不稳定,没有充分的接触压力,有裂纹的焊点,有划伤,碎屑,灰尘,或大小不匹配的器件等因素;材料非线性的原因:含有钢、镍等铁磁性物质,杂质渗入镀层,表面的氧化等因素。
两个频率分别为f1和f2的载波信号激励非线性器件所产生的互调信号频率可以表示为:公式(1):fim=mf1±nf2
其中,m和n都是整数,可为正数或零,定义m+n为互调信号的阶数。非线性器件会产生偶数和奇数阶互调信号,但是偶数阶互调信号一般在工作频带范围以外并且幅度较小。奇数阶互调信号的幅度大小会随着阶数的增加而降低,其中三阶互调信号最大。到目前为止,无源互调的测试方法尚无相应的国际标准,通常采用IEC推荐的反射测量和传输测量的方法。由于传输测量方法测试到的结果相对较小,所以无源器件互调指标测试时一般采取反射测量方法,反射测试方法测试到的互调指标更接近无源器件本身的特性。反射测量方法是现代无源互调测试业界的常用测量方法,被各大通信设备运营商所认可。该测试方法主要是让两路43dBm(20W)的载波信号激励被测件,然后测量无源互调值,通常是测量大功率无源器件的3阶无源互调值作为评价无源器件互调指标。理论上,三阶互调信号大小在载波功率每增加1dB情况下约增加3dB。
无源互调测试系统在大功率无源器件研发和生产中已得到广泛的使用,但是无源互调测试系统的校准在国内还没有制定出相应的规范和标准。在参考文献[1]中提出一种无源互调测试仪的校准方法,但是该文仅给出了进行校准所需的一些测量方法和测量内容,并没有给出怎样使用这些测量数据进行校准,它的主要内容有以下几个方面:
1.输出载波信号的频率测量
将输出载波信号通过30dB衰减器接至微波功率计,至少测量三个频率点的频率:即频段的上、下频率点和该频段的中间频率点。
2.输出电平测量
输出电平测量的频率点与前面的频率测量点相同,输出电平的选择方法:从所能设置的最小值至最大设置值以10dB为步进间隔,至接近最大功率点(43dBm)时步进间隔减少为1dB。
3.无源互调测量接收机的校准
以3阶无源互调为例,当2个频率分别为f1和f2的载波信号激励非线性器件时产生一个频率为2f1-f2或2f2-f1的射频信号。用一个信号发生器模拟所产生的无源互调信号,输出频率为2f1-f2或2f2-f1的已知电平值送至无源互调测试仪,用以校准无源互调测量接收机的准确度。为了提高校准的准确性,需要测量信号发生器连接电缆输出端的输出电平,以提高校准准确度,无源互调的校准包括通过模式无源互调测量准确度和反射模式无源互调测量准确度的校准。
现有技术没有解决由于放大器工作状态随温度变化和信号频率不同所造成的无源互调测试系统输出的两路载波信号功率不能精确地稳定在43dBm上的问题;没有解决在整个测量频段范围内由于测量频率的不同所造成测量误差变化所引起测量不准的问题。
因此,现有技术存在缺陷,需要改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足,提供一种基于智能搜索算法的无源互调测试系统校准方法和装置。
本发明的技术方案如下:
一种基于智能搜索算法的无源互调测试系统校准装置,包括相互连接的两个信号源、两个衰减器、两个功率放大器、两个温度探测及处理模块、隔离器、合路器、双工器、和接收机以及主控计算机,其中,还包括两个温度探测及处理模块分别与所述两个功率放大器相连接,用于实时探测两个功率放大器的工作温度。
所述的基于智能搜索算法的无源互调测试系统校准装置,其中,所述温度探测及处理模块由温度传感器、A/D转换模块及微处理器组成;所述温度传感器,用于实时检测功率放大器的工作温度变化,把温度信号转化为电信号;所述A/D转换模块,用于将电信号转换为数字信号;所述微处理器,用于将数字信号处理成为功率放大器的工作温度信息。
所述的基于智能搜索算法的无源互调测试系统校准装置,其中,所述主控计算机控制所述两个信号源对信号源输出频率的校准;所述主控计算机控制两路载波功率精确地稳定在43dBm上;所述主控计算机使用智能搜索算法实现无源互调测试系统测试准确度的校准。
所述的基于智能搜索算法的无源互调测试系统校准装置,其中,所述控计算机控制所述两个信号源对信号源输出频率的校准的方法为:对输出载波信号的频率进行测量,得到每个信号源的系统误差,然后进行频率修正;设置信号源的输出频率为FS,对输出载波信号测量得到的频率是Fm,如两者不等,则定义频率误差是ΔFS,则有ΔFS=Fs-Fm,此时将信号源的输出频率设置为FS+ΔFs
所述主控计算机控制两路载波功率精确地稳定在43dBm上的方法为:选取n+1个温度点进行测试,假设温度点的间隔为ΔT,则n+1个温度点用以下公式表示:
测试温度点:T0=Tmin
测试温度点:T1=T0+ΔT
测试温度点:T2=T0+2ΔT
……
测试温度点:Tn=T0+nΔT
定义Tmax=Tn,则校准数据的温度区间是[Tmin,Tmax];
其次,在每一温度点以一定的频率步进ΔF扫描信号源,设总共有m+1个频率点,用以下公式表示:
测试频率点:FTx.0=Fmin
测试频率点:FTx.1=Fmin+ΔF
测试频率点:FTx.2=Fmin+2ΔF
……
测试频率点:FTx.m=Fmin+mΔF
定义
Figure BDA0000402882730000041
则校准数据的频率区间是[Fmin,Fmax]。
定义信号源的输出功率是PS,放大器的功率增益为PA,发射通道的插损为PTL,测试端口1的输出功率为POUT,测试端口输出的载波信号的功率误差为ΔPOUT,则关系式为:
POUT=PS+PA-PTL
ΔPOUT=POUT-43;
再次,依次将无源互调测试系统中大功率放大器工作温度稳定在上述n+1个温度点上,并依次在每个温度点上以一定的频率步进扫频信号源,同时对测试端口1输出的载波功率进行测量,得到不同校准温度点的(n+1)组输出功率的测量数据,从而形成输出功率POUT的(n+1)*(m+1)数组,通过公式ΔPOUT=POUT-43,则得到ΔPOUT的(n+1)*(m+1)数组,并将误差数据保存在主控计算机的校准数据文件中,调整信号源的输出功率PS,把信号源的输出功率设置为PS-ΔPout
最后,设置实际测试时的温度是tx、频率是fy,搜索ΔPOUT数组中数据,找出温度和频率最接近的点,并用温度和频率最接近的点的ΔPOUT的来计算信号源的设置功率值;
所述搜索最近的温度点的步骤如下:
首先,判断tx是否在[Tmin,Tmax]内,是则使用公式
Figure BDA0000402882730000051
计算,其中,k为实数,并且k能够分解成k=A+b的形式,其中A是整数,0≤b<1,如果0≤b≤0.5,则最近的温度点是TA,否则是TA+1
如果tx不在[Tmin,Tmax]内,则判断tx是否比Tmin小,如果是,则最近的温度点是Tmin,否则是Tmax
所述搜索最近的频率点的步骤如下:
首先,判断fy是否在[Fmin,Fmax]内,是则使用
Figure BDA0000402882730000052
计算,其中,j为实数,且j一定能够分解成j=C+d的形式,其中C是整数,0≤d<1;如果0≤d≤0.5,则最近的频率点是Fc,否则是FC+1
如果fy不在[Fmin,Fmax]区间内,则判断fy是否比Fmin小,如果是,则最近的频率点是Fmin,否则是Fmax,确定最佳的误差数据点,然后使用该误差数据点的误差数据得到需要设置的功率值;
所述主控计算机使用智能搜索算法实现无源互调测试系统测试准确度的校准的方法为:设定信号发生器的输出信号的功率为Pg,以一定的扫描步进ΔFR扫描信号发生器,设总共有k+1个频率点,用以下公式表示:
测试频率点FR.0=Fmin
测试频率点FR.1=Fmin+ΔF;
测试频率点FR.2=Fmin+2ΔFR
……
测试频率点FR.k=Fmin+kΔFR
定义Fmax=FR.k,则校准数据的频率区间是[Fmin,Fmax];
扫描信号发生器的同时使用高精度的功率计测量信号发生器连接电缆输出端的每一个频点的信号大小为PIM,共得到k+1个频点的数据,记录测量到的功率值PR,得到一组功率值;定义接收通道和测量接收机造成的测量误差为PRL,则有公式为:PR=PIM-PRL
在实际测试时,假设被测信号的大小是PReal,接收机测量到的测量值是PR,则有公式为:PReal=PR+PRL
如果实际测试信号的频率是fx,则使用的智能搜索算法如下:
判断fx是否在[Fmin,Fmax]内,是则使用公式,
Figure BDA0000402882730000061
计算,其中,j为实数,j能够分解成j=E+d的形式,其中E是整数,0≤d<1;如果0≤d≤0.5,则最近的校准频率点是FE,否则是FE+1
如果fx不在[Fmin,Fmax]内,则判断fx是否比Fmin小,如果是,则最近的校准频率点是Fmin,否则是Fmax;确定了最近频点的误差数据,然后根据公式PReal=PR+PRL给出的关系,使用此误差数据通过主控程序对接收机测量到的测量值PR进行修正,则得到了被测信号精确的PReal值。
一种基于智能搜索算法的无源互调测试系统校准方法,其中,包括以下步骤:
步骤一:将测试端口1进行信号源输出频率的校准;
步骤二:将在不同测量频率点上端口1输出的两路载波功率精确地稳定在43dBm上;
步骤三:使用智能搜索算法实现无源互调测试系统测试准确度的校准。所述的校准方法,其中,所述步骤一中,进行信号源输出频率的校准的方法为:对输出载波信号的频率进行测量,得到每个信号源的系统误差,然后进行频率修正;设置信号源的输出频率为FS,对输出载波信号测量得到的频率是Fm,如两者不等,则定义频率误差是ΔFS,则有ΔFS=Fs-Fm,此时将信号源的输出频率设置为FS+ΔFs
所述的校准方法,其中,所述步骤二的具体方法为:
选取n+1个温度点进行测试,假设温度点的间隔为ΔT,则n+1个温度点用以下公式表示:
测试温度点:T0=Tmin
测试温度点:T1=T0+ΔT
测试温度点:T2=T0+2ΔT
……
测试温度点:Tn=T0+nΔT
定义Tmax=Tn,则校准数据的温度区间是[Tmin,Tmax];
其次,在每一温度点以一定的频率步进ΔF扫描信号源,设总共有m+1个频率点,用以下公式表示:
测试频率点:FTx.0=Fmin
测试频率点:FTx.1=Fmin+ΔF
测试频率点:FTx.2=Fmin+2ΔF
……
测试频率点:FTx.m=Fmin+mΔF
定义则校准数据的频率区间是[Fmin,Fmax]。
定义信号源的输出功率是PS,放大器的功率增益为PA,发射通道的插损为PTL,测试端口1的输出功率为POUT,测试端口输出的载波信号的功率误差为ΔPOUT,则关系式为:
POUT=PS+PA-PTL
ΔPOUT=POUT-43;
再次,依次将无源互调测试系统中大功率放大器工作温度稳定在上述n+1个温度点上,并依次在每个温度点上以一定的频率步进扫频信号源,同时对测试端口1输出的载波功率进行测量,得到不同校准温度点的(n+1)组输出功率的测量数据,从而形成输出功率POUT的(n+1)*(m+1)数组,通过公式ΔPOUT=POUT-43,则得到ΔPOUT的(n+1)*(m+1)数组,并将误差数据保存在主控计算机的校准数据文件中,调整信号源的输出功率PS,把信号源的输出功率设置为PS-ΔPout
最后,设置实际测试时的温度是tx、频率是fy,搜索ΔPOUT数组中数据,找出温度和频率最接近的点,并用温度和频率最接近的点的ΔPOUT的来计算信号源的设置功率值。
所述的校准方法,其中,所述搜索最近的温度点的步骤如下:
首先,判断tx是否在[Tmin,Tmax]内,是则使用公式
Figure BDA0000402882730000081
计算,其中,k为实数,并且k能够分解成k=A+b的形式,其中A是整数,0≤b<1,如果0≤b≤0.5,则最近的温度点是TA,否则是TA+1
如果tx不在[Tmin,Tmax]内,则判断tx是否比Tmin小,如果是,则最近的温度点是Tmin,否则是Tmax
所述的校准方法,其中,所述搜索最近的频率点的步骤如下:
首先,判断fy是否在[Fmin,Fmax]内,是则使用计算,其中,j为实数,且j一定能够分解成j=C+d的形式,其中C是整数,0≤d<1;如果0≤d≤0.5,则最近的频率点是Fc,否则是FC+1
如果fy不在[Fmin,Fmax]区间内,则判断fy是否比Fmin小,如果是,则最近的频率点是Fmin,否则是Fmax,确定最佳的误差数据点,然后使用该误差数据点的误差数据得到需要设置的功率值。
所述的校准方法,其中,所述步骤三的步骤如下:
设定信号发生器的输出信号的功率为Pg,以一定的扫描步进ΔFR扫描信号发生器,设总共有k+1个频率点,用以下公式表示:
测试频率点FR.0=Fmin
测试频率点FR.1=Fmin+ΔF;
测试频率点FR.2=Fmin+2ΔFR
……
测试频率点FR.k=Fmin+kΔFR
定义Fmax=FR.k,则校准数据的频率区间是[Fmin,Fmax];
扫描信号发生器的同时使用高精度的功率计测量信号发生器连接电缆输出端的每一个频点的信号大小为PIM,共得到k+1个频点的数据,记录测量到的功率值PR,得到一组功率值;定义接收通道和测量接收机造成的测量误差为PRL,则有公式为:PR=PIM-PRL
在实际测试时,假设被测信号的大小是PReal,接收机测量到的测量值是PR,则有公式为:PReal=PR+PRL
如果实际测试的频率是fx,则使用的智能搜索算法如下:
判断fx是否在[Fmin,Fmax]内,是则使用公式,
Figure BDA0000402882730000091
计算,其中,j为实数,j能够分解成j=E+d的形式,其中E是整数,0≤d<1;如果0≤d≤0.5,则最近的校准频率点是FE,否则是FE+1
如果fx不在[Fmin,Fmax]内,则判断fx是否比Fmin小,如果是,则最近的校准频率点是Fmin,否则是Fmax;确定了最近频点的误差数据;然后根据公式PReal=PR+PRL给出的关系,使用最近频点的误差数据PRL通过主控程序对接收机测量到的测量值PR进行修正,则得到了被测信号精确的PReal值。
采用上述方案:
1.通过程控的方式进行校准,优化了校准过程,减小了校准操作的时间。
2.通过在硬件电路中添加温度采集及处理模块使主控程序能够实时地采集到无源互调测试系统中大功率放大器的工作温度。
3.通过多组误差数据的测试、保存、运算以及智能搜索算法的运用,能够在不同的工作温度和测量频率下精确地调整信号源输出功率大小,从而解决了由大功率放大器工作温度和频率变化所引起无源互调测试系统输出载波功率不稳定的问题,有效地保证了输出的两路载波功率更精确地稳定在43dBm上,满足了对载波信号功率的标准要求。
4.通过扫描高精度信号发生器进行相关信号的测量和记录,把得到的测量数据进行数学运算就得到了无源互调测试系统在不同测量频率点的误差数组。在实际测量中先通过智能搜索算法找到最近频点的误差数据,然后使用程序修正测量值,从而完成了无源互调测试系统测试准确度的校准,显著地提高了测试系统的测量准确度。
附图说明
图1为本发明中温度探测及处理模块的结构示意图。
图2为本发明测试端口输出功率校准流程图。
图3为本发明测试准确度的校准流程图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例,对本发明进行详细说明。
实施例1
本发明不仅要解决无源互调测试系统在不同工作温度下和不同频率下输出(双音)载波功率不能稳定在43dBm(20W)上的问题,还要解决测试系统在整个测量频段范围内测试准确度的校准问题。主要包括以下三个方面:
1.通过在硬件电路中添加温度采集及处理模块使主控程序能够实时地采集到无源互调测试系统中大功率放大器的工作温度。
2.通过程控的方式对测试端口输出的两路载波功率值分别在不同的温度点和频率点进行多组测试并保存测得的数据,并把这些数据与43dBm进行数学运算从而得到输出载波功率的误差值。在实际测量中使用智能搜索算法找到最近校准点的误差数据,然后再通过程控的方式设置信号源的输出功率,从而保证了无源互调测试系统输出的两路载波信号的功率都能更精确地稳定在43dBm上,满足了对载波信号功率的标准要求。
3.通过程控的方式在接收频段范围内扫描高精度信号发生器,并使用功率计测量高精度信号发生器连接电缆输出端的功率值并保存,然后保持同样的设置扫描高精度信号发生器,记录接收机测到的功率值,通过运算得到测试系统的测量误差数组。在实际测量中通过智能搜索算法找到最近频点的误差数据,然后使用程序修正测量值,从而完成了无源互调测试系统测试准确度的校准。
如图1所示,本发明提供一种基于智能搜索算法的无源互调测试系统校准装置,无源互调测试系统主要由两个信号源、两个衰减器、两个功率放大器、两个温度探测及处理模块、隔离器、合路器、双工器、和接收机以及主控计算机组成。当进行测试时,两个信号源输出的射频信号通过衰减器后进入到功率放大器,然后经过一个低无源互调合路器将两路载波信号合为一路,再通过一个低无源互调双工器输出到测试端口。无源互调测试系统有两个测试端口即端口1和端口2,如果进行反射无源互调测试,只需使用测试端口1,如果进行传输无源互调测试,就需要用到两个测试端口。本发明中还包括两个温度探测及处理模块,分别用于实时探测两个功率放大器的工作温度。温度探测及处理模块的原理框图如图1所示,温度传感器101用于实时检测无源互调测试系统内部大功率放大器的工作温度变化,把温度信号转化为电信号,电信号经过A/D转换模块102变换后,经由微处理器103上传到主控计算机,由主机上的处理从而得到大功率放大器的工作温度信息。
无源互调测试系统的校准必须解决以下三个方面的问题。
⑴测试端口1输出的两路载波的频率是否准确的问题;
⑵在不同测量频率点上端口1输出的两路载波功率能否精确地稳定在43dBm上的问题;
⑶无源互调测试系统测量准确度的校准问题。
对于问题⑴解决方法是:
无源互调测试系统首先要进行信号源输出频率的校准,使用更精密的频率计对输出载波信号的频率进行测量,得到每个信号源的系统误差,然后进行频率修正,使输出频率更精确。例如:如果设置信号源的输出频率为FS,但使用精密的频率计对输出载波信号测量得到的频率是Fm,两者不等。定义频率误差是ΔFS。则有ΔFS=Fs-Fm。要想让输出载波信号的频率满足实际测试需求,需通过程控命令方式把信号源的输出频率设置为FS+ΔFs。通常情况下,信号源的系统误差在一定的频率范围内还是比较稳定的,使用上述的修正方法就可以保证在测试频段范围内输出信号的频率是准确的。
使用智能搜索算法解决无源互调测试系统测试端口1输出的两路载波信号功率不能精确地稳定在43dBm的问题。
由于不同的测量频率点上、不同的工作温度下大功率放大器输出功率非线性会造成测试端口1输出的两路载波功率不能稳定在43dBm上,不能满足实际测试对功率的要求,就会导致被测件的测试指标不可靠且不具有可比性。为了解决这个问题,就必须对端口1输出的两路载波信号的功率进行校准。为了提高校准精度,我们需要在测量频率范围之内,不同的温度点进行扫频载波信号,并测量端口1输出的载波信号功率值。例如:
首先,选取n+1个温度点进行测试,假设温度点的间隔为ΔT,这n+1个温度点可以用以下公式表示:
测试温度点T0=Tmin
测试温度点T1=T0+ΔT
测试温度点T2=T0+2ΔT
……
测试温度点Tn=T0+nΔT
定义Tmax=Tn,这样这个校准数据的温度区间是[Tmin,Tmax]。
其次,在每一温度点以一定的频率步进ΔF扫描信号源,假设总共有m+1个频率点,可以用以下公式表示:
测试频率点FTx.0=Fmin
测试频率点FTx.1=Fmin+ΔF
测试频率点FTx.2=Fmin+2ΔF
……
测试频率点FTx.m=Fmin+mΔF
定义
Figure BDA0000402882730000131
这样这个校准数据的频率区间是[Fmin,Fmax]。
定义信号源的输出功率是PS,放大器的功率增益为PA,发射通道的插损为PTL,测试端口1的输出功率为POUT,测试端口输出的载波信号的功率误差为ΔPOUT,有下面的关系式:
POUT=PS+PA-PTL    (2)
ΔPOUT=POUT-43    (3)
上述中,进一步而言,在获取端口1输出的载波功率误差数据时,使用大型的环境温度实验箱依次将无源互调测试系统中大功率放大器工作温度稳定在上述n+1个温度点上,并依次在每个温度点上以一定的频率步进扫频信号源,同时对测试端口1输出的载波功率进行测量,这样就得到不同校准温度点的(n+1)组输出功率的测量数据,从而形成输出功率POUT的(n+1)*(m+1)数组,通过公式(3)就会得到ΔPOUT的(n+1)*(m+1)数组,并将误差数据保存在主控计算机的校准数据文件内。使用这种方法对两个信号源分别进行校准数据测试就会得到它们各自的误差数据的数组。为了保证在每个测量频点上测试端口1输出功率为43dBm,就需要调整信号源的输出功率PS,把信号源的输出功率设置为PS-ΔPout,从而保证输出功率为43dBm。
假如实际测试时的温度是tx、频率是fy,要保证端口1的输出功率是43dBm,就要搜索ΔPOUT数组中数据,找出温度和频率最接近的点,并用那个点ΔPOUT的来计算信号源的设置功率值,并通过程控的方式进行设置,从而保证载波的功率是43dBm。所使用的智能搜索算法具体内容和步骤如下:
步骤一:搜索最近的温度点
首先,判断tx是否在[Tmin,Tmax]内?
如果在区间内,计算
Figure BDA0000402882730000141
k是实数,k一定能够分解成k=A+b的形式,其中A是整数,0≤b<1。如果0≤b≤0.5,则最近的温度点是TA,否则是TA+1
如果tx不在[Tmin,Tmax]内,则判断tx是否比Tmin小,如果是,则最近的温度点是Tmin,否则是Tmax
步骤二:搜索最近的频率点
首先,判断fy是否在[Fmin,Fmax]内?
如果是在区间内,
Figure BDA0000402882730000142
j是实数,j一定能够分解成j=C+d的形式,其中C是整数,0≤d<1。如果0≤d≤0.5,则最近的频率点是Fc,否则是FC+1
如果fy不在[Fmin,Fmax]区间内,则判断fy是否比Fmin小,如果是,则最近的频率点是Fmin,否则是Fmax
通过上述两个步骤就找到了最佳的误差数据点,然后使用该点的误差数据进行计算得到要设置的功率值,并通过程控命令的方式设置信号源的输出功率,从而保证测试端口的两路载波功率都是43dBm,流程图如图2所示,图2中,程序开始后进入:S101:获取工作环境的温度tx和测量频率点fy;S102:判断tx是否落在测量误差时的温度区间范围之内,如果是,则进入S103,如果否则进入S111;S103:搜索到最近的温度点;S104:温度点搜索完成,得到的温度点是测量误差时温度区间范围之内的第X个温度点,用TX表示,其中X是整数,且0≤X≤n+1,TX=T0+XΔT;S105:判断fy是否落在测量误差时的频率区间范围之内,如果是,则进入S106,如果否进入S114;S106:搜索到最近的频率点;S107:频率点搜索完成,得到的频率点是在测量误差时频率区间范围之内的频率点,并且是在温度TX下的第Y个频点,用
Figure BDA0000402882730000151
表示,其中Y是整数,且0≤Y≤m+1,
Figure BDA0000402882730000152
S108:在主控计算机内通过程序在(n+1)行(m+1)列的ΔPOUT数组中找到最佳的误差数据点,即该数组中第X行第Y列的ΔPOUT值;S109:设置信号源的输出功率;S110:判断扫频是否结束,是则结束,否则进入S101;S111:判断tx是否比Tmin小,如果是,进入S112,如果否,进入S113;S112:搜索到最近的温度点是Tmin后进入S104;S113:搜索到最近的温度点是Tmax后进入S104;S114:判断fy是否比Fmin小,如果是,进入S116,如果否进入S115;S116:搜索最近的频率点是Fmin后进入S107;S115:搜索最近的频率点是Fmax后进入S107。
3.使用智能搜索算法实现无源互调测试系统测试准确度的校准。
在无源互调测试系统的接收通道中也存在测量误差因素,要保证测试的准确性就必须消除这些误差的影响。主要有两个部分的误差因素,一是从测试系统的测试端口到接收机这段接收通道的插入损耗所造成的误差,二是接收机的测量误差。这些误差的大小和测量频点不同是密切相关的。以测量三阶无源互调信号为例,用一个高精度的信号发生器模拟所产生互调信号,频率为2f1-f2或2f2-f1,信号的频率要和实际测试的频段相对应。把这个已知的信号送至无源互调测试系统端口1或端口2,然后读出接收机测得信号的值,通过运算得到测量误差数组。无源互调的校准包括反射模式的无源互调测量准确度校准和传输模式的无源互调测量准确度的校准。
为了提高校准的准确度,需要测量信号发生器连接电缆输出端的功率电平。具体步骤如下:
设定信号发生器的输出信号的功率为Pg,以一定的扫描步进ΔFR扫描信号发生器,假设总共有k+1个频率点,可以用以下公式表示:
测试频率点FR.0=Fmin
测试频率点FR.1=Fmin+ΔF
测试频率点FR.2=Fmin+2ΔFR
……
测试频率点FR.k=Fmin+kΔFR
定义Fmax=FR.k,这样这个校准数据的频率区间是[Fmin,Fmax]。
扫描信号发生器的同时使用高精度的功率计测量信号发生器连接电缆输出端的每一个频点的信号大小PIM,共得到k+1个频点的数据,并把这些数据保存到文件中。然后信号发生器通过低互调电缆与无源互调测试系统的端口1相连接,低无源互调匹配负载通过低互调电缆与无源互调测试系统的端口2相连接,或者,信号发生器通过低互调电缆与无源互调测试系统的端口2相连接,低无源互调匹配负载通过低互调电缆与无源互调测试系统的端口1相连接的方式,连接信号发生器和无源互调测试系统,按照上述的扫描步进、起始频率和输出功率设置信号发生器,扫频激励测试系统,并记录测试系统的接收机测量到的功率值PR,这样就会得到一组功率值。定义接收通道和测量接收机造成的测量误差为PRL,则有下面的关系:
PR=PIM-PRL    (4)
通过公式(4)就可以得到一组测量误差PRL的数组,该数组共有k+1数据成员,对应k+1测量频率点。
在实际测试时,假设被测信号的大小是PReal,接收机测量到的测量值是PR,则有下面的运算关系:
PReal=PR+PRL    (5)
如果实际测试的频率是fx,为了提高测量准确度就要搜索误差数组里频率最近点的测量误差值PRL,根据公式(5)的运算关系来修正测试系统测到的功率值PR,从而得到被测信号PReal精确值。所使用的智能搜索算法具体内容如下:
判断fx是否在[Fmin,Fmax]内?
如果是在区间内,
Figure BDA0000402882730000171
j是实数,j一定能够分解成j=E+d的形式,其中E是整数,0≤d<1。如果0≤d≤0.5,则最近的校准频率点是FE,否则是FE+1
如果fx不在[Fmin,Fmax]内,则判断fx是否比Fmin小,如果是,则最近的校准频率点是Fmin,否则是Fmax
由上述算法就找到了最近频点的误差数据PRL,然后使用此数据通过主控程序对接收机测量到的测量值PR进行修正就得到了被测信号的精确值PReal,然后把结果显示到界面上就完成了无源互调测试系统的测试准确度的校准,程序流程如图3所示,图3中,程序开始后,进入S201:获得接收机测量频点fx;S202:判断fx是否落在测量误差时的频率区间范围之内,是则进入S203,否则进入S208;S203:搜索到最近的频点;S204:频点搜索完成,并得到最近频率点,它是在测量误差时频率区间范围之内的第X个频点,用FR.X表示,其中X是整数,且0≤X≤k+1,FR.X=Fmin+XΔFR;S205:在主控计算机内通过程序在PRL数组中找到最佳的误差数据点即该数组中第X个PRL值;S206:在主控程序里使用PRL数组中的第X个PRL值,通过公式(5)的关系修正测试结果得到被测信号的精确值PReal,然后显示到界面上;S207:判断扫频是否结束,是则结束,否则进入S201;S208:判断fx是否比Fmin小,如果是进入S209,如果否进入S210;S209:搜索到最近的频点是Fmin后进入S204;S210:搜索到最近的频点是Fmin进入S204。
实施例二
在上述实施例的基础上,进一步,如图1所示,一种基于智能搜索算法的无源互调测试系统校准装置,包括相互连接的两个信号源、两个衰减器、两个功率放大器、两个温度探测及处理模块、隔离器、合路器、双工器、和接收机以及主控计算机,其中,还包括两个温度探测及处理模块分别与所述两个功率放大器相连接,用于实时探测两个功率放大器的工作温度。其中,所述温度探测及处理模块由温度传感器101、A/D转换模块102及微处理器103组成;所述温度传感器101,用于实时检测功率放大器的工作温度变化,把温度信号转化为电信号;所述A/D转换模块102,用于将电信号转换为数字信号;所述微处理器103,用于将数字信号处理成为功率放大器的工作温度信息。
上述基础上,进一步,所述主控计算机控制所述两个信号源对信号源输出频率的校准;所述主控计算机控制两路载波功率精确地稳定在43dBm上;所述主控计算机使用智能搜索算法实现无源互调测试系统测试准确度的校准。
上述基础上,进一步,,所述控计算机控制所述两个信号源对信号源输出频率的校准的方法为:对输出载波信号的频率进行测量,得到每个信号源的系统误差,然后进行频率修正;设置信号源的输出频率为FS,对输出载波信号测量得到的频率是Fm,如两者不等,则定义频率误差是ΔFS,则有ΔFS=Fs-Fm,此时将信号源的输出频率设置为FS+ΔFs
所述主控计算机控制两路载波功率精确地稳定在43dBm上的方法为:选取n+1个温度点进行测试,假设温度点的间隔为ΔT,则n+1个温度点用以下公式表示:
测试温度点:T0=Tmin
测试温度点:T1=T0+ΔT
测试温度点:T2=T0+2ΔT
……
测试温度点:Tn=T0+nΔT
定义Tmax=Tn,则校准数据的温度区间是[Tmin,Tmax];
其次,在每一温度点以一定的频率步进ΔF扫描信号源,设总共有m+1个频率点,用以下公式表示:
测试频率点:FTx.0=Fmin
测试频率点:FTx.1=Fmin+ΔF
测试频率点:FTx.2=Fmin+2ΔF
……
测试频率点:FTx.m=Fmin+mΔF
定义
Figure BDA0000402882730000191
则校准数据的频率区间是[Fmin,Fmax]。
定义信号源的输出功率是PS,放大器的功率增益为PA,发射通道的插损为PTL,测试端口1的输出功率为POUT,测试端口输出的载波信号的功率误差为ΔPOUT,则关系式为:
POUT=PS+PA-PTL
ΔPOUT=POUT-43;
再次,依次将无源互调测试系统中大功率放大器工作温度稳定在上述n+1个温度点上,并依次在每个温度点上以一定的频率步进扫频信号源,同时对测试端口1输出的载波功率进行测量,得到不同校准温度点的(n+1)组输出功率的测量数据,从而形成输出功率POUT的(n+1)*(m+1)数组,通过公式ΔPOUT=POUT-43,则得到ΔPOUT的(n+1)*(m+1)数组,并将误差数据保存在主控计算机的校准数据文件中,调整信号源的输出功率PS,把信号源的输出功率设置为PS-ΔPout
最后,设置实际测试时的温度是tx、频率是fy,搜索ΔPOUT数组中数据,找出温度和频率最接近的点,并用温度和频率最接近的点的ΔPOUT的来计
算信号源的设置功率值;
所述搜索最近的温度点的步骤如下:
首先,判断tx是否在[Tmin,Tmax]内,是则使用公式
Figure BDA0000402882730000201
计算,其中,k为实数,并且k能够分解成k=A+b的形式,其中A是整数,0≤b<1,如果0≤b≤0.5,则最近的温度点是TA,否则是TA+1
如果tx不在[Tmin,Tmax]内,则判断tx是否比Tmin小,如果是,则最近的温度点是Tmin,否则是Tmax
所述搜索最近的频率点的步骤如下:
首先,判断fy是否在[Fmin,Fmax]内,是则使用
Figure BDA0000402882730000202
计算,其中,j为实数,且j一定能够分解成j=C+d的形式,其中C是整数,0≤d<1;如果0≤d≤0.5,则最近的频率点是Fc,否则是FC+1
如果fy不在[Fmin,Fmax]区间内,则判断fy是否比Fmin小,如果是,则最近的频率点是Fmin,否则是Fmax,确定最佳的误差数据点,然后使用该误差数据点的误差数据得到需要设置的功率值;
所述主控计算机使用智能搜索算法实现无源互调测试系统测试准确度的校准的方法为:设定信号发生器的输出信号的功率为Pg,以一定的扫描步进ΔFR扫描信号发生器,设总共有k+1个频率点,用以下公式表示:
测试频率点FR.0=Fmin
测试频率点FR.1=Fmin+ΔF;
测试频率点FR.2=Fmin+2ΔFR
……
测试频率点FR.k=Fmin+kΔFR
定义Fmax=FR.k,则校准数据的频率区间是[Fmin,Fmax];
扫描信号发生器的同时使用高精度的功率计测量信号发生器连接电缆输出端的每一个频点的信号大小为PIM,共得到k+1个频点的数据,记录测量到的功率值PR,得到一组功率值;定义接收通道和测量接收机造成的测量误差为PRL,则有公式为:PR=PIM-PRL
在实际测试时,假设被测信号的大小是PReal,接收机测量到的测量值是PR,则有公式为:PReal=PR+PRL
如果实际测试信号的频率是fx,则使用的智能搜索算法如下:
判断fx是否在[Fmin,Fmax]内,是则使用公式,
Figure BDA0000402882730000211
计算,其中,j为实数,j能够分解成j=E+d的形式,其中E是整数,0≤d<1;如果0≤d≤0.5,则最近的校准频率点是FE,否则是FE+1
如果fx不在[Fmin,Fmax]内,则判断fx是否比Fmin小,如果是,则最近的校准频率点是Fmin,否则是Fmax;确定了最近频点的误差数据,然后根据公式PReal=PR+PRL给出的关系,使用此误差数据通过主控程序对接收机测量到的测量值PR进行修正,则得到了被测信号精确的PReal值。
实施例3
上述实施例的基础上,如图2-3所示,一种基于智能搜索算法的无源互调测试系统校准方法,其中,包括以下步骤:
步骤一:将测试端口1进行信号源输出频率的校准;
步骤二:将在不同测量频率点上端口1输出的两路载波功率精确地稳定在43dBm上;
步骤三:使用智能搜索算法实现无源互调测试系统测试准确度的校准。所述的校准方法,其中,所述步骤一中,进行信号源输出频率的校准的方法为:对输出载波信号的频率进行测量,得到每个信号源的系统误差,然后进行频率修正;设置信号源的输出频率为FS,对输出载波信号测量得到的频率是Fm,如两者不等,则定义频率误差是ΔFS,则有ΔFS=Fs-Fm,此时将信号源的输出频率设置为FS+ΔFs
所述的校准方法,其中,所述步骤二的具体方法为:
选取n+1个温度点进行测试,假设温度点的间隔为ΔT,则n+1个温度点用以下公式表示:
测试温度点:T0=Tmin
测试温度点:T1=T0+ΔT
测试温度点:T2=T0+2ΔT
……
测试温度点:Tn=T0+nΔT
定义Tmax=Tn,则校准数据的温度区间是[Tmin,Tmax];
其次,在每一温度点以一定的频率步进ΔF扫描信号源,设总共有m+1个频率点,用以下公式表示:
测试频率点:FTx.0=Fmin
测试频率点:FTx.1=Fmin+ΔF
测试频率点:FTx.2=Fmin+2ΔF
……
测试频率点:FTx.m=Fmin+mΔF
定义则校准数据的频率区间是[Fmin,Fmax]。
定义信号源的输出功率是PS,放大器的功率增益为PA,发射通道的插损为PTL,测试端口1的输出功率为POUT,测试端口输出的载波信号的功率误差为ΔPOUT,则关系式为:
POUT=PS+PA-PTL
ΔPOUT=POUT-43;
再次,依次将无源互调测试系统中大功率放大器工作温度稳定在上述n+1个温度点上,并依次在每个温度点上以一定的频率步进扫频信号源,同时对测试端口1输出的载波功率进行测量,得到不同校准温度点的(n+1)组输出功率的测量数据,从而形成输出功率POUT的(n+1)*(m+1)数组,通过公式ΔPOUT=POUT-43,则得到ΔPOUT的(n+1)*(m+1)数组,并将误差数据保存在主控计算机的校准数据文件中,调整信号源的输出功率PS,把信号源的输出功率设置为PS-ΔPout
最后,设置实际测试时的温度是tx、频率是fy,搜索ΔPOUT数组中数据,找出温度和频率最接近的点,并用温度和频率最接近的点的ΔPOUT的来计算信号源的设置功率值。
所述的校准方法,其中,所述搜索最近的温度点的步骤如下:
首先,判断tx是否在[Tmin,Tmax]内,是则使用公式
Figure BDA0000402882730000231
计算,其中,k为实数,并且k能够分解成k=A+b的形式,其中A是整数,0≤b<1,如果0≤b≤0.5,则最近的温度点是TA,否则是TA+1
如果tx不在[Tmin,Tmax]内,则判断tx是否比Tmin小,如果是,则最近的温度点是Tmin,否则是Tmax
所述的校准方法,其中,所述搜索最近的频率点的步骤如下:
首先,判断fy是否在[Fmin,Fmax]内,是则使用
Figure BDA0000402882730000232
计算,其中,j为实数,且j一定能够分解成j=C+d的形式,其中C是整数,0≤d<1;如果0≤d≤0.5,则最近的频率点是Fc,否则是FC+1
如果fy不在[Fmin,Fmax]区间内,则判断fy是否比Fmin小,如果是,则最近的频率点是Fmin,否则是Fmax,确定最佳的误差数据点,然后使用该误差数据点的误差数据得到需要设置的功率值。
所述的校准方法,其中,所述步骤三的步骤如下:
设定信号发生器的输出信号的功率为Pg,以一定的扫描步进ΔFR扫描信号发生器,设总共有k+1个频率点,用以下公式表示:
测试频率点FR.0=Fmin
测试频率点FR.1=Fmin+ΔF;
测试频率点FR.2=Fmin+2ΔFR
……
测试频率点FR.k=Fmin+kΔFR
定义Fmax=FR.k,则校准数据的频率区间是[Fmin,Fmax];
扫描信号发生器的同时使用高精度的功率计测量信号发生器连接电缆输出端的每一个频点的信号大小为PIM,共得到k+1个频点的数据,记录测量到的功率值PR,得到一组功率值;定义接收通道和测量接收机造成的测量误差为PRL,则有公式为:PR=PIM-PRL
在实际测试时,假设被测信号的大小是PReal,接收机测量到的测量值是PR,则有公式为:PReal=PR+PRL
如果实际测试的频率是fx,则使用的智能搜索算法如下:
判断fx是否在[Fmin,Fmax]内,是则使用公式,计算,其中,j为实数,j能够分解成j=E+d的形式,其中E是整数,0≤d<1;如果0≤d≤0.5,则最近的校准频率点是FE,否则是FE+1
如果fx不在[Fmin,Fmax]内,则判断fx是否比Fmin小,如果是,则最近的校准频率点是Fmin,否则是Fmax;确定了最近频点的误差数据;然后根据公式PReal=PR+PRL给出的关系,使用最近频点的误差数据PRL通过主控程序对接收机测量到的测量值PR进行修正,则得到了被测信号精确的PReal值。
采用上述方案:
1.通过程控的方式进行校准,优化了校准过程,减小了校准操作的时间。
2.通过在硬件电路中添加温度采集及处理模块使主控程序能够实时地采集到无源互调测试系统中大功率放大器的工作温度。
3.通过多组误差数据的测试、保存、运算以及智能搜索算法的运用,能够在不同的工作温度和测量频率下精确地调整信号源输出功率大小,从而解决了由大功率放大器工作温度和频率变化所引起无源互调测试系统输出载波功率不稳定的问题,有效地保证了输出的两路载波功率更精确地稳定在43dBm上,满足了对载波信号功率的标准要求。
4.通过扫描高精度信号发生器进行相关信号的测量和记录,把得到的测量数据进行数学运算就得到了无源互调测试系统在不同测量频率点的误差数组。在实际测量中先通过智能搜索算法找到最近频点的误差数据,然后使用程序修正测量值,从而完成了无源互调测试系统测试准确度的校准,显著地提高了测试系统的测量准确度。
应当理解的是,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于智能搜索算法的无源互调测试系统校准装置,包括相互连接的两个信号源、两个衰减器、两个功率放大器、两个温度探测及处理模块、隔离器、合路器、双工器、和接收机以及主控计算机,其特征在于,还包括两个温度探测及处理模块分别与所述两个功率放大器相连接,用于实时探测两个功率放大器的工作温度。
2.如权利要求1所述的基于智能搜索算法的无源互调测试系统校准装置,其特征在于,所述温度探测及处理模块由温度传感器、A/D转换模块及微处理器组成;所述温度传感器,用于实时检测功率放大器的工作温度变化,把温度信号转化为电信号;所述A/D转换模块,用于将电信号转换为数字信号;所述微处理器,用于将数字信号处理成为功率放大器的工作温度信息。
3.如权利要求2所述的基于智能搜索算法的无源互调测试系统校准装置,其特征在于,所述主控计算机控制所述两个信号源对信号源输出频率的校准;所述主控计算机控制两路载波功率精确地稳定在43dBm上;所述主控计算机使用智能搜索算法实现无源互调测试系统测试准确度的校准。
4.如权利要求3所述的基于智能搜索算法的无源互调测试系统校准装置,其特征在于,所述控计算机控制所述两个信号源对信号源输出频率的校准的方法为:对输出载波信号的频率进行测量,得到每个信号源的系统误差,然后进行频率修正;设置信号源的输出频率为FS,对输出载波信号测量得到的频率是Fm,如两者不等,则定义频率误差是ΔFS,则有ΔFS=Fs-Fm,此时将信号源的输出频率设置为FS+ΔFs
所述主控计算机控制两路载波功率精确地稳定在43dBm上的方法为:选取n+1个温度点进行测试,假设温度点的间隔为ΔT,则n+1个温度点用以下公式表示:
测试温度点:T0=Tmin
测试温度点:T1=T0+ΔT
测试温度点:T2=T0+2ΔT
……
测试温度点:Tn=T0+nΔT
定义Tmax=Tn,则校准数据的温度区间是[Tmin,Tmax];
其次,在每一温度点以一定的频率步进ΔF扫描信号源,设总共有m+1个频率点,用以下公式表示:
测试频率点:FTx.0=Fmin
测试频率点:FTx.1=Fmin+ΔF
测试频率点:FTx.2=Fmin+2ΔF
……
测试频率点:FTx.m=Fmin+mΔF
定义
Figure FDA0000402882720000021
则校准数据的频率区间是[Fmin,Fmax]。
定义信号源的输出功率是PS,放大器的功率增益为PA,发射通道的插损为PTL,测试端口1的输出功率为POUT,测试端口输出的载波信号的功率误差为ΔPOUT,则关系式为:
POUT=PS+PA-PTL
ΔPOUT=POUT-43;
再次,依次将无源互调测试系统中大功率放大器工作温度稳定在上述n+1个温度点上,并依次在每个温度点上以一定的频率步进扫频信号源,同时对测试端口1输出的载波功率进行测量,得到不同校准温度点的(n+1)组输出功率的测量数据,从而形成输出功率POUT的(n+1)*(m+1)数组,通过公式ΔPOUT=POUT-43,则得到ΔPOUT的(n+1)*(m+1)数组,并将误差数据保存在主控计算机的校准数据文件中,调整信号源的输出功率PS,把信号源的输出功率设置为PS-ΔPout;最后,设置实际测试时的温度是tx、频率是fy,搜索ΔPOUT数组中数据,找出温度和频率最接近的点,并用温度和频率最接近的点的ΔPOUT的来计算信号源的设置功率值;
所述搜索最近的温度点的步骤如下:
首先,判断tx是否在[Tmin,Tmax]内,是则使用公式
Figure FDA0000402882720000031
计算,其中,k为实数,并且k能够分解成k=A+b的形式,其中A是整数,0≤b<1,如果0≤b≤0.5,则最近的温度点是TA,否则是TA+1
如果tx不在[Tmin,Tmax]内,则判断tx是否比Tmin小,如果是,则最近的温度点是Tmm,否则是Tmax
所述搜索最近的频率点的步骤如下:
首先,判断fy是否在[Fmin,Fmax]内,是则使用
Figure FDA0000402882720000032
计算,其中,j为实数,且j一定能够分解成j=C+d的形式,其中C是整数,0≤d<1;如果0≤d≤0.5,则最近的频率点是Fc,否则是FC+1
如果fy不在[Fmin,Fmax]区间内,则判断fy是否比Fmin小,如果是,则最近的频率点是Fmin,否则是Fmax,确定最佳的误差数据点,然后使用该误差数据点的误差数据得到需要设置的功率值;
所述主控计算机使用智能搜索算法实现无源互调测试系统测试准确度的校准的方法为:设定信号发生器的输出信号的功率为Pg,以一定的扫描步进ΔFR扫描信号发生器,设总共有k+1个频率点,用以下公式表示:
测试频率点FR.0=Fmin
测试频率点FR.1=Fmin+ΔF;
测试频率点FR2=Fmin+2ΔFR
……
测试频率点FR.k=Fmin+kΔFR
定义Fmax=FR.k,则校准数据的频率区间是[Fmin,Fmax];
扫描信号发生器的同时使用高精度的功率计测量信号发生器连接电缆输出端的每一个频点的信号大小为PIM,共得到k+1个频点的数据,记录测量到的功率值PR,得到一组功率值;定义接收通道和测量接收机造成的测量误差为PRL,则有公式为:PR=PIM-PRL
在实际测试时,假设被测信号的大小是PReal,接收机测量到的测量值是PR,则有公式为:PReal=PR+PRL
如果实际测试信号的频率是fx,则使用的智能搜索算法如下:
判断fx是否在[Fmin,Fmax]内,是则使用公式,
Figure FDA0000402882720000041
计算,其中,j为实数,j能够分解成j=E+d的形式,其中E是整数,0≤d<1;如果0≤d≤0.5,则最近的校准频率点是FE,否则是FE+1
如果fx不在[Fmin,Fmax]内,则判断fx是否比Fmin小,如果是,则最近的校准频率点是Fmin,否则是Fmax;确定了最近频点的误差数据,然后根据公式PReal=PR+PRL给出的关系,使用此误差数据通过主控程序对接收机测量到的测量值PR进行修正,则得到了被测信号精确的PReal值。
5.一种基于智能搜索算法的无源互调测试系统校准方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一:将测试端口1进行信号源输出频率的校准;
步骤二:将在不同测量频率点上端口1输出的两路载波功率精确地稳定在43dBm上;
步骤三:使用智能搜索算法实现无源互调测试系统测试准确度的校准。
6.如权利要求5所述的校准方法,其特征在于,所述步骤一中,进行信号源输出频率的校准的方法为:对输出载波信号的频率进行测量,得到每个信号源的系统误差,然后进行频率修正;设置信号源的输出频率为FS,对输出载波信号测量得到的频率是Fm,如两者不等,则定义频率误差是ΔFS,则有ΔFS=Fs-Fm,此时将信号源的输出频率设置为FS+ΔFs
7.如权利要求6所述的校准方法,其特征在于,所述步骤二的具体方法为:
选取n+1个温度点进行测试,假设温度点的间隔为ΔT,则n+1个温度点用以下公式表示:
测试温度点:T0=Tmin
测试温度点:T1=T0T
测试温度点:T2=T0+2ΔT
……
测试温度点:Tn=T0+nΔT
定义Tmax=Tn,则校准数据的温度区间是[Tmin,Tmax];其次,在每一温度点以一定的频率步进ΔF扫描信号源,设总共有m+1个频率点,用以下公式表示:
测试频率点:FTx.0=Fmin
测试频率点:FTx.1=Fmin+ΔF
测试频率点:FTx.2=Fmin+2ΔF
……
测试频率点:FTx.m=Fmin+mΔF
定义
Figure FDA0000402882720000051
则校准数据的频率区间是[Fmin,Fmax]。
定义信号源的输出功率是PS,放大器的功率增益为PA,发射通道的插损为PTL,测试端口1的输出功率为POUT,测试端口输出的载波信号的功率误差为ΔPOUT,则关系式为:
POUT=PS+PA-PTL
ΔPOUT=POUT-43;
再次,依次将无源互调测试系统中大功率放大器工作温度稳定在上述n+1个温度点上,并依次在每个温度点上以一定的频率步进扫频信号源,同时对测试端口1输出的载波功率进行测量,得到不同校准温度点的(n+1)组输出功率的测量数据,从而形成输出功率POUT的(n+1)*(m+1)数组,通过公式ΔPOUT=POUT-43,则得到ΔPout的(n+1)*(m+1)数组,并将误差数据保存在主控计算机的校准数据文件中,调整信号源的输出功率PS,把信号源的输出功率设置为PS-ΔPout
最后,设置实际测试时的温度是tx、频率是fy,搜索ΔPOUT数组中数据,找出温度和频率最接近的点,并用温度和频率最接近的点的ΔPOUT的来计算信号源的设置功率值。
8.如权利要求7所述的校准方法,其特征在于,所述搜索最近的温度点的步骤如下:
首先,判断tx是否在[Tmin,Tmax]内,是则使用公式
Figure FDA0000402882720000061
计算,其中,k为实数,并且k能够分解成k=A+b的形式,其中A是整数,0≤b<1,如果0≤b≤0.5,则最近的温度点是TA,否则是TA+1
如果tx不在[Tmin,Tmax]内,则判断tx是否比Tmin小,如果是,则最近的温度点是Tmin,否则是Tmax
9.如权利要求8所述的校准方法,其特征在于,所述搜索最近的频率点的步骤如下:
首先,判断fy是否在[Fmin,Fmax]内,是则使用
Figure FDA0000402882720000062
计算,其中,j为实数,且j一定能够分解成j=C+d的形式,其中C是整数,0≤d<1;如果0≤d≤0.5,则最近的频率点是Fc,否则是FC+1
如果fy不在[Fmin,Fmax]区间内,则判断fy是否比Fmin小,如果是,则最近的频率点是Fmin,否则是Fmax,确定最佳的误差数据点,然后使用该误差数据点的误差数据得到需要设置的功率值。
10.如权利要求9所述的校准方法,其特征在于,所述步骤三的步骤如下:
设定信号发生器的输出信号的功率为Pg,以一定的扫描步进ΔFR扫描信号发生器,设总共有k+1个频率点,用以下公式表示:
测试频率点FR.0=Fmin
测试频率点FR.1=Fmin+ΔF;
测试频率点FR.2=Fmin+2ΔFR
……
测试频率点FR.k=Fmin+kΔFR
定义Fmax=FR.k,则校准数据的频率区间是[Fmin,Fmax];
扫描信号发生器的同时使用高精度的功率计测量信号发生器连接电缆输出端的每一个频点的信号大小为PIM,共得到k+1个频点的数据,记录测量到的功率值PR,得到一组功率值;定义接收通道和测量接收机造成的测量误差为PRL,则有公式为:PR=PIM-PRL
在实际测试时,假设被测信号的大小是PReal,接收机测量到的测量值是PR,则有公式为:PReal=PR+PRL
如果实际测试的频率是fx,则使用的智能搜索算法如下:
判断fx是否在[Fmin,Fmax]内,是则使用公式,
Figure FDA0000402882720000071
计算,其中,j为实数,j能够分解成j=E+d的形式,其中E是整数,0≤d<1;如果0≤d≤0.5,则最近的校准频率点是FE,否则是FE+1
如果fx不在[Fmin,Fmax]内,则判断fx是否比Fmin小,如果是,则最近的校准频率点是Fmim,否则是Fmax;确定了最近频点的误差数据;然后根据公式PReal=PR+PRL给出的关系,使用最近频点的误差数据PRL通过主控程序对接收机测量到的测量值PR进行修正,则得到了被测信号精确的PReal值。
CN201310514485.1A 2013-10-28 2013-10-28 基于智能搜索算法的无源互调测试系统校准方法和装置 Expired - Fee Related CN103543427B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310514485.1A CN103543427B (zh) 2013-10-28 2013-10-28 基于智能搜索算法的无源互调测试系统校准方法和装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310514485.1A CN103543427B (zh) 2013-10-28 2013-10-28 基于智能搜索算法的无源互调测试系统校准方法和装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103543427A true CN103543427A (zh) 2014-01-29
CN103543427B CN103543427B (zh) 2016-05-25

Family

ID=49967051

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310514485.1A Expired - Fee Related CN103543427B (zh) 2013-10-28 2013-10-28 基于智能搜索算法的无源互调测试系统校准方法和装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103543427B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105974347A (zh) * 2016-07-22 2016-09-28 北京润科通用技术有限公司 一种测试系统的校准方法及系统
CN111999587A (zh) * 2020-08-31 2020-11-27 中电科仪器仪表有限公司 一种调制域网络参数测试的迭代矢量误差修正方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1379942A (zh) * 1999-10-18 2002-11-13 高通股份有限公司 导频信号捕获中的动态温度补偿和等级选择
CN1507188A (zh) * 2002-12-10 2004-06-23 深圳市中兴通讯股份有限公司 用于多载波线性功放的自适应载波抑制方法
JP2007163308A (ja) * 2005-12-14 2007-06-28 Daihen Corp 高周波測定装置
CN101478700A (zh) * 2008-12-11 2009-07-08 杭州紫光网络技术有限公司 一体化无源互调分析仪
CN101616474A (zh) * 2008-06-25 2009-12-30 联发科技股份有限公司 通信系统、发射功率电平控制器及其相关方法
CN201583609U (zh) * 2009-12-03 2010-09-15 南京纳特通信电子有限公司 便携式无源互调测试仪
CN102495387A (zh) * 2011-12-21 2012-06-13 北京航天测控技术有限公司 一种基于折半搜索的数字示波器直流精度自动校准方法
CN202617127U (zh) * 2012-04-28 2012-12-19 中国联合网络通信有限公司广东省分公司 多信号无源互调测试设备及系统
CN102914756A (zh) * 2012-06-27 2013-02-06 中国电子科技集团公司第四十一研究所 一种二极管式微波功率探头的全自动校准补偿的方法
CN103269253A (zh) * 2013-04-24 2013-08-28 上海创远仪器技术股份有限公司 基于多阶数字扫频的无源互调故障定位检测电路结构

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1379942A (zh) * 1999-10-18 2002-11-13 高通股份有限公司 导频信号捕获中的动态温度补偿和等级选择
CN1507188A (zh) * 2002-12-10 2004-06-23 深圳市中兴通讯股份有限公司 用于多载波线性功放的自适应载波抑制方法
JP2007163308A (ja) * 2005-12-14 2007-06-28 Daihen Corp 高周波測定装置
CN101616474A (zh) * 2008-06-25 2009-12-30 联发科技股份有限公司 通信系统、发射功率电平控制器及其相关方法
CN101478700A (zh) * 2008-12-11 2009-07-08 杭州紫光网络技术有限公司 一体化无源互调分析仪
CN201583609U (zh) * 2009-12-03 2010-09-15 南京纳特通信电子有限公司 便携式无源互调测试仪
CN102495387A (zh) * 2011-12-21 2012-06-13 北京航天测控技术有限公司 一种基于折半搜索的数字示波器直流精度自动校准方法
CN202617127U (zh) * 2012-04-28 2012-12-19 中国联合网络通信有限公司广东省分公司 多信号无源互调测试设备及系统
CN102914756A (zh) * 2012-06-27 2013-02-06 中国电子科技集团公司第四十一研究所 一种二极管式微波功率探头的全自动校准补偿的方法
CN103269253A (zh) * 2013-04-24 2013-08-28 上海创远仪器技术股份有限公司 基于多阶数字扫频的无源互调故障定位检测电路结构

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
詹志强等: "Summitek无源互调测试仪的校准", 《仪器仪表学报》, vol. 29, no. 4, 30 April 2008 (2008-04-30) *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105974347A (zh) * 2016-07-22 2016-09-28 北京润科通用技术有限公司 一种测试系统的校准方法及系统
CN105974347B (zh) * 2016-07-22 2019-01-25 北京润科通用技术有限公司 一种测试系统的校准方法及系统
CN111999587A (zh) * 2020-08-31 2020-11-27 中电科仪器仪表有限公司 一种调制域网络参数测试的迭代矢量误差修正方法
CN111999587B (zh) * 2020-08-31 2023-07-28 中电科思仪科技股份有限公司 一种调制域网络参数测试的迭代矢量误差修正方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN103543427B (zh) 2016-05-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105929222B (zh) 适用于高稳射频信号功率稳定度的测试系统及方法
CN102323531B (zh) 一种毫米波功率放大器的参数自动测试方法与测试系统
CN100582801C (zh) 一种功率放大器的批量检测方法和装置
CN102981113B (zh) 一种高精度高线性高温度稳定性的动态校准源系统
CN201583609U (zh) 便携式无源互调测试仪
CN110098866B (zh) 一种光电器件频率响应测试系统及方法
CN104506258A (zh) 一种脉冲体制的无源互调测试方法
CN102610996A (zh) 快速光功率校准方法及用于快速光功率校准的装置
CN103954588A (zh) 分布式tdlas气体检测系统及方法
CN104515907A (zh) 一种散射参数测试系统及其实现方法
CN104880621B (zh) 自校准无源互调测试仪
CN107508644A (zh) 一种反馈通道在线校准方法及其装置
CN103078689A (zh) WiMAX射频前端驻波检测系统及方法
CN103647612B (zh) 一种用于波导系统的衰减测量装置
CN110572223A (zh) 射频基带一体化终端自动测试系统的校准方法
CN203519730U (zh) 一种散射参数测试系统
CN103105576A (zh) 一种测试射频放大器增益的装置及方法
CN105301444A (zh) 一种基于单端口检测的电缆故障定位装置
CN107247696A (zh) 一种在噪声系数分析仪中调用s2p文件获取损耗补偿数据的方法
CN103543427B (zh) 基于智能搜索算法的无源互调测试系统校准方法和装置
CN102437888A (zh) 一种驻波比告警电路的校准方法及检测方法
CN108390733A (zh) 一种多通道射频功率放大器测试系统及方法
CN104993891A (zh) 多载波信号时延在线校准系统
CN106353589A (zh) 一种耦合检波器
CN219068196U (zh) 交调测量装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20190226

Address after: 266000 No. 98 Xiangjiang Road, Huangdao District, Qingdao City, Shandong Province

Patentee after: CHINA ELECTRONICS TECHNOLOGY INSTRUMENTS Co.,Ltd.

Address before: 266555 No. 98 Xiangjiang Road, Qingdao economic and Technological Development Zone, Shandong

Patentee before: THE 41ST INSTITUTE OF CHINA ELECTRONICS TECHNOLOGY Group Corp.

CP01 Change in the name or title of a patent holder
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: 266000 No. 98 Xiangjiang Road, Huangdao District, Qingdao City, Shandong Province

Patentee after: CLP kesiyi Technology Co.,Ltd.

Address before: 266000 No. 98 Xiangjiang Road, Huangdao District, Qingdao City, Shandong Province

Patentee before: CHINA ELECTRONICS TECHNOLOGY INSTRUMENTS Co.,Ltd.

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20160525