CN103926549A - 相位校准方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及测量技术领域，公开了一种相位校准方法及装置，通过将被测的N个频率点分为M组被测频率点，获取M个标准信号，分别对每组被测频率点进行相位校准，以获取M组相位误差系数，将所述M组相位误差系数进行合并，以生成N个频率点的相位误差系数。降低了标准信号中对被测频点数量的限制，实现了对任意宽频段相位的校准。

Description

相位校准方法及装置

技术领域

本发明涉及测量技术领域，尤其涉及一种相位校准方法及装置。

背景技术

20世纪90年代，随着射频、微波理论及技术的进步，直接测量含有非线性元件、器件和系统的大信号网络分析技术应运而生，相应的新一代网络分析测量设备也逐渐出现。是完成大信号网络分析的典型代表，他的出现使器件(如功率放大器)的非线性测量与表征变得更加准确。

为了提高网络分析仪的测量精度，非线性矢量网络分析仪(NVNA)、大信号网络分析仪(LSNA)等在进行测量前需要进行相位校准，如下列文献中公开的技术方案：

(1)“A new instrument architecture for millimeter-wave time-domain signalanalysis,”63rd ARFTG Conference,47至51页,2004.

(2)“Mixer-Based,Vector-Corrected,Vector Signal/Network AnalyzerOffering300kHz-20GHz Bandwidth and Traceable Phase Response,”2005IEEEMTT-S International Microwave Symposium Digest,1497至1500页,Jun2005.

(3)“A Large-Signal Network Analyzer:Why Is It Needed”,IEEEMicrowave Magazine,46页至61页，Dec2006.

(4)“Covariance-matrix-based uncertainty analysis for NVNAmeasurements,”IEEE Trans.Instrum.Meas.,vol.61,no.1,93页至102页,Jan.2012.

现有技术中的相位校准方法是通过利用网络分析仪，测量一个相位谱已知的标准信号的相位谱，将测量出的相位谱与实际相位谱进行对比，求解出网络分析仪的相位测量误差系数，以根据测量误差系数对后续正式测量过程中的实际测量结果进行修正。

然而，现有技术中的相位校准方法至少存在如下技术问题：

现有的相位校准方法要求相位谱已知的标准信号必须同时覆盖所有被测频点，如果被测频点不能被一个标准信号全部覆盖，则无法进行有效的相位校准，在被测频点较多的情况下，增加了标准信号的产生难度，难以获取满足要求的标准信号，导致无法进行相位校准。

发明内容

本发明提供一种相位校准方法及装置，解决射频信号相位谱测量过程中因单个标准信号无法同时覆盖所有被测频率点而导致无法进行相位校准的技术问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种相位校准方法，包括：

将被测的N个频率点分为M组被测频率点，其中，不同组被测频率点存在重叠，N和M为正整数，M≥2；

获取M个标准信号，分别对每组被测频率点进行相位校准，以获取M组相位误差系数，其中，第i个标准信号的频率点完全覆盖第i组被测频率点，i为整数，1≤i≤M；

对所述M组相位误差系数进行修正并合并，以生成N个频率点的相位误差系数。

一种相位校准装置，其特征在于，所述装置包括：

分组模块，用于将被测的N个频率点分为M组被测频率点，其中，不同组被测频率点存在重叠，N和M为正整数，M≥2；

校准模块，用于获取M个标准信号，分别对所述分组模块分组的每组被测频率点进行相位校准，以获取M组相位误差系数，其中，第i个标准信号的频率点完全覆盖第i组被测频率点，i为整数，1≤i≤M；

合并模块，用于对所述校准模块获取的所述M组相位误差系数进行修正并合并，以生成N个频率点的相位误差系数。

通过本发明提供的一种相位校准方法及装置，通过将被测的N个频率点分为M组被测频率点，获取M个标准信号，分别对每组被测频率点进行相位校准，以获取M组相位误差系数，对所述M组相位误差系数进行修正并合并，以生成N个频率点的相位误差系数。降低了标准信号中对被测频点数量的限制，实现了对任意宽频段相位的校准。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的网络分析仪中被测频率点的示意图；

图2为本发明实施例提供的一种相位校准方法的流程图；

图3为本发明实施例提供的M组被测频率点与M个标准信号的示意图；

图4为本发明实施例提供的一种相位校准装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一

如图1所示，为本发明实施例中提供的网络分析仪中被测频率点的示意图，其中f₁，f₂，f₃，…f_N为频率值依次递增的被测频点，为了对网络分析仪进行相位校准，需要获取所有被测频点的相位误差系数，以根据相位误差系数对后续正式测量过程中的实际测量结果进行修正，下面将结合该场景结构图详细介绍一种相位校准方法，如下：

步骤201、将被测的N个频率点分为M组被测频率点；

其中，不同组被测频率点存在重叠，N和M为正整数，M≥2。具体的分组方法为从被测的N个频率点中选出k1个作为第1组被测频率点，频率值为f_(1,1)，f_(1,2)，…，f_(1,k1)，其中，k1为正整数，满足2≤k1≤N；从被测的N个频率点中选出k2个作为第2组被测频率点，频率值为f_(2,1)，f_(2,2)，…，f_(2,k2)，其中k2为正整数，满足2≤k2≤N，并且存在正整数p和q，1≤p≤k1和1≤q≤k2，使得f_(1,p)＝f_(2,q)(即第1组和第2组被测频率点之间存在重叠频率点)；从被测的N个频率点中选出k3个作为第3组被测频率点，频率值为f_(3,1)，f_(3,2)，…，f_(3,k3)，其中，k3为正整数，满足2≤k3≤N，并且存在正整数s和r，1≤s≤k1和1≤r≤k3，使得f_(1,s)＝f_(3,r)，或存在正整数t和r，1≤t≤k2和1≤r≤k3，使得f_(2,t)＝f_(3,r)(即第3组被测频率点中存在至少1个频率点，与上述第1组或第2组中的某个被测频率点相同)；同理类推，所选第i组(i≥4)被测频率点与所选出的前i-1组(即第1组，或第2组，或第3组，或...，或第i-1组)被测频率点之间至少存在1个重叠频率点。

实际应用中，可以按照多种分组方式将被测的N个频率点分为M组被测频率点。以N＝15个被测频点为例，以“频率值递增、相邻两组被测频率点相重叠”方式分组时，第1组可以为f₁，f₂，f₃，f₄，f₅共5个被测频点，第2组可以为f₄，f₅，f₆，f₇，f₈，f₉共6个被测频点，第3组可以为f₈，f₉，f₁₀，f₁₁，f₁₂，f₁₃，f₁₄，f₁₅共8个被测频点，相邻两组间存在2个重叠频率点；或者，以其他方式分成5组，例如第1组为f₁，f₂，f₃，f₄，f₅共5个被测频点，第2组为f₁，f₆，f₁₁共3个被测频点(与第1组存在1个重叠频率点)，第3组为f₂，f₈，f₁₄共3个被测频点(与第1组存在1个重叠频率点)，第4组为f₆，f₇，f₈，f₉，f₁₀共5个被测频点(与第2组和第3组各存在1个重叠频率点)，第5组为f₁₁，f₁₂，f₁₃，f₁₄，f₁₅共5个被测频点(与第2组和第3组各存在1个重叠频率点)。

步骤202、获取M个标准信号，分别对每组被测频率点进行相位校准，以获取M组相位误差系数；

其中，第i个标准信号的频率点完全覆盖第i组被测频率点。如图3所示为M组被测频率点与M个标准信号的示意图，M组被测频率点中，第1组被测频率点为(f₁，f₂，f₃，f₄，f₅)，第2组被测频率点为(f₄，f₅，f₆，f₇，f₈，f₉)，…第M组被测频率点为(…，f_N)。第1个标准信号覆盖(f₁，f₂，f₃，f₄，f₅)5个频率点，第2个标准信号覆盖(f₄，f₅，f₆，f₇，f₈，f₉)6个频率点，…第M个标准信号覆盖(…，f_N)L个频率点，其中，空心频点为重叠频率点，相邻组的标准信号之间存在不少于2个的重叠频率点(特殊情况下可以为1个)，图3中示出的被测频率点分组只是举例，实际中，分组序号相邻与分组位置是否相邻无关，例如：第3组被测频率点不一定与第2组被测频率点或第4组被测频率点相邻。

本步骤中，针对不同组的被测频率点，利用相应的标准信号进行相位校准，获得对应的相位误差系数。获得第i个标准信号，第i个标准信号包括频率点f_(i,1)，f_(i,2)，…，f_(i,k)；对被测频率点f_(i,1)，f_(i,2)，…，f_(i,k)进行相位校准，以获得相位误差系数Φ_(i,1)，Φ_(i,2)，…，Φ_(i,k)，其中，i和k为正整数，1≤i≤M，1<k<N；获得第j个标准信号，所述第j个标准信号包括被测频率点f_(j,1)，f_(j,2)，…，f_(j,n)；对被测频率点f_(j,1)，f_(j,2)，…，f_(j,n)进行相位校准，以获得相位误差系数Φ_(j,1)，Φ_(j,2)，…，Φ_(j,n)，其中，j和n为正整数，1≤j≤M，1<n<N；其中，如果第i组被测频率点和第j组被测频率点(i≠j)存在重叠频率点，则存在正整数p和q，满足f(i,p)＝f(j,q)，其中1≤p≤k，1≤q≤n；如果第i组被测频率点和第j组被测频率点不存在重叠频率点，则对于任意的正整数1≤p≤k，1≤q≤n，f(i,p)≠f(j,q)。例如：对第1组待测频率点(包含f₁，f₂，f₃，f₄，f₅)进行相位校准，获得相位误差系数Φ_(1,1)，Φ_(i,2)，…，Φ_(1,5)，对第2组待测频率点(包含f₄，f₅，f₆，f₇，f₈，f₉)进行相位校准，获得相位误差系数Φ_(2,1)，Φ_(2,2)，…，Φ_(2,6)，第1组和第2组的重叠频点为(f₄，f₅)，与此同理，对第M个标准信号(包含…，f_N)进行相位校准，获得相位误差系数…，Φ_(M,L)。

步骤203、将所述M组相位误差系数进行合并，以生成N个频率点的相位误差系数。

其中，步骤203具体可以包括：

步骤203-1、计算重叠频率点在不同组相位误差系数中的偏差；

其中，第i组待测频率点与第j组待测频率点之间的重叠频率点为f_(i,p)＝f_(j,q)，1≤p≤k，1≤q≤n，则重叠频率点在这两组相位误差系数中的偏差为Φ_(i,p)-Φ_(j,q)；如果存在m多个重叠频率点f_(i,p1)＝f_(j,q1)，f_(i,p2)＝f_(j,q2)，…，f_(i,pm)＝f_(j,qm)，此时有1≤p1<p2<…<pm≤k，1≤q1<q2<…<qm≤k，则偏差为Φ_(i,p1)-Φ_(j,q1)，Φ_(i,p2)-Φ_(j,q2)，…，Φ_(i,pm)-Φ_(j,qm)。

步骤203-2、通过所述偏差，利用拟合算法，计算相邻两组相位误差系数间的相对时延；

其中，由于不同的标准信号间存在未知的延时Δt，两组相位误差系数间存在偏差2πfΔt，第i组被测频点与第j组被测频点，在重叠频率点f_(i,p1)＝f_(j,q1)，f_(i,p2)＝f_(j,q2)，…，f_(i,pm)＝f_(j,qm)上满足公式(1)

$\left[\begin{array}{c}{\mathrm{\&Phi;}}_{(i,p1)}\\ {\mathrm{\&Phi;}}_{(i,p2)}\\ .\\ .\\ .\\ {\mathrm{\&Phi;}}_{(i,\mathrm{pm})}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}{\mathrm{\&Phi;}}_{(j,q1)}\\ {\mathrm{\&Phi;}}_{(j,q2)}\\ .\\ .\\ .\\ {\mathrm{\&Phi;}}_{(j,\mathrm{qm})}\end{array}\right]+2\mathrm{\&pi;}\left[\begin{array}{c}{f}_{(j,q1)}\\ f_{(j,q2)}\\ .\\ .\\ .\\ f_{(j,\mathrm{qm})}\end{array}\right]\mathrm{\&Delta;t}$ 式(1)

因此，可以通过交叠频点的偏差ΔΦ₁＝Φ_(i,p1)-Φ_(j,q1)，ΔΦ₂＝Φ_(i,p2)-Φ_(j,q2)，…ΔΦ_m＝Φ_(i,pm)-Φ_(j,qm)，计算两组(第i组被测频率点与第j组被测频率点)的相位误差系数间的相对延时Δt，对于Δt的求解，可以直接利用现有技术中的多频正弦信号和谐波信号“相位对准”算法，将一组相位误差系数作为待对准的相位谱，将另一组相位误差系数作为目标相位谱，并利用拟合算法(最小二乘法等)估计二者的相对时延Δt。对于多频正弦频率点的情况，重叠频率点f_(i,p1)＝f_(j,q1)，f_(i,p2)＝f_(j,q2)，…，f_(i,pm)＝f_(j,qm)的相位误差系数的偏差为ΔΦ₁、ΔΦ₂、...ΔΦ_m，首先给出时延Δt的粗略估计值Δt₀，在Δt₀附近按照测试所需测量精度对应的时延估计精度δ搜索Δt₀+kδ，其中k为整数，使得[ΔΦ₁-2πf_(i,p1)(Δt₀+kδ)]²+[ΔΦ₂-2πf_(i,p2)(Δt₀+kδ)]²+…+[ΔΦ_m-2πf_(i,pm)(Δt₀+kδ)]²的值最小，将Δt₀+kδ作为Δt的最终估计值。

对于多频正弦信号和谐波信号的“相位对准”算法，可以参考现有技术中的技术方案，公开文献如下：

(1)“Alignment of noisy signals,”IEEE Transactions on Instrumentation andMeasurement,vol.50,141页至149页,2001年2月。

(2)“Phase detrending for measured multisine signals,”in61st ARFTGConference Digest,73页至83页,2003年6月。

(3)“Transfer characteristic of IM3relative phase for a GaAs FET amplifier,”IEEE Trans.Microwave Theory Tech.,vol.45,2509页至2514页,1997年12月。

(4)“Measurement of two-tone transfer characteristics of high-poweramplifiers”IEEE Trans.Microwave Theon Tech.,vol.49,568页至571页,2001年3月。

(5)“Measurement of memory effect of high-power Si LDMOSFET amplifierusing two-tone phase evaluation”60th ARFTG Conf Digest,2002年11月。

步骤203-3、根据所述相对时延，依次对M组相位误差系数进行修正并合并，以生成N个频率点的相位误差系数。

其中，根据相对时延Δt，对第j组相位测量误差系数进行修正，将修正后的第j组相位误差系数与第i组相位误差系数进行合并。

可以通过如下公式(2)修正第j组相位误差系数，如下：

$\left[\begin{array}{c}{\mathrm{\&Phi;}}_{(j,1)}^{\&prime;}\\ {\mathrm{\&Phi;}}_{(j,2)}^{\&prime;}\\ .\\ .\\ .\\ {\mathrm{\&Phi;}}_{(j,n)}^{\&prime;}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}{\mathrm{\&Phi;}}_{(j,1)}\\ {\mathrm{\&Phi;}}_{(j,2)}\\ .\\ .\\ .\\ {\mathrm{\&Phi;}}_{(j,n)}\end{array}\right]+2\mathrm{\&pi;}\left[\begin{array}{c}{f}_{(j,1)}\\ f_{(j,2)}\\ .\\ .\\ .\\ f_{(j,n)}\end{array}\right]\mathrm{\&Delta;t}$ 式(2)

修正后的第j组相位误差系数与第i组相位误差系数合并之后的误差系数满足：对于第i组待测频率点中非重叠频率点，合并后的误差系数仍为Φ_(i,1)，Φ_(i,2)，…，Φ_(i,k)；对于第j组待测频率点中非重叠频率点，合并后的误差系数变为Φ'_(j,1)，Φ'_(j,2)，…，Φ'_(j,n)；对于第i组和第j组的重叠频率点，合并后的误差系数可以仍为Φ_(i,p1)，Φ_(i,p2)，…，Φ_(i,pm)，也可以变为Φ'_(j,q1)，Φ'_(j,q2)，…，Φ'_(j,qm)，或者是二者的均值以及其他函数关系。通过合并处理，可以将第j组相位误差系数与第i组相位误差系数直接合并成为一组，实现“频谱缝合”。

同理，在第j组相位误差系数与第i组相位误差系数合并之后，可以进一步将其他组相位误差系数与之合并，以此类推，直至完成M组相位误差系数的修正并合并，生成N个频率点的相位误差系数，使得所有被测频点的相位误差系数都得到确定，实现了相位校准。对于相位误差系数的合并顺序，没有具体限定，只要满足待合并的相位误差系数对应的频率分组彼此间存在重叠频率点并且满足相位对准算法所要求的“存在唯一的时延值Δt”即可，例如：对于测量获得的4组相位误差系数(Ф1，Ф2，Ф3，Ф4)，可以先将Ф1与Ф2合并之后，再将Ф1与Ф2合并之后的相位误差系数与Ф3合并，最后将Ф1、Ф2和Ф3合并之后的相位误差系数与Ф4合并。也可以先将Ф1与Ф2合并，Ф3与Ф4合并之后，再将Ф1与Ф2合并之后的相位误差系数与Ф3与Ф4合并之后的相位误差系数进行合并。

通过本发明提供的一种相位校准方法，通过将被测的N个频率点分为M组被测频率点，获取M个标准信号，分别对每组被测频率点进行相位校准，以获取M组相位误差系数，对所述M组相位误差系数进行修正并合并，以生成N个频率点的相位误差系数。降低了标准信号中对被测频点数量的限制，实现了对任意宽频段相位的校准。

实施例二

本实施例为更加清楚的介绍本发明实施例中提供的一种相位校准方法，下面将以测试起始频率为1GHz，等间隔频率步进为1kHz，被测频点数为100的情况为例，介绍本发明实施例中提供的一种相位校准方法。

相位校准过程中，采用的标准信号为多频正弦信号，能够同时提供的频点数为20，采用本发明实施例中提供的一种相位校准方法进行相位校准，如下：

步骤1、将100个被测频率点分成6组，第1组从1GHz到1GHz+19kHz，第2组从1GHz+18kHz到1GHz+37kHz，第3组从1GHz+36kHz到1GHz+55kHz，第4组从1GHz+54kHz到1GHz+73kHz，第5组从1GHz+72kHz到1GHz+91kHz，第6组从1GHz+90kHz到1GHz+99kHz。

步骤2、将第1个标准信号频点设置在起始频率1GHz、频谱间隔1kHz，通过校准仪器获得从1GHz到1GHz+19kHz的第1组相位误差系数。

步骤3、将第2个标准信号频点设置在起始频率1GHz+18kHz、频谱间隔1kHz，通过校准仪器获得从1GHz+18kHz到1GHz+37kHz的第2组相位误差系数。

步骤4、根据第1组和第2组相位误差系数在1GHz+18kHz、1GHz+19kHz两个频点(第1个标准信号与第2个标准信号的重叠频点)相位误差系数的偏差，利用相位对准方法估计第1组相位误差系数与第2组相位误差系数间的相对时延。

步骤5、对第2组相位误差系数进行修正，并与第1组相位误差系数合并，作为一组从1GHz到1GHz+37kHz的相位误差系数。

步骤6、将第3个标准信号频点设置在起始频率1GHz+36kHz、频谱间隔1kHz，通过校准仪器获得从1GHz+36kHz到1GHz+55kHz的第3组相位误差系数。

步骤7、参考步骤4和5，根据1GHz+36kHz、1GHz+37kHz两个频点(第2个标准信号与第3个标准信号的重叠频点)的相位误差系数偏差，利用相位对准方法估计第3组相位误差系数与合并的1GHz到1GHz+37kHz的相位误差系数的相对时延，对第3组相位误差系数进行修正，并与合并的1GHz到1GHz+37kHz的相位误差系数进行合并，作为一组从1GHz到1GHz+55kHz的相位误差系数。

以此类推，先后将4、5、6组的标准信号频点设置在起始频率为1GHz+54kHz、1GHz+72kHz、1GHz+90kHz，可以依次合并获得频率从1GHz到上限分别为1GHz+73kHz、1GHz+91kHz、1GHz+109kHz的相位误差系数。从而实现测量所需的从1GHz到1GHz+99kHz共100个频点的相位校准。

实施例三

实施例三以中心频率为1GHz、双音间隔依次为2kHz、20kHz、200kHz的功率放大器3阶互调相位谱测试为例，被测频点为1GHz±(1kHz,3kHz,10kHz,30kHz,100kHz,300kHz)，采用本发明实施例中提供的一种相位校准方法进行相位校准，如下：

步骤1、首先将被测频率点扩展为1GHz±(0kHz，1kHz,2kHz,3kHz,4kHz,5kHz,6kHz,7kHz,8kHz,9kHz,10kHz,20kHz,30kHz,40kHz,50kHz,60kHz,70kHz,80kHz,90kHz,100kHz,200kHz,300kHz,400kHz,500kHz,600kHz,700kHz,800kHz,900kHz,1MHz)，然后分成3组，第1组1GHz±(0kHz，1kHz,2kHz,3kHz,4kHz,5kHz,6kHz,7kHz,8kHz,9kHz,10kHz)，第2组1GHz±(0kHz，10kHz,20kHz,30kHz,40kHz,50kHz,60kHz,70kHz,80kHz,90kHz,100kHz)，第3组1GHz±(0kHz,100kHz,200kHz,300kHz,400kHz,500kHz,600kHz,700kHz,800kHz,900kHz,1MHz)。

步骤2、将标准信号频点设置在中心频率1GHz，频谱间隔1kHz，每个标准信号的频点数为21，通过校准仪器获得从1GHz-10kHz到1GHz+10kHz的第1组相位误差系数。

步骤3、将标准信号频点设置在“中心频率1GHz，频谱间隔10kHz，通过校准仪器获得从1GHz-100kHz到1GHz+100kHz的第2组相位测量误差系数。

步骤4、根据第1组和第2组相位误差系数在1GHz、1GHz-10kHz、1GHz+10kHz三个频点的偏差，利用相位对准方法估计第1组相位误差系数与第2组相位误差系数间的相对时延。

步骤5、对第2组相位误差系数进行修正，并与第1组相位误差系数合并，作为一组频点覆盖1GHz±(0kHz，1kHz,2kHz,3kHz,4kHz,5kHz,6kHz,7kHz,8kHz,9kHz,10kHz,20kHz,30kHz,40kHz,50kHz,60kHz,70kHz,80kHz,90kHz,100kHz)的相位误差系数。

步骤6、将标准信号频点设置在“中心频率1GHz、频谱间隔100kHz、通过校准仪器得到从1GHz-1MHz到1GHz+1MHz的第3组相位测量误差系数。

步骤7、参考步骤4和5，根据1GHz、1GHz-100kHz、1GHz+100kHz三个频点的相位误差系数偏差，利用相位对准方法估计第3组相位误差系数与合并的1GHz±(0kHz，1kHz,2kHz,3kHz,4kHz,5kHz,6kHz,7kHz,8kHz,9kHz,10kHz,20kHz,30kHz,40kHz,50kHz,60kHz,70kHz,80kHz,90kHz,100kHz)的相位误差系数的相对时延，对第3组相位误差系数进行修正，并与合并的1GHz±(0kHz，1kHz,2kHz,3kHz,4kHz,5kHz,6kHz,7kHz,8kHz,9kHz,10kHz,20kHz,30kHz,40kHz,50kHz,60kHz,70kHz,80kHz,90kHz,100kHz)的相位误差系数进行合并，作为一组频点覆盖1GHz±(0kHz，1kHz,2kHz,3kHz,4kHz,5kHz,6kHz,7kHz,8kHz,9kHz,10kHz,20kHz,30kHz,40kHz,50kHz,60kHz,70kHz,80kHz,90kHz,100kHz,200kHz,300kHz,400kHz,500kHz,600kHz,700kHz,800kHz,900kHz,1MHz)的相位测量误差系数。

步骤8、提取被测频点1GHz±(1kHz,3kHz,10kHz,30kHz,100kHz,300kHz)处的相位误差系数，为后续实际测量提供误差修正。

实施例四

实施例四以谐波中心频率依次为1GHz、2GHz、3GHz、各次谐波附近频谱间隔为1kHz、各次谐波附近频率点数为21个的多谐波互调相位谱测试为例，被测频点为1GHz±(0kHz,1kHz,2kHz,3kHz,4kHz,5kHz,6kHz,7kHz,8kHz,9kHz,10kHz)，2GHz±(0kHz,1kHz,2kHz,3kHz,4kHz,5kHz,6kHz,7kHz,8kHz,9kHz,10kHz)，3GHz±(0kHz,1kHz,2kHz,3kHz,4kHz,5kHz,6kHz,7kHz,8kHz,9kHz,10kHz)。

采用本发明实施例中提供的一种相位校准方法进行相位校准，如下：

步骤1、将被测频率点分成5组，第1组1GHz±(0kHz,1kHz,2kHz,3kHz,4kHz,5kHz,6kHz,7kHz,8kHz,9kHz,10kHz)，第2组(1GHz，2GHz，3GHz)，第3组(1GHz+1kHz，2GHz+2kHz，3GHz+3kHz)，第4组2GHz±(0kHz,1kHz,2kHz,3kHz,4kHz,5kHz,6kHz,7kHz,8kHz,9kHz,10kHz)，第5组3GHz±(0kHz,1kHz,2kHz,3kHz,4kHz,5kHz,6kHz,7kHz,8kHz,9kHz,10kHz)。

步骤2、将标准信号频点设置在中心频率1GHz，频谱间隔1kHz，频点数21，通过校准仪器获得1GHz±(0kHz,1kHz,2kHz,3kHz,4kHz,5kHz,6kHz,7kHz,8kHz,9kHz,10kHz)的第1组相位误差系数。

步骤3、将标准信号频点设置在“1GHz，2GHz，3GHz”通过校准仪器获得1GHz，2GHz，3GHz的第2组相位测量误差系数。

步骤4、根据第1组和第2组相位误差系数在1GHz频点的偏差，利用相位对准方法估计第1组相位误差系数与第2组相位误差系数间的相对时延。

步骤5、对第2组相位误差系数进行修正，并与第1组相位误差系数合并，作为一组频点覆盖1GHz±(0kHz,1kHz,2kHz,3kHz,4kHz,5kHz,6kHz,7kHz,8kHz,9kHz,10kHz),2GHz,3GHz的相位误差系数。

步骤6、将标准信号频点设置在“1GHz+1kHz,2GHz+2kHz,3GHz+3kHz”通过校准仪器获得1GHz+1kHz，2GHz+2kHz，3GHz+3kHz的第3组相位测量误差系数。

步骤7、参考步骤4和5，根据1GHz+1kHz频点的相位误差系数偏差，利用相位对准方法估计第3组相位误差系数与合并的“1GHz±(0kHz,1kHz,2kHz,3kHz,4kHz,5kHz,6kHz,7kHz,8kHz,9kHz,10kHz),2GHz,3GHz”的相位误差系数的相对时延，对第3组相位误差系数进行修正，并与合并的“1GHz±(0kHz,1kHz,2kHz,3kHz,4kHz,5kHz,6kHz,7kHz,8kHz,9kHz,10kHz),2GHz,3GHz”的相位误差系数进行合并，作为一组频点覆盖1GHz±(0kHz,1kHz,2kHz,3kHz,4kHz,5kHz,6kHz,7kHz,8kHz,9kHz,10kHz),2GHz,2GHz+2kHz,3GHz,3GHz+3kHz的相位测量误差系数。

步骤8、将标准信号频点设置在中心频率2GHz，频谱间隔1kHz，频点数21，通过校准仪器获得2GHz±(0kHz,1kHz,2kHz,3kHz,4kHz,5kHz,6kHz,7kHz,8kHz,9kHz,10kHz)的第4组相位误差系数。

步骤9、参考步骤4和5，根据2GHz,2GHz+2kHz两个频点的相位误差系数偏差，利用相位对准方法估计第4组相位误差系数与合并的“1GHz±(0kHz,1kHz,2kHz,3kHz,4kHz,5kHz,6kHz,7kHz,8kHz,9kHz,10kHz),2GHz,2GHz+2kHz,3GHz,3GHz+3kHz”的相位误差系数的相对时延，对第4组相位误差系数进行修正，并与合并的“1GHz±(0kHz,1kHz,2kHz,3kHz,4kHz,5kHz,6kHz,7kHz,8kHz,9kHz,10kHz),2GHz,2GHz+2kHz,3GHz,3GHz+3kHz”的相位误差系数进行合并，作为一组频点覆盖1GHz±(0kHz,1kHz,2kHz,3kHz,4kHz,5kHz,6kHz,7kHz,8kHz,9kHz,10kHz),2GHz±(0kHz,1kHz,2kHz,3kHz,4kHz,5kHz,6kHz,7kHz,8kHz,9kHz,10kHz),3GHz,3GHz+3kHz的相位测量误差系数。

步骤10、将标准信号频点设置在中心频率3GHz，频谱间隔1kHz，频点数21，通过校准仪器获得3GHz±(0kHz,1kHz,2kHz,3kHz,4kHz,5kHz,6kHz,7kHz,8kHz,9kHz,10kHz)的第5组相位误差系数。

步骤11、参考步骤4和5，根据3GHz,3GHz+3kHz两个频点的相位误差系数偏差，利用相位对准方法估计第5组相位误差系数与合并的“1GHz±(0kHz,1kHz,2kHz,3kHz,4kHz,5kHz,6kHz,7kHz,8kHz,9kHz,10kHz),2GHz±(0kHz,1kHz,2kHz,3kHz,4kHz,5kHz,6kHz,7kHz,8kHz,9kHz,10kHz),3GHz,3GHz+3kHz”的相位误差系数的相对时延，对第5组相位误差系数进行修正，并与合并的“1GHz±(0kHz,1kHz,2kHz,3kHz,4kHz,5kHz,6kHz,7kHz,8kHz,9kHz,10kHz),2GHz±(0kHz,1kHz,2kHz,3kHz,4kHz,5kHz,6kHz,7kHz,8kHz,9kHz,10kHz),3GHz,3GHz+3kHz”的相位误差系数进行合并，作为一组频点覆盖1GHz±(0kHz,1kHz,2kHz,3kHz,4kHz,5kHz,6kHz,7kHz,8kHz,9kHz,10kHz),2GHz±(0kHz,1kHz,2kHz,3kHz,4kHz,5kHz,6kHz,7kHz,8kHz,9kHz,10kHz),3GHz±(0kHz,1kHz,2kHz,3kHz,4kHz,5kHz,6kHz,7kHz,8kHz,9kHz,10kHz)的相位测量误差系数。从而实现测量所需的共63个多谐波/互调频点的相位校准。

实施例五

本发明实施例五中还提供了一种相位校准装置，如图4所示，该装置包括：

分组模块410，用于将被测的N个频率点分为M组被测频率点，其中，不同组被测频率点存在重叠，N和M为正整数，M≥2；

校准模块420，用于获取M个标准信号，分别对所述分组模块410分组的每组被测频率点进行相位校准，以获取M组相位误差系数，其中，第i个标准信号的频率点完全覆盖第i组被测频率点，i为整数，1≤i≤M；

合并模块430，用于对所述校准模块420获取的所述M组相位误差系数进行修正并合并，以生成N个频率点的相位误差系数。

其中，所述分组模块410具体用于从被测的N个频率点中选出k1被测频率点个作为第1组被测频率点，其中，k1为正整数，2≤k1≤N；从被测的N个频率点中选出ki个被测频率点作为第i组被测频率点，其中，i和ki为整数，2≤i≤M，2≤ki≤N，第i组被测频率点与所选出的前i-1组(即第1组，或第2组，或第3组，或...，或第i-1组)被测频率点之间至少存在1个重叠频率点。

所述校准模块420，包括：

获取单元421，用于获取M个标准信号；

校准单元422，用于通过获取单元421获取的M个标准信号，对M组被测频率点进行相位校准，以获取M组相位误差系数。

所述合并模块430，包括：

偏差计算单元431，用于计算重叠频率点在不同组相位误差系数中的偏差；

延时计算单元432，用于通过所述偏差计算单元431计算的所述偏差，利用拟合算法，计算不同组相位误差系数间的相对时延；

合并单元433，用于根据所述延时计算单元432计算出的所述相对时延，依次对M组相位误差系数进行修正并合并，以生成N个频率点的相位误差系数。

所述偏差计算单元431具体用于根据多频正弦信号和谐波信号的相位对准算法，计算不同组相位误差系数间的所述相对时延。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的硬件平台的方式来实现，当然也可以全部通过硬件来实施，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案对背景技术做出贡献的全部或者部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

以上对本发明进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种相位校准方法，其特征在于，包括：

将被测的N个频率点分为M组被测频率点，其中，不同组被测频率点存在重叠，N和M为正整数，M≥2；

获取M个标准信号，分别对每组被测频率点进行相位校准，以获取M组相位误差系数，其中，第i个标准信号的频率点完全覆盖第i组被测频率点，i为整数，1≤i≤M；

对将所述M组相位误差系数进行修正并合并，以生成N个频率点的相位误差系数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将被测的N个频率点分为M组被测频率点的步骤，包括：

从被测的N个频率点中选出k1个被测频率点作为第1组被测频率点，其中，k1为正整数，2≤k1≤N；

从被测的N个频率点中选出ki个被测频率点作为第i组被测频率点，其中，i和ki为整数，2≤i≤M，2≤ki≤N，第i组被测频率点与所选出的前i-1组被测频率点之间至少存在1个重叠频率点。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述获取M个标准信号，分别对每组被测频率点进行相位校准，以获取M组相位误差系数的步骤，包括：

获得第i个标准信号，所述第i个标准信号包括被测频率点为f_(i,1)，f_(i,2)，…，f_(i,k)；对被测频率点f_(i,1)，f_(i,2)，…，f_(i,k)进行相位校准，以获得相位误差系数Φ_(i,1)，Φ_(i,2)，…，Φ_(i,k)，其中，i和k为正整数，1≤i≤M，1<k<N。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述对所述M组相位误差系数进行修正并合并的步骤，包括：

计算重叠频率点在不同组相位误差系数中的偏差；

通过所述偏差，利用拟合算法，计算不同组相位误差系数间的相对时延；

根据所述相对时延，依次对M组相位误差系数进行修正并合并，以生成N个频率点的相位误差系数。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述通过所述偏差，计算不同组相位误差系数间的相对时延的步骤，包括：

根据多频正弦信号和谐波信号的相位对准算法，计算不同组相位误差系数间的相对时延。

6.一种相位校准装置，其特征在于，所述装置包括：

分组模块，用于将被测的N个频率点分为M组被测频率点，其中，不同组被测频率点存在重叠，N和M为正整数，M≥2；

校准模块，用于获取M个标准信号，分别对所述分组模块分组的每组被测频率点进行相位校准，以获取M组相位误差系数，其中，第i个标准信号的频率点完全覆盖第i组被测频率点，i为整数，1≤i≤M；

合并模块，用于对所述校准模块获取的所述M组相位误差系数进行修正并合并，以生成N个频率点的相位误差系数。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述分组模块用于从被测的N个频率点中选出k1个被测频率点作为第1组被测频率点，其中，k1为正整数，2≤k1≤N；从被测的N个频率点中选出ki个被测频率点作为第i组被测频率点，其中，i和ki为整数，2≤i≤M，2≤ki≤N，第i组被测频率点与所选出的前i-1组被测频率点之间至少存在1个重叠频率点。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述校准模块，包括：

获取单元，用于获取M个标准信号；

校准单元，用于通过所述获取单元获取的M个标准信号，对M组被测频率点进行相位校准，以获取M组相位误差系数。

9.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述合并模块，包括：

偏差计算单元，用于计算重叠频率点在不同组相位误差系数中的偏差；

延时计算单元，用于通过所述偏差计算单元计算的所述偏差，利用拟合算法，计算不同组相位误差系数间的相对时延；

合并单元，用于根据所述延时计算单元计算出的所述相对时延，依次对M组相位误差系数进行修正并合并，以生成N个频率点的相位误差系数。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述延时计算单元具体用于根据多频正弦信号和谐波信号相位对准算法，计算不同组相位误差系数间的所述相对时延。