CN104993886B - 一种无源器件的幅频相频特性曲线测绘方法 - Google Patents

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本发明涉及一种无源器件的幅频相频特性曲线测绘方法，属于微波信号测量技术领域。本发明通过通道切换模块将参考端和接收端的数据时分接入到多通道幅相测试系统信号调理网络的接收通道，进入接收通道的信号经过接收通道内的数控衰减器和带通滤波器后接入到多通道幅相测试系统的采集分析端；采集分析端通过高速AD对接入的信号采样，得到数字信号，进行下变频、抽取、匹配滤波、数字匹配滤波和码捕获处理，最后将码捕获后得到的I、Q两路相关峰数据传给上位机，得到的I、Q两路相关峰数据按照公式和，求出参考通道的幅度和相位以及测试通道的幅度和相位，通过各个频点的幅相特性绘制幅频相频特性曲线。

Description

一种无源器件的幅频相频特性曲线测绘方法
技术领域
本发明涉及一种无源器件的幅频相频特性曲线测绘方法，属于微波信号测量技术领域。
背景技术
直接序列扩频(DSSS)具有抗多径衰落、抗干扰能力强，发射功率低，截获率低，保密性好等特点。随着IEEE802.15.4标准的制定，直接序列扩频技术成为无线传感器网络底层通信模式之一，广泛的应用于军事，工农业控制，环境检测等诸多领域中。
多通道幅相测试系统基于DSSS，应用于数字波束成形的天线阵列的幅相一致性测试，多通道幅相测试系统的测试精度较高，所以也可以用于精确测量无源器件的幅相特性的测试，通过测试在各个频点的幅相特性绘制成无源器件的幅频相频特性曲线。
发明内容
本发明的目的在于通过连续测量无源器件在各个频点的幅相特性来绘制无源器件的幅频相频特性曲线，提出了一种无源器件的幅频相频特性曲线测绘方法。
一种无源器件的幅频相频特性曲线测绘方法，其步骤如下：
步骤一、多通道幅相测试系统信号产生端将多通道幅相测试系统预发送的扩频码进行波形成型、调制、配置幅度相位、上变频到测试频点，得到待发送的扩频信号，将产生的扩频信号接入多通道幅相测试系统的信号调理网络中相应发送通道，多波束信号依次经过发送通道内的带通滤波器、数控衰减器和带通滤波器后接入功分，功分出两路信号，一路作为发送通道的输出，另一路接入通道切换模块参考端；
所述多通道幅相测试系统包括一个信号产生端、一个信号调理网络、一个采集分析端和上位机，信号调理网络包括一个发送通道、一个功分、一个通道切换器和一个接收通道。发送通道由带通滤波器、数控衰减器和带通滤波器顺次相连而成，接收通道由数控衰减器和滤波器顺次相连而成，通道切换器有参考端和接收端两个端口，参考端命名为TSW1，接收端命名为TTSW1。
步骤二、步骤一中发送通道的输出接入通道切换模块的接收端；信号调理网络通过通道切换模块将参考端和接收端的数据时分接入到多通道幅相测试系统信号调理网络的接收通道，进入接收通道的信号经过接收通道内的数控衰减器和带通滤波器后接入到多通道幅相测试系统的采集分析端。采集分析端通过高速AD对接入的信号采样，得到数字信号，然后将数字信号进行下变频、抽取、匹配滤波、数字匹配滤波(DMF)和码捕获处理，最后将码捕获后得到的I、Q两路相关峰数据传给上位机，其中I路为同相分量信号，Q路为正交分量信号；
步骤三、上位机将经步骤二得到的I、Q两路相关峰数据按照公式A＝I2+Q2和求出参考通道的幅度Aref和相位以及测试通道的幅度Atest和相位其中参考通道为第一功分输出端口不经待测无源器件直接连接至通道切换模块的TSW1输入，测试通道为第二功分输出端口经过待测无源器件连接至通道切换模块的TTSW1输入。再用测试通道的幅度Atest和相位减去参考通道的幅度Aref和相位得到测试通道相对于参考通道的幅度校准值Atest-Aref和相位校准值通过上位机将测得的幅度校准值和相位校准值补偿给测试通道；
步骤四、上位机补偿校准值之后，将待测无源器件接入多通道幅相测试系统待测通道，即将发送通道输出接入待测无源器件，待测无源器件的输出接入通道切换模块的接收端，重复步骤一至步骤三测得待测无源器件在测试频点的幅度特性A(f1)和相位特性
步骤五、改变步骤一中测试频点，重复步骤一至步骤四，测得无源器件在各个测试频点的幅度特性和相位特性；
步骤六、上位机通过测得的无源器件在各频点的幅度特性和相位特性绘制无源器件的幅频相频特性曲线；
经过上述六个步骤即完成了无源器件的幅频相频特性曲线的测绘。
有益效果
本发明使用多通道幅相测试系统测试无源器件在各个频点的幅相特性，通过各个频点的幅相特性绘制幅频相频特性曲线。
附图说明
图1是本发明的多通道幅相测试系统的结构示意图；
图2是本发明的多通道幅相测试系统产生端产生信号的流程图；
图3是本发明的多通道幅相测试系统采集分析端分析处理信号的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明和详细描述。
图1是多通道幅相测试系统的结构示意图，如图1所示，多通道幅相测试系统信号产生端生成固定频率、幅度、相位的扩频信号，信号经过多通道幅相测试系统的信号调理网络内发送通道的带通滤波器和数控衰减器接入功分，功分出两路信号，一路接入通道切换模块参考段，另一路经过待测无源器件接入通道切换模块接收端。信号调理网络通过通道切换模块将参考端和接收端的数据时分接入到多通道幅相测试系统信号调理网络的接收通道，进入接收通道的信号经过接收通道内的数控衰减器和带通滤波器后接入到多通道幅相测试系统的采集分析端。多通道幅相测试系统的采集分析端通过分析处理数据最终解算得到待测无源器件的幅度特性和相位特性。
图2是本发明中多通道幅相测试系统信号产生端产生信号的流程图,多通道幅相测试系统发送端对PN码进行波形成形，将波形成形后的信号进行调制，然后配置幅相信息和上变频，得到配置幅相的扩频信号。
图3是本发明中多通道幅相测试系统采集分析端分析处理信号的流程图,多通道幅相测试系统采集分析端对接收到的信号进行下变频得到I、Q两路，将得到的两路信号进行抽取、匹配滤波、数字匹配滤波和码捕获得到I、Q两路相关峰，再通过两路相关峰解算出幅度和相位。
实施例
以滤波器的幅频相频特性曲线的测绘为例，对本发明的具体实施过程进行说明。
测绘上述滤波器在中心频率为f，带宽为W的范围的幅频相频特性曲线，频率间隔为W/N。
步骤一、多通道幅相测试系统信号产生端将多通道幅相测试系统预发送的扩频码进行波形成型、调制、配置固定幅度相位(配置幅度为A，配置相位为)、上变频到测试频点f1＝f-W/2+1×W/N，得到待发送的扩频信号，将产生的扩频信号接入多通道幅相测试系统的信号调理网络中相应发送通道，多波束信号依次经过发送通道内的带通滤波器、数控衰减器和带通滤波器后接入功分，功分出两路信号，一路作为发送通道的输出，另一路接入通道切换模块参考端；
步骤二、将步骤一中所说发送通道的输出接入通道切换模块的接收端；信号调理网络通过通道切换模块将参考端和接收端的数据时分接入到多通道幅相测试系统信号调理网络的接收通道，进入接收通道的信号经过接收通道内的数控衰减器和带通滤波器后接入到多通道幅相测试系统的采集分析端。采集分析端通过高速AD对接入的信号采样，得到数字信号，然后将数字信号进行下变频、抽取、匹配滤波、数字匹配滤波(DMF)和码捕获处理，然后将码捕获后得到的I、Q两路相关峰数据传给上位机，其中I路为同相分量信号，Q路为正交分量信号；
步骤三、上位机将经步骤二得到的相关峰数据按照公式A＝I2+Q2和求出参考通道和测试通道的幅度A和相位再用测试通道的幅度Atest和相位减去参考通道的幅度Aref和相位得到测试通道相对于参考通道的幅度校准值Atest-Aref和相位校准值通过上位机将测得的幅度校准值和相位校准值补偿给测试通道；
步骤四、上位机补偿校准值之后，将待测无源器件接入多通道幅相测试系统测试通道，即将发送通道输出接入待测无源器件，无源器件的输出接入通道切换模块的接收端，重复步骤一至步骤三测得待测无源器件在该测试频点的幅度特性A(f1)和相位特性
步骤五、改变测试频点fn＝f-W/2+n*W/N，n＝1,2,…,N，测得无源器件在各个测试频点fn的幅度特性A(fn)和相位特性
步骤六、上位机通过测得的无源器件在各频点的幅度特性和相位特性绘制无源器件的幅频相频特性曲线，即绘得滤波器在中心频率为f，带宽为W的范围的幅频相频特性曲线；
以上所述为本发明的较佳实施例而已，本发明不应该局限于该实施例和附图所公开的内容。凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本发明保护的范围。

Claims (1)

1.一种无源器件的幅频相频特性曲线测绘方法，其特征在于：其步骤如下：
步骤一、多通道幅相测试系统信号产生端将多通道幅相测试系统预发送的扩频码进行波形成型、调制、配置幅度相位、上变频到测试频点，得到待发送的扩频信号，将产生的扩频信号接入多通道幅相测试系统的信号调理网络中相应发送通道，多波束信号依次经过发送通道内的带通滤波器、数控衰减器和带通滤波器后接入功分，功分出两路信号，一路作为发送通道的输出，另一路接入通道切换模块参考端；
所述多通道幅相测试系统包括一个信号产生端、一个信号调理网络、一个采集分析端和上位机，信号调理网络包括一个发送通道、一个功分、一个通道切换器和一个接收通道；发送通道由带通滤波器、数控衰减器和带通滤波器顺次相连而成，接收通道由数控衰减器和滤波器顺次相连而成，通道切换器有参考端和接收端两个端口，参考端命名为TSW1，接收端命名为TTSW1；
步骤二、步骤一中发送通道的输出接入通道切换模块的接收端；信号调理网络通过通道切换模块将参考端和接收端的数据时分接入到多通道幅相测试系统信号调理网络的接收通道，进入接收通道的信号经过接收通道内的数控衰减器和带通滤波器后接入到多通道幅相测试系统的采集分析端；采集分析端通过高速AD对接入的信号采样，得到数字信号，然后将数字信号进行下变频、抽取、匹配滤波、数字匹配滤波(DMF)和码捕获处理，最后将码捕获后得到的I、Q两路相关峰数据传给上位机，其中I路为同相分量信号，Q路为正交分量信号；
步骤三、上位机将经步骤二得到的I、Q两路相关峰数据按照公式A＝I2+Q2和求出参考通道的幅度Aref和相位以及测试通道的幅度Atest和相位其中参考通道为第一功分输出端口不经待测无源器件直接连接至通道切换模块的TSW1输入，测试通道为第二功分输出端口经过待测无源器件连接至通道切换模块的TTSW1输入；再用测试通道的幅度Atest和相位减去参考通道的幅度Aref和相位得到测试通道相对于参考通道的幅度校准值Atest-Aref和相位校准值通过上位机将测得的幅度校准值和相位校准值补偿给测试通道；
步骤四、上位机补偿校准值之后，将待测无源器件接入多通道幅相测试系统待测通道，即将发送通道输出接入待测无源器件，待测无源器件的输出接入通道切换模块的接收端，重复步骤一至步骤三测得待测无源器件在测试频点的幅度特性A(f1)和相位特性
步骤五、改变步骤一中测试频点，重复步骤一至步骤四，测得无源器件在各个测试频点的幅度特性和相位特性；
步骤六、上位机通过测得的无源器件在各频点的幅度特性和相位特性绘制无源器件的幅频相频特性曲线；
经过上述六个步骤即完成了无源器件的幅频相频特性曲线的测绘。
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