CN105471471A - 射频信号系统、射频信号源和频率扩展装置的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种射频信号系统、射频信号源和频率扩展装置的控制方法，所述射频信号系统包括射频信号源和频率扩展装置，射频信号系统的控制方法包括：步骤A，所述射频信号源识别所述频率扩展装置；步骤B，识别成功后，所述射频信号源进行输出频率的配置；步骤C，所述射频信号源根据所述输出频率产生初始频率信号和开关控制信号；步骤D，所述频率扩展装置根据所述初始频率信号和所述开关控制信号产生所述频率扩展装置的输出信号。本发明实现了射频信号源和频率扩展装置的信号交互，仅通过配置射频信号源就能够控制实现频率扩展功能，用户无需在两个仪器上分别进行配置调节，简化了操作步骤，使用方法便捷。

Description

射频信号系统、射频信号源和频率扩展装置的控制方法

技术领域

本发明涉及测试测量技术领域，特别是涉及一种射频信号系统、射频信号源和频率扩展装置的控制方法。

背景技术

射频信号源是一种产生正弦信号及各种调制信号的信号发生装置，它的输出频率范围宽，可以从几kHz至几GHz，甚至达到几十GHz，幅度输出范围大，且幅度输出精度高，具有各种模拟调制和数字调制功能，广泛应用于军事、通信、教学等多领域。

射频信号源输出信号的频率范围有限，现有技术通常采用倍频方式来实现频率扩展。如图1所示，为现有技术公开的一种射频信号系统10的原理示意图。射频信号系统10包括射频信号源110和频率扩展装置100，频率扩展装置100包括：由倍频器1011和滤波器组1012构成的频率合成模块101、自动电平控制(ALC，AutomaticLevelControl)电路102、可变衰减器103、直通通路104、开关105和开关106。频率合成模块101、ALC电路102和可变衰减器103构成频率扩展通路。

射频信号源110输出的射频信号作为频率扩展装置100的输入信号。倍频器1011用于对输入信号进行倍频，通常利用放大器来实现，放大器处于压缩(即，非线性)状态，在这种状态下，放大器输出的各次谐波将急剧变大，低次谐波甚至接近基波的幅度，然后通过滤波器组1012将基波及不需要的谐波滤除掉，得到需要输出的频率信号，这里要求滤波器组1012有很高的带外抑制。倍频器1011接收的输入信号通常要求具有较高的驱动功率，其倍频后的输出信号通常幅度固定，要通过后级的ALC电路102和可变衰减器103进行大范围精细的幅度控制，最终产生频率扩展信号。此外，还可以通过开关105切换选择，将输入信号直接引入到直通通路104中，并通过开关106的切换选择，将直通通路104输出的信号作为频率扩展装置100的输出信号。

现有技术要求ALC电路102及可变衰减器103本身的工作频率覆盖到扩展频率范围。ALC电路102中的衰减器、放大器以及检波器，随着频率的变化存在着频率响应，校准时，对于同一输出幅度，需要对不同频点进行校准；而衰减器、检波器对于同一频率、不同幅度又存在着线性误差，也需要进行校准补偿。因此，ALC电路102不但要进行频率响应的校准，还要在不同输出信号的幅度下对线性误差进行校准补偿，相当于在一个曲面上进行校准插值修正，在实际实现中增加了校准的复杂性和难度。

此外，现有技术的射频信号系统10还存在一个问题：一方面，用户需要对射频信号源110进行配置，例如，射频信号源110输出射频信号的幅度、频率等；另一方面，用户还需要对频率扩展装置100进行配置，例如，直通通路104和频率扩展通路的切换选择。可以看出，用户需要在两个仪器上分别配置调节，操作繁琐，特别是当射频信号源110和频率扩展装置100距离较远时，操作更为不便。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种射频信号系统、射频信号源和频率扩展装置的控制方法，实现射频信号源和频率扩展装置的相互控制，仅通过配置射频信号源就能实现频率扩展功能，方便用户操作。

为了解决上述问题，本发明公开了一种射频信号系统的控制方法，所述射频信号系统包括射频信号源和频率扩展装置，所述方法包括：

步骤A，所述射频信号源识别所述频率扩展装置；

步骤B，识别成功后，所述射频信号源进行输出频率的配置；

步骤C，所述射频信号源根据所述输出频率产生初始频率信号和开关控制信号；

步骤D，所述频率扩展装置根据所述初始频率信号和所述开关控制信号产生所述频率扩展装置的输出信号。

本控制方法实现了射频信号源和频率扩展装置的信号交互，射频信号源可以对频率扩展装置进行控制，仅通过配置射频信号源就能够控制实现频率扩展功能，用户无需在两个仪器上分别进行配置调节，简化了操作步骤，用户使用便捷。

作为一个举例说明，所述方法还包括：

步骤E，所述射频信号源向所述频率扩展装置输出所述参考信号；

步骤D为所述频率扩展装置根据所述参考信号、所述初始频率信号和所述开关控制信号产生所述频率扩展装置的输出信号。

则，频率扩展装置的锁相环模块输出的本振信号的频率将与射频信号源输出的初始频率信号同频同相，保证了输出信号频率的准确性。

作为一个举例说明，所述方法还包括：

步骤F，由一个晶振向所述频率扩展装置输出所述参考信号；

步骤D为所述频率扩展装置根据所述参考信号、所述初始频率信号和所述开关控制信号产生所述频率扩展装置的输出信号。

则，该频率扩展装置可以适用于没有参考输出端口的射频信号源。

作为一个举例说明，所述步骤A包括：

所述射频信号源检测到有外部装置连接时，查询所述外部装置的ID识别信息；当查询到的ID识别信息与所述射频信号源预存的设备信息相同时，则识别成功。

作为一个举例说明，所述射频信号源自身预存有频率转换表；所述频率转换表记录有多个不同的输出频率和实际频率的对应关系；所述步骤C包括：所述射频信号源通过查询所述频率转换表，将输出频率转换为实际频率；之后，按照所述实际频率产生所述初始频率信号。

作为一个举例说明，所述射频信号源自身预存有开关状态表；所述开关状态表记录有多个不同的输出频率和开关状态的对应关系；所述步骤C包括：所述射频信号源通过查询所述开关状态表，根据输出频率产生开关状态；之后，按照所述开关状态产生所述开关控制信号。

作为一个举例说明，所述频率扩展装置具有不同滤波频段的多个并联的滤波器，选通一个所述滤波器对应一种开关状态；

所述步骤D包括：

依据所述参考信号通过锁相环产生一个本振信号；

依据所述开关控制信号选通所述多个并联的滤波器中的其中一个滤波器；

利用选通的滤波器滤除初始频率信号中的谐波，产生滤波后的初始频率信号；

将滤波后的初始频率信号与本振信号进行混频和滤波，产生混频信号；

对混频信号进行放大，产生频率扩展信号，所述频率扩展信号作为所述频率扩展装置的输出信号。

作为一个举例说明，所述频率扩展装置还包括：传输所述初始频率信号的直通通路，选通所述直通通路对应另一种开关状态；

所述步骤D包括：

依据所述开关控制信号选通所述直通通路；

将所述初始频率信号输入至所述直通通路；

将直通通路输出的初始频率信号作为所述频率扩展装置的输出信号。

本发明还公开了一种射频信号源的控制方法，包括：

步骤A，所述射频信号源识别频率扩展装置；

步骤B，识别成功后，所述射频信号源进行输出频率的配置；

步骤C，所述射频信号源根据所述输出频率产生初始频率信号和开关控制信号，并将所述初始频率信号和开关控制信号发送至所述频率扩展装置。

本控制方法实现了射频信号源和频率扩展装置的信号交互，射频信号源可以对频率扩展装置进行控制，仅通过配置射频信号源就能够控制实现频率扩展功能，用户无需在两个仪器上分别进行配置调节，简化了操作步骤，用户使用便捷。

作为一个举例说明，所述方法还包括：步骤E，所述射频信号源向所述频率扩展装置输出一个参考信号。

作为一个举例说明，所述步骤A包括：

所述射频信号源检测到有外部装置连接时，查询所述外部装置的ID识别信息；当查询到的ID识别信息与所述射频信号源预存的设备信息相同时，则识别成功。

作为一个举例说明，所述射频信号源自身预存有频率转换表；所述频率转换表记录有多个不同的输出频率和实际频率的对应关系；所述步骤C包括：所述射频信号源通过查询所述频率转换表，将输出频率转换为实际频率；之后，按照所述实际频率产生所述初始频率信号。

作为一个举例说明，所述射频信号源自身预存有开关状态表；所述开关状态表记录有多个不同的输出频率和开关状态的对应关系；所述步骤C包括：所述射频信号源通过查询所述开关状态表，根据输出频率获得开关状态；之后，按照所述开关状态产生所述开关控制信号。

本发明还公开了一种频率扩展装置的控制方法，所述频率扩展装置包括：

滤波模块，其具有不同滤波频段的多个并联的滤波器，用于通过控制单元选通的滤波器滤除初始频率信号中的谐波，产生滤波后的初始频率信号；所述初始频率信号由一个射频信号源产生；

锁相环模块，用于依据一个参考信号通过锁相环产生一个本振信号；

混频模块，用于将滤波后的初始频率信号和本振信号进行混频和滤波，产生混频信号；

放大器，用于通过对混频信号进行放大弥补插入损耗，产生频率扩展信号；

控制模块，用于对锁相环模块和滤波模块进行控制；

所述方法包括：

步骤G，控制模块控制锁相环模块产生所述本振信号；

步骤H，控制模块响应于所述射频信号源发送的开关控制信号，选通所述多个并联的滤波器中的其中一个滤波器。

本控制方法不但实现了射频信号源和频率扩展装置的信号交互，使射频信号源可以对频率扩展装置进行控制，并且，频率扩展装置将滤波后的初始频率信号和所述本振信号进行混频，对初始频率信号的频率向上扩展，由于混频后输出中频信号的幅度与本振信号无关，中频信号的幅度与初始频率信号成线性关系，随着初始频率信号幅度的变化而变化，因此，后级不需要ALC电路及可变衰减器等复杂电路对频率扩展信号的幅度进行精确调节，只需要对输入至频率扩展装置中的初始频率信号幅度进行精细控制，降低频率扩展的设计成本和难度。

附图说明

图1是现有技术公开的一种射频信号系统10的原理示意图；

图2是本发明实施例一提供的一种频率扩展系统20的原理示意图；

图3是本发明实施例一中频率扩展装置200的一种举例说明的原理示意图；

图4是本发明实施例二提供的射频信号系统20的控制方法实施例的流程图；

图5是本发明实施例三提供的射频信号源210的控制方法实施例的流程图；

图6是本发明实施例四提供的频率扩展装置200的控制方法实施例的流程图。

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。

参照图2，示出了本发明实施例一提供的一种频率扩展系统20的原理示意图，频率扩展系统20包括：射频信号源210和频率扩展装置200。

射频信号源210用于识别频率扩展装置200，并在识别成功后，进行输出频率的配置；以及根据所设置的输出频率产生一个射频信号和开关控制信号；所述射频信号即为需要频率扩展装置200进行频率扩展的初始频率信号。

频率扩展装置200用于根据所述初始频率信号和所述开关控制信号进行频率扩展，产生所述频率扩展装置的输出信号。

参照图3，示出了频率扩展装置200的一种举例说明的原理示意图，频率扩展装置200包括：

滤波模块201，其具有不同滤波频段的多个并联的滤波器，用于通过控制模块205选通的滤波器滤除初始频率信号中的谐波，产生滤波后的初始频率信号；

锁相环模块202，用于依据一个参考信号Ref通过锁相环产生一个本振信号；

混频模块203，用于依据滤波后的初始频率信号和所述本振信号进行混频和滤波，产生混频信号；

放大器204，用于通过对混频信号进行放大弥补插入损耗，产生频率扩展信号；

控制模块205，用于控制锁相环模块202产生所述本振信号，以及通过控制滤波模块201中开关的选择切换，选通所述多个并联的滤波器中的其中一个滤波器。控制模块205的工作时钟为所述参考信号。

下面，对频率扩展装置200的工作原理作进一步说明：

初始频率信号为射频信号源210输出的射频信号，在本实施例一中，初始频率信号的频率范围为9KHz～6GHz。

滤波模块201能够抑制初始频率信号的谐波分量，改善频率扩展装置200输出信号(即，频率扩展信号)的杂散及谐波指标。滤波模块201可以由低通滤波器构成，也可以由带通滤波器构成。滤波模块201中滤波器的数量没有具体限制，只要能抑制初始频率信号的各次谐波即可。作为一个举例说明，在本实施例一中，滤波模块201包括：滤波器组2011、开关SW3、开关SW4、开关SW5和开关SW6，滤波器组2011分频段对初始频率信号的谐波分量进行抑制。实际需要扩频的信号(即，滤波后的初始频率信号)频率范围为1.5GHz～4GHz，通过滤波器组2011要抑制这个频段的谐波，由于带宽远超过一个倍频程，因此需要分频段进行抑制。通过开关SW3、开关SW4、开关SW5和开关SW6的选择切换进行选通滤波器。滤波器组2011具有三个低通滤波器，其截止频率分别是2.5GHz、3.5GHz、4.5GHz。作为一个举例说明，当初始频率信号的频率在1.5～2.5GHz时，选通截止频率为2.5GHz的低通滤波器，由于这个频段的二次谐波频率范围是3GHz～5GHz，超过二次的谐波频率范围更高些，利用2.5GHz的低通滤波器可以很好的抑制这些谐波分量；当初始频率信号的频率在2.5GHz～3.5GHz时，其二次谐波频率范围为5GHz～7GHz，用3.5GHz的低通滤波器可以很好的抑制；当初始频率信号的频率在3.5GHz～4.5GHz时，其二次谐波频率范围为7GHz～9GHz，用4.5GHz的低通滤波器可以很好的抑制。

作为一个举例说明，如图3所示，锁相环模块202包括：鉴相器2021、环路滤波器2022、压控振荡器2023和定向耦合器2024，鉴相器2021用于将参考信号Ref与定向耦合器2024的输出信号进行比较，产生误差电压信号；环路滤波器2022用于对误差电压进行滤波处理，产生压控信号；压控振荡器2023用于依据所述压控信号产生所述本振信号；定向耦合器2024用于对所述本振信号按照功率进行分配，产生定向耦合器的输出信号。作为一个实例，定向耦合器2024也可以用功率分配器来代替。

作为另一个举例说明，锁相环模块202还可以包括设置在压控振荡器2023之后的缓冲器，起到信号放大、隔离的作用。作为另一个举例说明，锁相环模块202还可以包括设置在缓冲器之后的倍频器，用于在压控振荡器2023的输出信号频率较低时，对缓冲器输出的信号进行倍频，使锁相环最终产生的本振信号达到所需的频率。作为再一个举例说明，锁相环模块202还可以包括一个设置在倍频器之后的带通滤波器，用于对本振信号中的杂散波进行滤波。

混频模块203由混频器2031和滤波器2032构成，先利用混频器2031将滤波后的初始频率信号和本振信号进行混频，两个信号进行相加、相减，得到所需的中频信号，然后再利用滤波器2032将初始频率信号、本振信号、以及混频器2031的镜像频率信号进行滤除，得到需要频率的信号，即混频模块203输出的混频信号。

混频模块203产生的混频信号进入放大器204中进行放大，放大器204可以由多个放大器构成。放大器204的增益用来弥补滤波模块201、混频模块203带来的插入损耗。需要说明的是，初始频率信号功率太大时，混频器2031将失真，为了保证混频器2031的线性，通常进入混频器2031的信号幅度不能太大，但在输出端要得到更高幅度的频率扩展信号，因此，需要增加放大器204的增益。

在本实施例一中，本振信号的频率为10.5GHz，本振信号进入混频器2031，与滤波后的初始频率信号进行变频，得到6GHz～9GHz和12GHz～15GHz中频信号，然后再用滤波器2032将初始频率信号、本振信号、12GHz～15GHz的镜像频率滤除，得到6GHz～9GHz的频率扩展信号。

本振信号是混频器2031的驱动信号，在驱动信号足够大的情况下，混频器2031输出的中频信号的幅度与本振信号无关；在混频器2031不压缩的情况下，中频信号的幅度与初始频率信号成线性关系，随着初始频率信号幅度的变化而变化，因此，后级不需要ALC电路及可变衰减器等复杂电路对频率扩展信号的幅度进行精确调节，只需要对输入至频率扩展装置200中的初始频率信号幅度进行精细控制，降低频率扩展的设计成本和难度。

作为一个举例说明，频率扩展装置200还可以包括：

直通通路206，用于传输所述初始频率信号；

第一开关SW1，用于选择将所述初始频率信号输入至所述滤波模块201或者所述直通通路206；

第二开关SW2，用于选择将频率扩展信号或直通通路输出的初始频率信号作为所述频率扩展装置200的输出信号；

控制模块205还用于控制第一开关SW1和第二开关SW2的选择切换。第一开关SW1、第二开关SW2用于选择信号通道，当第一开关SW1选择将初始频率信号输入直通通路206时，初始频率信号直接从第二开关SW2的输出端输出；当第一开关SW1选择将初始频率信号输入至滤波模块201时，即选通了频率扩展通路。直通通路输出的初始频率信号的频率范围为9kHz～6GHz，频率扩展通路输出的频率扩展信号的频率范围为6GHz～9GHz，因此，频率扩展装置200最后的输出信号的频率范围为9kHz-9GHz。

在本举例说明中，放大器204的增益用来弥补滤波模块201、混频模块203、第一开关SW1、第二开关SW2所带来的插入损耗。

参照图4，为本发明实施例二提供的射频信号系统20的控制方法实施例的流程图，射频信号系统20为实施例一所述的射频信号系统。下面，结合图3，对射频信号系统20的控制方法进行具体说明，所述方法包括：

步骤A，射频信号源210识别频率扩展装置200；

作为一个举例说明，所述步骤A包括：

子步骤A1，射频信号源210检测到有外部装置连接时，查询所述外部装置的ID识别信息；

子步骤A2，当查询到的ID识别信息与射频信号源210预存的设备信息相同时，则识别所述外部装置为频率扩展装置200，识别成功。

所述ID识别信息可以是设备名称、序列号、版本号等各种设备标识信息中的一种或者几种组合。射频信号源210可以通过USB信号线识别频率扩展装置200，例如，频率扩展装置200通过USB信号线连接到射频信号源210的USBHost口，射频信号源210通过USB中断设置TMC连接状态，发现TMC设备后会发出*IDN？命令查询设备的ID识别信息，如果返回的值与射频信号源210中预存的设备信息相同，则识别成功。

步骤B，识别成功后，射频信号源210进行输出频率的配置；

所述输出频率为频率扩展装置200最终输出信号的频率。当射频信号源210识别到频率扩展装置200之后，可以打开相应的界面设置功能，这时，射频信号源210将允许用户设置的输出频率范围为扩展后的频率范围，大于射频信号源210没有连接频率扩展装置200时的可设输出频率范围。作为一个举例说明，射频信号源210自身可设置的输出频率范围为9kHz～6GHz，与频率扩展装置200连接且识别成功后，射频信号源210可设置的输出频率范围将改变为9kHz～9GHz。

步骤C，射频信号源210根据所述输出频率产生初始频率信号和开关控制信号；

作为一个举例说明，所述射频信号源210自身预存有频率转换表；所述频率转换表记录有多个不同的输出频率和实际频率的对应关系，所述实际频率为射频信号源210输出的射频信号的频率；所述步骤C包括如下子步骤：所述射频信号源210通过查询所述频率转换表，将输出频率转换为实际频率；之后，按照所述实际频率产生所述初始频率信号。

作为一个举例说明，所述射频信号源210自身预存有开关状态表；所述开关状态表记录有多个不同的输出频率和开关状态的对应关系；所述步骤C包括如下子步骤：所述射频信号源210通过查询所述开关状态表，根据输出频率产生开关状态；之后，按照所述开关状态产生所述开关控制信号。开关控制信号反映了频率扩展装置200中各个开关的开关状态。

上述频率转换表和开关状态表可以作为两个表独立存在；也可以合并为一个表。如下表1所示，给出了不同的输出频率和实际频率、开关状态的对应关系。

表1

需要说明的是，上述表1中9kHz～6GHz的频率范围包括9kHz和6GHz这两个端点，其他频率范围包括右端点的取值，不包括左端点的取值，例如，6GHz～7GHz是指大于6GHz且小于等于7GHz，4.5GHz～3.5GHz是指小于4.5GHz且大于等于3.5GHz。

结合图3，射频信号源210根据用户设置的输出频率产生初始频率信号。当输出频率的范围为9kHz～6GHz时，实际频率与用户设置的输出频率相同，射频信号源210产生初始频率信号的实际频率范围为9kHz～6GHz。当输出频率的范围为6GHz～7GHz时，射频信号源210产生初始频率信号的实际频率范围为4.5GHz～3.5G。当输出频率的范围为7GHz～8GHz时，射频信号源210产生初始频率信号的实际频率范围为3.5GHz～2.5G。当输出频率的范围为8GHz～9GHz时，射频信号源210产生初始频率信号的实际频率范围为2.5GHz～1.5G。例如，设置的输出频率为6GHz时，实际频率为4.5GHz；设置的输出频率为6.5GHz时，实际频率为3.5+(7-6.5)＝4GHz。

选通滤波模块201中的一个滤波器对应一种开关状态；选通直通通路206对应另一种开关状态。

当用户设置的输出频率为9kHz～6GHz时，开关SW1、SW2的开关状态均为1，表示开关上置，选通直通通路206。

当用户设置的输出频率为6GHz～7GHz时，开关SW1、SW2的开关状态均为0，表示开关下置，选通频率扩展通路；开关SW3、SW4、SW6的开关状态均为0，表示开关下置；开关SW5的开关状态为1，表示开关上置，选通截止频率为4.5GHz的低通滤波器。

当用户设置的输出频率为7GHz～8GHz时，开关SW1、SW2的开关状态均为0，表示开关下置，选通频率扩展通路；开关SW3、SW6的开关状态均为1，表示开关上置；开关SW4、SW5的开关状态为0，表示开关下置，选通截止频率为3.5GHz的低通滤波器。

当用户设置的输出频率为6GHz～7GHz时，开关SW1、SW2的开关状态均为0，表示开关下置，选通频率扩展通路；开关SW3、SW4、SW5、SW6的开关状态均为1，表示开关上置，选通截止频率为2.5GHz的低通滤波器。

需要说明的是，上述表1仅作为一个举例说明，由于滤波器组2011的组成可以不限于三个并联的滤波器，滤波模块201所具有的开关也不限于图3所示的连接关系，频率转换表和开关状态表根据不同的具体实例而不同。

作为一个举例说明，查询所述开关状态表，根据输出频率获得开关状态后，只有新获得的开关状态较前一开关状态发生改变时，才按照开关状态产生开关控制信号，开关控制信号只反映有变动的开关状态。例如，输出频率为6～7GHz和7～8GHz，开关SW1的开关状态均为0，所以在这两个频段切换时，开关控制信号不包括开关SW1的开关状态，开关SW1就不用切换，这样设置可以减少远程控制的开销。

步骤D，频率扩展装置200根据一个参考信号、所述初始频率信号和所述开关控制信号产生频率扩展装置200的输出信号。

作为一个举例说明，当开关控制信号反映的开关状态能够选通滤波模块401中的一个滤波器时，结合图3，所述步骤D包括：

子步骤D1，依据所述参考信号Ref通过锁相环产生一个本振信号；

控制模块205配置锁相环模块202中的鉴相器寄存器，鉴相器2021将参考信号Ref与定向耦合器2024的输出信号进行比较，产生误差电压信号；环路滤波器2022对误差电压进行滤波处理，产生压控信号；压控振荡器2023依据所述压控信号产生所述本振信号；定向耦合器2024对所述本振信号按照功率进行分配，产生定向耦合器的输出信号。需要说明的是，子步骤D1在频率扩展装置200开机后只执行一次，只要在切换开关之前完成即可，作为另一个举例说明，子步骤D1放在步骤A、B、C、D之前均可以。

子步骤D2，依据所述开关控制信号选通所述多个并联的滤波器中的其中一个滤波器；

控制模块205依据所述开关控制信号控制滤波模块201中开关的选择切换，选通滤波器。例如，根据表1，当开关控制信号反映的开关状态为：开关SW1、SW2、SW3、SW4、SW6为0，开关SW5为1，则控制开关SW1、SW2、SW3、SW4、SW6下置，开关SW5上置，选通截止频率为4.5GHz的低通滤波器。

子步骤D3，利用选通的滤波器滤除初始频率信号中的谐波，产生滤波后的初始频率信号；

子步骤D4，将滤波后的初始频率信号与本振信号进行混频和滤波，产生混频信号；

先利用混频器2031将滤波后的初始频率信号和本振信号进行混频，两个信号进行相加、相减，得到所需的中频信号，然后再利用滤波器2032将初始频率信号、本振信号、以及混频器2031的镜像频率信号进行滤除，得到需要频率的信号，即混频模块203输出的混频信号。

子步骤D5，对混频信号进行放大来弥补插入损耗，产生频率扩展信号，所述频率扩展信号作为所述频率扩展装置的输出信号。

混频模块203产生的混频信号进入放大器204中进行放大，放大器204可以由多个放大器构成。放大器204的增益用来弥补滤波模块201、混频模块203带来的插入损耗。

作为另一个举例说明，当开关控制信号反映的开关状态能够选通直通通路206时，所述步骤D包括：

步骤D6，依据所述开关控制信号选通所述直通通路206；

在步骤D6中，控制模块205依据开关控制信号控制第一开关SW1和第二开关SW2的选择切换，使开关SW1、SW2上置，选通直通通路206。

步骤D7，将所述初始频率信号输入至所述直通通路；

步骤D8，将直通通路输出的初始频率信号作为所述频率扩展装置的输出信号。

可以理解的是，本发明实施例二中的频率扩展装置200可以同时具有直通通路206和滤波器组2011，则开关控制信号反映了开关SW1～SW6的开关状态；频率扩展装置200也可以不具有直通通路206、开关SW1和SW2，则开关控制信号反映了开关SW3～SW6的开关状态，仅用于选择滤波器；频率扩展装置200的滤波模块201也可以仅具有一个滤波器，仅能接收较小频率范围的初始频率信号，则开关控制信号反映了开关SW1、SW2的开关状态，仅用于选择直通通路206或者频率扩展通路。

作为一个举例说明，在本实施例二中，参考信号Ref可以来自于射频信号源210，则在步骤A之前还包括步骤E，射频信号源210向频率扩展装置200输出参考信号Ref。这样锁相环模块202输出的本振信号的频率将与射频信号源210输出的初始频率信号同频同相，保证了输出信号频率的准确性。作为另一个举例说明，参考信号Ref可以不来自于射频信号源210，则在步骤A之前还包括步骤F：由一个晶振向所述频率扩展装置200输出参考信号Ref。则，晶振的输出频率分成两路，一路作为参考信号Ref给锁相环模块202提供频率参考，一路给控制模块205提供工作时钟。

作为一个举例说明，本实施例二中的频率扩展装置也可以为图1所示现有技术的频率扩展装置100。结合图1，在步骤C中，射频信号源210根据所述输出频率产生开关控制信号，所述开关控制信号反映了开关105和开关106的开关状态。在步骤D中，频率扩展装置200根据所述开关控制信号，选择直通通路104或者频率扩展通路，将所述初始频率信号输入至所选通的通路中，从开关106的输出端产生频率扩展装置200的输出信号。

作为一个举例说明，射频信号源210与频率扩展装置200连接正确后，射频信号源210的显示界面上显示频率偏移为灰色，用户不可设置，系统会自动的配置频率偏移值，显示在偏移菜单中。射频信号源210的输出的初始频率信号的频率范围为MIN～MAX，则当配置的输出频率小于MAX时，频率偏移为0；当配置的输出频率大于MAX时，频率偏移为：输出频率减去MAX。例如，射频信号源210的输出的初始频率信号的频率范围为9kH～6GHz，与频率扩展装置200连接后，输出信号的频率范围为9kH～9GHz，则，用户设置的输出频率为9GHz时，频率偏移为9-6＝3GHz；用户设置的输出频率为5GHz时，频率偏移为0。

通过本实施例二，实现了射频信号源210和频率扩展装置200的信号交互，射频信号源210可以对频率扩展装置200进行控制，仅通过配置射频信号源210就能够控制实现频率扩展功能，用户无需在两个仪器上分别进行配置调节，简化了操作步骤，用户使用便捷。

参照图5，为本发明实施例三提供的射频信号源210的控制方法实施例的流程图，射频信号源210为实施例一所述的射频信号源210。所述方法包括：

步骤A，射频信号源210识别频率扩展装置200；

步骤B，识别成功后，射频信号源210进行输出频率的配置；

步骤C’，射频信号源210根据所述输出频率产生初始频率信号和开关控制信号，并将所述初始频率信号和开关控制信号发送至频率扩展装置200。

作为一个举例说明，频率扩展装置200的参考信号来自于射频信号源210，则所述方法还包括：

步骤E，射频信号源210向所述频率扩展装置200输出所述参考信号。

射频信号源210的控制方法的各个步骤可参照前述实施例一和实施例二的相关内容，此处不再赘述。

参照图6，为本发明实施例四提供的频率扩展装置200的控制方法实施例的流程图，参照图3，频率扩展装置200包括：

滤波模块201，其具有不同滤波频段的多个并联的滤波器，用于通过控制模块205选通的滤波器滤除初始频率信号中的谐波，产生滤波后的初始频率信号；

锁相环模块202，用于依据一个参考信号Ref通过锁相环产生一个本振信号；

混频模块203，用于依据滤波后的初始频率信号和所述本振信号进行混频和滤波，产生混频信号；

放大器204，用于通过对混频信号进行放大弥补插入损耗，产生频率扩展信号；

控制模块205，用于对锁相环模块202和滤波模块201进行控制。

频率扩展装置200的控制方法包括：

步骤G，控制模块205控制锁相环模块202产生所述本振信号；

步骤H，控制模块205响应于射频信号源210发送的开关控制信号，选通所述多个并联的滤波器中的其中一个滤波器。

频率扩展装置200的控制方法的执行过程可参照前述实施例一和实施例二的相关内容，此处不再赘述。

以上对本发明所提供的一种射频信号系统、射频信号源和频率扩展装置的控制方法，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 (14)

1.一种射频信号系统的控制方法，其特征在于，所述射频信号系统包括射频信号源和频率扩展装置，所述方法包括：

步骤A，所述射频信号源识别所述频率扩展装置；

步骤B，识别成功后，所述射频信号源进行输出频率的配置；

步骤C，所述射频信号源根据所述输出频率产生初始频率信号和开关控制信号；

步骤D，所述频率扩展装置根据所述初始频率信号和所述开关控制信号产生所述频率扩展装置的输出信号。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

步骤E，所述射频信号源向所述频率扩展装置输出一个参考信号；

步骤D为所述频率扩展装置根据所述参考信号、所述初始频率信号和所述开关控制信号产生所述频率扩展装置的输出信号。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

步骤F，由一个晶振向所述频率扩展装置输出一个参考信号；

步骤D为所述频率扩展装置根据所述参考信号、所述初始频率信号和所述开关控制信号产生所述频率扩展装置的输出信号。

4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，

所述步骤A包括：

所述射频信号源检测到有外部装置连接时，查询所述外部装置的ID识别信息；

当查询到的ID识别信息与所述射频信号源预存的设备信息相同时，则识别成功。

5.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，

所述射频信号源自身预存有频率转换表；所述频率转换表记录有多个不同的输出频率和实际频率的对应关系；

所述步骤C包括：所述射频信号源通过查询所述频率转换表，将输出频率转换为实际频率；之后，按照所述实际频率产生所述初始频率信号。

6.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，

所述射频信号源自身预存有开关状态表；所述开关状态表记录有多个不同的输出频率和开关状态的对应关系；

所述步骤C包括：所述射频信号源通过查询所述开关状态表，根据输出频率产生开关状态；之后，按照所述开关状态产生所述开关控制信号。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，

所述频率扩展装置具有不同滤波频段的多个并联的滤波器，选通一个所述滤波器对应一种开关状态；

所述步骤D包括：

依据所述参考信号通过锁相环产生一个本振信号；

依据所述开关控制信号选通所述多个并联的滤波器中的其中一个滤波器；

利用选通的滤波器滤除初始频率信号中的谐波，产生滤波后的初始频率信号；

将滤波后的初始频率信号与本振信号进行混频和滤波，产生混频信号；

对混频信号进行放大，产生频率扩展信号，所述频率扩展信号作为所述频率扩展装置的输出信号。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，

所述频率扩展装置还包括：传输所述初始频率信号的直通通路，选通所述直通通路对应另一种开关状态；

所述步骤D包括：

依据所述开关控制信号选通所述直通通路；

将所述初始频率信号输入至所述直通通路；

将直通通路输出的初始频率信号作为所述频率扩展装置的输出信号。

9.一种射频信号源的控制方法，其特征在于，包括：

步骤A，所述射频信号源识别频率扩展装置；

步骤B，识别成功后，所述射频信号源进行输出频率的配置；

步骤C，所述射频信号源根据所述输出频率产生初始频率信号和开关控制信号，并将所述初始频率信号和开关控制信号发送至所述频率扩展装置。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括：

步骤E，所述射频信号源向所述频率扩展装置输出一个参考信号。

11.如权利要求9或10所述的方法，其特征在于，

所述步骤A包括：

所述射频信号源检测到有外部装置连接时，查询所述外部装置的ID识别信息；

当查询到的ID识别信息与所述射频信号源预存的设备信息相同时，则识别成功。

12.如权利要求9或10所述的方法，其特征在于，

所述射频信号源自身预存有频率转换表；所述频率转换表记录有多个不同的输出频率和实际频率的对应关系；

所述步骤C包括：所述射频信号源通过查询所述频率转换表，将输出频率转换为实际频率；之后，按照所述实际频率产生所述初始频率信号。

13.如权利要求9或10所述的方法，其特征在于，

所述射频信号源自身预存有开关状态表；所述开关状态表记录有多个不同的输出频率和开关状态的对应关系；

所述步骤C包括：所述射频信号源通过查询所述开关状态表，根据输出频率获得开关状态；之后，按照所述开关状态产生所述开关控制信号。

14.一种频率扩展装置的控制方法，其特征在于，所述频率扩展装置包括：

滤波模块，其具有不同滤波频段的多个并联的滤波器，用于通过控制单元选通的滤波器滤除初始频率信号中的谐波，产生滤波后的初始频率信号；所述初始频率信号由一个射频信号源产生；

锁相环模块，用于依据一个参考信号通过锁相环产生一个本振信号；

混频模块，用于将滤波后的初始频率信号和本振信号进行混频和滤波，产生混频信号；

放大器，用于通过对混频信号进行放大弥补插入损耗，产生频率扩展信号；

控制模块，用于对锁相环模块和滤波模块进行控制；

所述方法包括：

步骤G，控制模块控制锁相环模块产生所述本振信号；

步骤H，控制模块响应于所述射频信号源发送的开关控制信号，选通所述多个并联的滤波器中的其中一个滤波器。