CN106506101B - 一种接收机幅频响应自动化校准方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种接收机幅频响应自动化校准方法，将测试信号平均分成两路分别传输至功率计和接收机，同步测量得到功率误差数据；再对所述功率误差数据分层次处理：首先根据功率误差数据生成基准曲线，在基准曲线上选取校准点，然后得到不同状态下校准点的功率误差数据并做线性插值，生成更有实用价值的校准数据和校准表；最后将所述校准表存入接收机中，用于接收机自动调用校准表的数据对所接收信号进行补偿，保证接收机的测量准确度。整个校准过程校准点选择合理、自动化程度高、数据处理较快、耗时较短、校准效果较好。本申请还提供了一种接收机幅频响应自动化校准装置和一种数据选取方法。

Description

一种接收机幅频响应自动化校准方法及装置

技术领域

本申请涉及电子仪器领域，具体涉及一种接收机幅频响应自动化校准方法及装置。

背景技术

对于窄带接收机，在较宽的接收频率范围内会存在一定的幅频响应，即接收信号的幅度会随输入信号的频率变化产生变化。为了保证接收机的测量准确度，需要对接收机的幅频响应进行校准。传统的校准方法是对接收机不同硬件状态下的幅频响应，以一定的频率步进进行校准或者使用固定的校准点进行校准。然而传统的方法往往由于信号源不稳定或者其他环境因素的影响，使得步进大小不好确定、校准点难易选择，造成存在校准误差。对于测试频率范围较大的接收机，步进较大会导致可能遗漏中间误差较大的频率点，而步进太小会使校准过程耗时太长，另外，由于每台接收机硬件特性的离散性，导致所选择的校准点并不能很好反应每台接收机的幅频响应特性。

发明内容

为了使得对接收机的幅频响应进行校准的误差较少，本申请提供一种接收机的幅频响应自动化校准方法及装置。

根据本申请的第一方面，本申请提供一种接收机幅频响应自动化校准方法，包括步骤：

基准曲线生成步骤，信号源发出频率等步进改变的测试信号扫描接收机，接收机测量所述测试信号的功率得到功率测量值，对所述功率测量值与功率实际值进行数据运算，得到每个频率点对应的误差值，得到第一功率误差数据，根据所述第一功率误差数据生成频率-误差曲线作为基准曲线；

校准点确定步骤，在所述基准曲线上选取误差数据作为校准点，所述校准点经折线拟合后可反映所述基准曲线的幅频特性；

校准数据生成步骤，将测试信号频率按照所述校准点进行设置，并不断改变接收机的硬件状态计算不同硬件状态下接收机在所述校准点的功率测试的误差，得到第二功率误差数据，根据所述第二功率误差数据生成校准数据，所述校准数据是每个校准点对应一个误差值的二维数组；

校准表生成步骤，对所述校准数据做线性插值，生成频域下总点数为任意个、频率变化等步进的校准表；

自动校准步骤，将所述校准表存入接收机，用于接收机自动调用校准表的数据对所接收信号进行补偿。

优选地，所述功率实际值通过将测试信号平均分成两路分别传输至功率计和接收机同步进行功率测量时，由所述功率计测量得到。

优选地，所述校准点确定步骤包括：

确定第一校准点步骤，在所述基准曲线上将初始频率值对应的点作为第一点a，确定第一点a为第一校准点；

构造第一边界步骤，根据频率改变的步进，将第二个频率值对应的点作为第二点b，由第一点a和第二点b确定第一直线L1，并以与第一直线L1两侧平行且相距为T的两条直线构造第一边界，所述T大于0，为寻找校准点的约束门限；

确定第二校准点步骤，在所述基准曲线上查找，当查找到有点出现在所述第一边界以外时，将出现在第一边界以外的第一个点作为第四点d，然后根据频率改变的步进找到第四点d的前一个点，即第三点c，确定第三点c为第二校准点；

构造第二边界步骤，由第三点c和第四点d确定第二直线L2，并以与第二直线L2两侧平行且相距为T的两条直线构造第二边界；

确定全部校准点步骤，根据频率改变的步进，遍历整个基准曲线，类比所述构造第一边界步骤构造第n-1边界，并根据所述第n-1边界，类比所述确定第二校准点步骤找到第n校准点，从而确定总数为n的全部校准点，所述n为大于2的正整数。

根据本申请的第二方面，本申请提供一种接收机幅频响应自动化校准装置，包括：信号发生器、功分器、功率计、接收机和上位机；

所述信号发生器与功分器相连接，作为信号源，发出频率等步进改变的测试信号；

所述功分器与功率计和接收机相连接，用于将所述测试信号平均分成两路；

所述功率计用于接收测试信号，与接收机同步对所述测试信号进行测量，将测量得到的所述测试信号的功率实际值发送给上位机；

所述接收机用于接收测试信号，与功率计同步对所述测试信号进行测量，将测量得到的所述测试信号的功率测量值发送给上位机，并用于接收和存储上位机生成的校准表；

所述上位机分别与所述信号发生器、所述功率计和所述接收机相连接，用于设置信号发生器的频率值和输出功率，设置接收机的硬件状态调整接收机接收的信号幅值衰减放大范围，还用于读取所述功率实际值和所述功率测量值，计算功率误差值、生成基准曲线、确定校准点、生成校准数据和生成校准表，并将所述校准表存入接收机。

优选地，所述上位机包括基准曲线产生模块，用于读取所述功率实际值和所述功率测量值，计算每个频率点对应的功率误差值，生成频率-误差曲线作为所述基准曲线。

优选地，所述上位机包括校准点确定模块，用于在所述基准曲线上将初始频率值对应的点作为第一点a，确定第一点a为第一校准点；根据频率改变的步进，将第二个频率值对应的点作为第二点b，由第一点a和第二点b确定第一直线L1，并以与第一直线L1两侧平行且相距为T的两条直线构造第一边界，所述T大于0，为寻找校准点的约束门限；在所述基准曲线上查找，当查找到有点出现在所述第一边界以外时，将出现在第一边界以外的第一个点作为为第四点 d，然后根据频率改变的步进找到第四点d的前一个点，即第三点c，确定第三点c为第二校准点；由第三点c和第四点d确定第二直线L2，并以与第二直线 L2两侧平行且相距为T的两条直线构造第二边界；根据频率改变的步进，遍历整个基准曲线，类比所述构造第一边界步骤构造第n-1边界，并根据所述第n-1 边界，类比所述确定第二校准点步骤找到第n校准点，从而确定总数为n的全部校准点，所述n为大于2的正整数。

根据本申请的第三方面，本申请提供一种数据选取方法，包括步骤：

选取第一数据步骤，设定频率改变的步进，在频域数据曲线上将初始频率值对应的点作为第一点a，确定第一点a)为第一数据点；

构造第一边界步骤，根据所述频率改变的步进，将第二个频率值对应的点作为第二点b，由第一点a和第二点b确定第一直线L1，并以与第一直线L1两侧平行且相距为T的两条直线构造第一边界，所述T大于0，为寻找校准点的约束门限；

选取第二数据步骤，在所述数据曲线上继续查找，当查找到有点出现在所述第一边界以外时，将出现在第一边界以外的第一个点作为为第四点d，然后根据所述频率改变的步进找到第四点(d)的前一个点，即第三点c，确定第三点c 为第二数据点；

构造第二边界步骤，由第三点c和第四点d确定第二直线L2，并以与第二直线L2两侧平行且相距为T的两条直线构造第二边界；

全部校准点确定步骤，按照所述频率改变的步进，遍历整个数据曲线，类比所述构造第一边界步骤构造第n-1边界，并根据所述第n-1边界，类比所述选取第二数据步骤找到第n数据，完成总数为n的全部数据点的选取，实现数据的离散化，所述n为大于2的正整数。

本申请的有益效果是：由于本申请实施例采用功分器将频率等步进改变的测试信号平均分成两路，该两路信号分别被传输至功率计和接收机同步进行功率测量，根据测量结果计算得到功率误差数据，再对功率误差数据分层次处理：首先根据功率误差数据生成基准曲线，在所述基准曲线选取校准点，然后针对校准点计算不同硬件状态下的误差值并做相应线性插值，丰富了校准点的功率误差数据库，生成更准确和有实用价值的校准数据和校准表，最后将所述校准表存入接收机中，使得接收机将自动调用校准表中的数据对接收的信号进行补偿，实现幅频响应校准的目的，保证接收机的测量准确度，保证接收机的测量准确度。整个自动校准过程校准点选择合理、自动化程度高、数据处理较快、耗时较短、校准效果较好。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种接收机幅频响应自动化校准装置的结构框图；

图2为本申请实施例提供的一种接收机幅频响应自动化校准方法的流程图；

图3为本申请实施例提供的一种数据选取方法过程示意图；

图4为本申请实施例提供的一种数据选取方法流程图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。

实施例一：

请参考图1，本申请提供一种接收机幅频响应自动化校准装置，包括：信号发生器20、功分器30、功率计50、接收机40和上位机10。

信号发生器20与功分器30、上位机10相连接，信号发生器20作为信号源，通过上位机10设置其发出测试信号的频率值和输出功率；在本实施例中，信号发生器20发出频率等步进改变的测试信号至功分器30。

功分器30与功率计50和接收机40相连接，将所述测试信号平均分成两路分别传输至功率计50和接收机40。

接收机40测量得到功率测量值，所述功率测量值与所述功率实际值之间存在一定的误差。

功率计50与接收机40同步对所述测试信号的功率进行测量，所述功率计 50作为专业测量仪器，能够测量得到测试信号的功率实际值，将所述功率测量值和所述功率实际值被同时发送给上位机10，经数据运算，得到接收机测试的功率误差值，优选地，所述数据运算为减法运算。

上位机10分别与信号发生器20、功率计50、接收机40相连接，用于设置信号发生器20的频率值和输出功率改变所述测试信号的频率，和设置接收机40 的硬件状态来调整接收机10接收的信号幅值衰减放大范围；在硬件状态不变，频率以等步进改变时，通过读取所述功率实际值和所述功率测量值，计算每个频率点对应的功率误差值，生成基准曲线、确定所述校准点；然后将信号发生器10发出的测试频率按照所述校准点进行设置，再不断改变硬件状态调整接收机接收的信号幅值衰减放大范围，在不同的硬件状态下测试每个校准点的功率误差值，生成校准数据，对所述校准数据做线性插值，生成频域下总点数为任意个、频率变化等步进的校准表。

优选地，所述上位机10包括基准曲线产生模块101和校准点确定模块102。其中，

基准曲线产生模块101用于在硬件状态不变，频率以等步进改变时，通过读取所述功率实际值和所述功率测量值，计算每个频率点对应的功率误差值，得到第一功率误差数据，生成频率-误差曲线作为基准曲线。参考图3(a)，为本申请实施例提供的基准曲线示例图。

校准点确定模块102用于在所述基准曲线上选取误差数据作为校准点，所述校准点经折线拟合后可反映所述基准曲线的幅频特性。参考图3(b)和3(c)，为本申请实施例提供的校准点选取过程和选取的全部校准点示意图。

由此可见，本申请实施例提供的一种接收机幅频响应自动化校准装置，通过选用专业功率测量仪器——功率计50，并采用与功率计50和接收机40分别连接的功分器30，将测试信号平均分成两路分别传输至功率计和接收机，通过上位机10控制信号发生器发出频率等步进改变的测试信号，功率计和接收机对测试信号进行同步测试，上位机10读取所述功率测试值和功率实际值，通过计算得到接收机测试的功率误差值，并对功率误差值进行一系列的数据处理，分别生成基准曲线、确定校准点、生成校准数据和校准表，再将所述校准表存入接收机中，实现了接收机幅频响应的自动校准，所述自动化校准装置自动化程度高、较少人工操作、校准效率高、校准效果好。

基于所述接收机幅频响应自动化校准装置，如图2所示，本申请实施例提供了一种接收机幅度自动化校准方法的流程图，包括以下步骤：

步骤100，在硬件状态不变时，测试信号被平均分成了两路传输至功率计 50和接收机40，频率以等步进方式改变扫描接收机，分别经功率计50和接收机40得到功率实际值和功率测量值，所述功率实际值和所述功率测量值被读取，通过减法运算计算每个频率点对应的功率误差值，得到第一功率误差数据，根据所述第一功率误差数据生成基准曲线，参考图3(a)为基准曲线示例图，此时的频率步进较小，频率点较多；

步骤200，在所述基准曲线上选取误差数据作为校准点，所述校准点经折线拟合后可反映所述基准曲线的幅频特性；参考图3(b)、图3(c)和图4，本申请提供一种数据选取方法，将该方法应用于校准点的选取，则所述步骤200包括：

步骤201，在所述基准曲线上将初始频率值对应的点作为第一点a，确定第一点a为第一校准点；

步骤202，根据频率改变的步进，将第二个频率值对应的点作为第二点b，由第一点a和第二点b确定第一直线L1，并以与第一直线L1两侧平行且相距为 T的两条直线构造第一边界，所述T大于0，为寻找校准点的约束门限；

步骤203，在所述基准曲线上查找，当查找到有点出现在所述第一边界以外时，将出现在第一边界以外的第一个点作为为第四点(d)，然后根据频率改变的步进找到第四点(d)的前一个点，即第三点(c)，确定第三点(c)为第二校准点；

步骤204，由第三点(c)和第四点(d)确定第二直线(L2)，并以与第二直线(L2) 两侧平行且相距为T的两条直线构造第二边界；

步骤205，根据频率改变的步进，遍历整个基准曲线，类比所述构造第一边界步骤构造第n-1边界，并根据所述第n-1边界，类比所述确定第二校准点步骤找到第n校准点，从而确定总数为n的全部校准点，所述n为大于2的正整数。

需指出的是，采取所述步骤200确定的校准点为典型误差数据，具有典型的代表意义，可以更好反映接收机的功率误差和幅频特性，所述步骤200的数据处理量较少、数据处理过程较快、准确度较高，改变以往固定步进选取校准点的方法，避免了遗漏中间误差较大的频率点的情况，也使得较准过程耗时较短、效率较高。

步骤300，将信号发生器10发出的测试频率按照所述校准点进行设置，不断改变硬件状态，不断改变硬件状态调整接收机接收的信号幅值衰减放大范围，测试不同的硬件状态下每个校准点的功率误差值，得到第二功率误差数据，根据所述第二功率误差数据生成校准数据，所述校准数据是每个校准点对应一个误差值的二维数组，丰富了功率误差数据库；

步骤400，对所述校准数据做线性插值，生成频域下总点数为任意个、频率变化等步进的校准表，进一步丰富了功率误差数据库；

所述校准表不仅数据典型而且数据丰富，具有很高的实用价值，整个数据处理过程自动化效率高、数据运算量小、速度快；

步骤500，将所述校准表存入接收机，用于接收机接收信号时自动调用校准表中的数据对所接收信号进行补偿，保证接收机的测量准确度。

由此可见，本申请实施提供的接收机幅度自动化校准方法，通过对于接收机的功率误差数据的分层次处理，得到更具代表性典型误差数据，即校准点，并通过对所述校准点的一系列数据处理，丰富了校准点的功率误差数据库，生成更具实用价值的校准数据和校准表，所述校准表在接收机中的应用可自动对所接收信号进行补偿，实现幅频响应校准的目的，保证接收机的测量准确度，保证接收机的测量准确度。整个自动校准过程校准点选择合理、自动化程度高、数据处理较快、耗时较短、校准效果较好。

实施例二：

请参考图3和图4，本申请提供一种数据选取方法，包括步骤：

选取第一数据步骤，设定频率改变步进，在频域数据曲线上将初始频率值对应的点作为第一点a，确定第一点a为第一数据点；

构造第一边界步骤，根据所述频率改变步进，将所述第一数据点下一个点b，即第二个频率值对应的点b，作为第二点b，由第一点a和第二点b确定第一直线L1，并以与第一直线L1两侧平行且相距为T的两条直线构造第一边界，所述T大于0，为寻找校准点的约束门限；

选取第二数据步骤，在所述数据曲线上继续查找，当查找到有点出现在所述第一边界以外时，将出现在第一边界以外的第一个点作为为第四点d，然后根据所述频率改变步进找到第四点d的前一个点，即第三点c，确定第三点c为第二数据点；

构造第二边界步骤，由第三点c和第四点d确定第二直线L2，并以与第二直线(L2)两侧平行且相距为T的两条直线构造第二边界；

选取全部数据步骤，按照所述频率步进，遍历整个数据曲线，类比所述构造第一边界步骤构造第n-1边界，并根据所述第n-1边界，类比所述选取第二数据步骤找到第n数据，完成总数为n的全部数据点的选取，实现数据的离散化，所述n为大于2的正整数。

由此可见，本申请实施提供的数据选取方法，选取的数据点具有典型的代表意义，经折线拟合后可较好反映所述频域数据曲线的幅频特性，改变以往固定步进的数据选取方法，避免了遗漏中间误差较大的频率点的情况，也使得数据处理过程耗时短、效率较高、数据选取效果好。

综上所述，本申请实施例提供了一种接收机幅频响应自动化校准方法和装置，并提供了一种数据选取方法。所述数据选取方法选取的数据点具有典型的代表意义，可以更好反映频域数据曲线的幅频特性，在实施例一中被用来在基准曲线上选取校准点；本申请实施提供的接收机幅度自动化校准方法通过对于接收机的功率误差数据的分层次处理和一些列数据运算，通过在基准曲线上选取校准点，测试不同硬件状态下校准点的功率误差值并进行相应的线性插值处理，丰富了校准点的功率误差数据库，生成更具实用价值的校准数据和校准表，所述校准表在接收机中的应用可自动对接收信号进行补偿，实现幅频响应校准的目的，保证接收机的测量准确度。整个自动校准过程校准点选择合理、自动化程度高、数据处理较快、耗时较短、校准效果较好。

以上内容是结合具体的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。

Claims (7)

1.一种接收机幅频响应自动化校准方法，其特征在于，包括步骤：

基准曲线生成步骤，接收机接收频率等步进改变的测试信号并对所述测试信号进行功率测量，得到功率测量值，对所述功率测量值与功率实际值进行数据运算，得到每个频率点对应的误差值，得到第一功率误差数据，根据所述第一功率误差数据生成频率-误差曲线作为基准曲线；

校准点确定步骤，在所述基准曲线上选取误差数据作为校准点，所述校准点经折线拟合后可反映所述基准曲线的幅频特性；

校准数据生成步骤，将测试信号频率按照所述校准点进行设置，并不断改变接收机的硬件状态计算不同硬件状态下接收机在所述校准点的功率测试的误差，得到第二功率误差数据，根据所述第二功率误差数据生成校准数据，所述校准数据是每个校准点对应一个误差值的二维数组；

校准表生成步骤，对所述校准数据做线性插值，生成频域下频率变化等步进的校准表；

自动校准步骤，将所述校准表存入接收机，用于接收机自动调用校准表的数据对所接收信号进行补偿。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述功率实际值通过将测试信号平均分成两路分别传输至功率计和接收机同步进行功率测量时，由所述功率计测量得到。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述校准点确定步骤包括：

确定第一校准点步骤，在所述基准曲线上将初始频率值对应的点作为第一点(a)，确定第一点(a)为第一校准点；

构造第一边界步骤，根据频率改变的步进，将第二个频率值对应的点作为第二点(b)，由第一点(a)和第二点(b)确定第一直线(L1)，并以与第一直线(L1)两侧平行且相距为T的两条直线构造第一边界，所述T大于0，为寻找校准点的约束门限；

确定第二校准点步骤，在所述基准曲线上查找，当查找到有点出现在所述第一边界以外时，将出现在第一边界以外的第一个点作为第四点(d)，然后根据频率改变的步进找到第四点(d)的前一个点，即第三点(c)，确定第三点(c)为第二校准点；

构造第二边界步骤，由第三点(c)和第四点(d)确定第二直线(L2)，并以与第二直线(L2)两侧平行且相距为T的两条直线构造第二边界；

确定全部校准点步骤，根据频率改变的步进，遍历整个基准曲线，类比所述构造第一边界步骤构造第n-1边界，并根据所述第n-1边界，类比所述确定第二校准点步骤找到第n校准点，从而确定总数为n的全部校准点，所述n为大于2的正整数。

4.一种接收机幅频响应自动化校准装置，其特征在于，包括：信号发生器、功分器、功率计、接收机和上位机；

所述信号发生器与功分器相连接，作为信号源，发出频率等步进改变的测试信号；

所述功分器与功率计和接收机相连接，用于将所述测试信号平均分成两路；

所述功率计用于接收测试信号，与接收机同步对所述测试信号进行测量，将测量得到的所述测试信号的功率实际值发送给上位机；

所述接收机用于接收测试信号，与功率计同步对所述测试信号进行测量，将测量得到的所述测试信号的功率测量值发送给上位机，并用于接收和存储上位机生成的校准表；

所述上位机分别与所述信号发生器、所述功率计和所述接收机相连接，用于设置信号发生器的频率值和输出功率，设置接收机的硬件状态调整接收机接收的信号幅值衰减放大范围，还用于读取所述功率实际值和所述功率测量值，计算功率误差值、生成基准曲线、确定校准点、生成校准数据和生成校准表，并将所述校准表存入接收机。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述上位机包括基准曲线产生模块，用于读取所述功率实际值和所述功率测量值，计算每个频率点对应的功率误差值，生成频率-误差曲线作为所述基准曲线。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述上位机包括校准点确定模块，用于在所述基准曲线上将初始频率值对应的点作为第一点(a)，确定第一点

(a)为第一校准点；根据频率改变的步进，将第二个频率值对应的点作为第二点

(b)，由第一点(a)和第二点(b)确定第一直线(L1)，并以与第一直线(L1)两侧平行且相距为T的两条直线构造第一边界，所述T大于0，为寻找校准点的约束门限；在所述基准曲线上查找，当查找到有点出现在所述第一边界以外时，将出现在第一边界以外的第一个点作为为第四点(d)，然后根据频率改变的步进找到第四点(d)的前一个点，即第三点(c)，确定第三点(c)为第二校准点；由第三点(c)和第四点(d)确定第二直线(L2)，并以与第二直线(L2)两侧平行且相距为T的两条直线构造第二边界；根据频率改变的步进，遍历整个基准曲线，类比所述构造第一边界步骤构造第n-1边界，并根据所述第n-1边界，类比确定第二校准点步骤找到第n校准点，从而确定总数为n的全部校准点，所述n为大于2的正整数。

7.一种数据选取方法，其特征在于，包括步骤：

选取第一数据步骤，设定频率改变的步进，在频域数据曲线上将初始频率值对应的点作为第一点(a)，确定第一点(a)为第一数据点；

构造第一边界步骤，根据所述频率改变的步进，将第二个频率值对应的点作为第二点(b)，由第一点(a)和第二点(b)确定第一直线(L1)，并以与第一直线(L1)两侧平行且相距为T的两条直线构造第一边界，所述T大于0，为寻找校准点的约束门限；

选取第二数据步骤，在所述数据曲线上继续查找，当查找到有点出现在所述第一边界以外时，将出现在第一边界以外的第一个点作为为第四点(d)，然后根据所述频率改变的步进找到第四点(d)的前一个点，即第三点(c)，确定第三点(c)为第二数据点；

构造第二边界步骤，由第三点(c)和第四点(d)确定第二直线(L2)，并以与第二直线(L2)两侧平行且相距为T的两条直线构造第二边界；

全部校准点确定步骤，按照所述频率改变的步进，遍历整个数据曲线，类比所述构造第一边界步骤构造第n-1边界，并根据所述第n-1边界，类比所述选取第二数据步骤找到第n数据，完成总数为n的全部数据点的选取，实现数据的离散化，所述n为大于2的正整数。