CN106602202A - 一种射频器件的调试方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种射频器件的调试方法，包括：对调谐螺杆的螺杆位置的搜索空间进行采样，进而获得多组螺杆位置组合，其中每一螺杆位置组合中包括分别对应于每一调谐螺杆的待调试位置；按照每一螺杆位置组合中的待调试位置分别对对应的调谐螺杆进行位置调整，并获取调整后的射频器件的第一调试波形；计算每一螺杆位置组合所对应的第一调试波形与目标波形的相似度，并根据相似度设置对应的螺杆位置组合的权重值，其中相似度越大，对应的螺杆位置组合的权重值越高；根据权重值和螺杆位置组合对每一调谐螺杆的目标位置进行估算。通过上述方式，能够有效降低对人工经验的依赖度、提高调试效率，同时具有极强的普适性和泛化性。

Description

一种射频器件的调试方法

技术领域

本发明实施例涉及通信领域，特别是涉及一种射频器件的调试方法。

背景技术

在部分射频器件(例如，腔体滤波器、双工器以及合路器等)的生产过程中，通常需要对其上的调谐螺杆的位置进行调试，从而调整谐振腔内的状态和谐振腔之间的耦合关系，使得器件实现符合生产要求的指标输出。然而，上述调试过程是一种非常典型的复杂工序。例如，腔体滤波器通常由多路谐振腔构成，因此需要对几个至几十个调谐螺杆的位置进行调试。

目前，上述射频器件的调试仍需要依赖人工调试，即工人使用螺丝刀，在观察矢量网络分析仪上显示的射频器件的特定参数波形的同时，逐个手动调节每个调谐螺杆的位置，直到波形符合要求。因此，调试过程相对繁琐，同时调试效率和效果完全依赖于人工经验，且对不同的产品型号无法具有普适性和泛化性。

发明内容

本发明实施例主要解决的技术问题是提供一种射频器件的调试方法，能够有效降低对人工经验的依赖度、提高调试效率，同时具有极强的普适性和泛化性。

为解决上述技术问题，本发明实施例采用的一个技术方案是：提供一种射频器件的调试方法，该射频器件包括至少一调谐螺杆，该方法包括：对调谐螺杆的螺杆位置的搜索空间进行采样，进而获得多组螺杆位置组合，其中每一螺杆位置组合中包括分别对应于每一调谐螺杆的待调试位置；按照每一螺杆位置组合中的待调试位置分别对对应的调谐螺杆进行位置调整，并获取调整后的射频器件的第一调试波形；计算每一螺杆位置组合所对应的第一调试波形与目标波形的相似度，并根据相似度设置对应的螺杆位置组合的权重值，其中目标波形为用于表征射频器件满足调试要求的波形，相似度越大，对应的螺杆位置组合的权重值越高；根据权重值和螺杆位置组合对每一调谐螺杆的目标位置进行估算。

其中，计算每一螺杆位置组合所对应的第一调试波形与目标波形的相似度，并根据相似度设置对应的螺杆位置组合的权重值的步骤包括：计算第一调试波形与目标波形之间的均方误差；根据均方误差计算相似度，其中均方误差越大，相似度越低。

其中，根据均方误差计算相似度的步骤包括：将均方误差的倒数作为相似度。

其中，计算第一调试波形与目标波形之间的均方误差的步骤进一步包括：对第一调试波形进行平移，并计算平移后的第一调试波形与目标波形之间的均方误差；根据均方误差计算相似度的步骤包括：根据均方误差中的最小均方误差及其对应的平移量计算相似度，其中平移量越大，相似度越低，最小均方误差越大，相似度越低，其中最小均方误差为平移前和/或平移后计算得到的至少两个均方误差中数值最小的均方误差。

其中，根据均方误差中的最小均方误差及其对应的平移量计算相似度的步骤包括：根据以下公式计算相似度：

在上述公式中，S表示相似度，d为最小均方误差，δ为最小均方误差所对应的平移量，λ为经验系数，μ为比例系数。

其中，计算每一螺杆位置组合所对应的第一调试波形与目标波形的相似度，并根据相似度设置对应的螺杆位置组合的权重值的步骤包括：将相似度进行归一化，并将归一化的相似度作为对应的螺杆位置组合的权重值；根据权重值和螺杆位置组合对每一调谐螺杆的目标位置进行估算的步骤包括：利用权重值对多组螺杆位置组合中对应于同一调谐螺杆的待调试位置进行加权求和，进而获得调谐螺杆的目标位置。

其中，该方法进一步包括：按照估算出的目标位置对对应的调谐螺杆进行位置调整，并获取调整后的射频器件的第二调试波形；判断第二调试波形是否满足调试指标；若不满足调试指标，则根据权重值和螺杆位置组合进行重要性重采样，进而重新获得多组螺杆位置组合，并返回按照每一螺杆位置组合中的待调试位置分别对对应的调谐螺杆进行位置调整，并获取调整后的射频器件的第一调试波形的步骤。

其中，根据权重值和螺杆位置组合进行重要性重采样，进而重新获得多组螺杆位置组合的步骤包括：根据螺杆位置组合的权重值舍弃权重值相对较低的部分螺杆位置组合，并保留权重值相对较高的部分螺杆位置组合；在保留的部分螺杆位置组合的基础上重新获得多组螺杆位置组合，以使得重要性重采样后的螺杆位置组合与重要性重采样前的螺杆位置组合至少部分不同。

其中，在保留的部分螺杆位置组合的基础上重新获得多组螺杆位置组合的步骤：在保留的部分螺杆位置组合的周围进行重新采样，进而重新获得螺杆位置组合。

其中，在保留的部分螺杆位置组合的基础上重新获得多组螺杆位置组合的步骤进一步包括：对调谐螺杆的螺杆位置的搜索空间进行重新采样，进而重新获得螺杆位置组合。

本发明实施例的有益效果是：在本发明实施例的调试方法中，通过计算每一螺杆位置组合所对应的调试波形与目标波形的相似度，并根据相似度设置对应的螺杆位置组合的权重值，再根据权重值和螺杆位置组合对每一调谐螺杆的目标位置进行估算，由此能够有效降低对人工经验的依赖度、提高调试效率，同时具有极强的普适性和泛化性。进一步，通过结合重要性重采样策略，利用迭代方式实现调谐螺杆的目标位置的快速逼近，从而进一步提高调试效率。

附图说明

图1是适用于本发明实施例的调试方法的射频器件的结构示意图；

图2是根据本发明一实施例的射频器件的调试方法的流程图；

图3是根据本发明另一实施例的射频器件的调试方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，图1是适用于本发明实施例的调试方法的射频器件的结构示意图。图1所示的射频器件包括至少一个调谐螺杆11和谐振腔12。在图1中，调谐螺杆11包括插入到谐振腔12内部的谐振杆111以及插入到两个谐振腔12之间的耦合杆112。其中，谐振杆111的位置直接决定谐振腔12内的状态，耦合杆112的的位置决定谐振腔12之间的耦合关系。当然，其他射频器件也可能包括其他调谐螺杆，本发明实施例中对调谐螺杆11的具体形式不做限定，只需能够通过调谐螺杆11的位置调整能够改变射频器件的工作状态即可。因此，射频器件的调试过程实际上就是在相应的搜索空间内对满足调试指标的螺杆位置进行搜索的过程。值得说明的是，本发明实施例所提供的调试方法适用的射频器件包括但不限于腔体滤波器、双工器以及合路器，而是普遍适用于设置有至少一个调谐螺杆且在调试过程中需要对满足调试指标的螺杆位置进行搜索的所有射频器件。

请参阅图2，图2是根据本发明一实施例的射频器件的调试方法的流程图。本实施例的调试方法包括以下步骤：

步骤S11：对调谐螺杆的螺杆位置的搜索空间进行采样，进而获得多组螺杆位置组合。

在本步骤中，可在根据调谐螺杆的长度、调试经验和/或已调试好的相同型号的射频器件的螺杆位置所设定的搜索空间(即，合理的待调试位置范围)内，通过计算机随机或按照一定的采样规则针对每一调谐螺杆生成多个待调试位置，并进一步对所有需调试的调谐螺杆的待调试位置进行组合，进而形成多组螺杆位置组合。其中，每一螺杆位置组合中包括分别对应于每一调谐螺杆的待调试位置。此时，每一螺杆位置组合构成一个N维的向量，其中N为调谐螺杆的数量，向量中的每个元素表示对应的调谐螺杆的待调试位置。

进一步，待调试位置可以由调谐螺杆的插入深度、旋转角度或其他参数来进行表征。

步骤S12：按照每一螺杆位置组合中的待调试位置分别对对应的调谐螺杆进行位置调整，并获取调整后的射频器件的第一调试波形。

在本步骤中，可通过人工或自动化方式来对调谐螺杆进行位置调整。例如，可以将调谐螺杆分别连接到不同的转动轴，并将每一调谐螺杆所对应的待调试位置分别转化成对应转动轴的转动角度，并控制转动轴按照相应的角度进行转动，进而实现调谐螺杆的位置调整。在调整完成后，通过矢量网络分析仪或其他分析设备获取能够表征射频器件的当前状态的调试波形。在本实施例中，调试波形可以是散射参数波形。具体来说，散射参数包括两种：输入反射系数(或简称反射系数)和正向传输系数(或简称传输系数)。因此，可以选择反射系数波形和传输系数波形中的一种或组合作为调试波形。例如，将反射系数波形和传输系数波形的对数幅频图作为调试波形。在其他实施例中，也可以采用能够表征射频器件的当前状态的其他波形。调试波形的具体表征形式可以是各种适当形式。例如，调试波形的具体表征形式可以是幅值、相位、复数形式、经过某种特征提取和维度约减手段获得的特征向量，或者经过某种数学变换得到的新形式等。

步骤S13：计算每一螺杆位置组合所对应的第一调试波形与目标波形的相似度，并根据相似度设置对应的螺杆位置组合的权重值。

在本步骤中，目标波形为用于表征射频器件满足调试要求的波形，可以是通过矢量网络分析仪或其他分析设备对调试好的样品(即符合调试指标的样品)进行检测并记录下的该样品的波形，也可以是根据理论分析获得的理论波形。

针对第一调试波形与目标波形的相似度，下面将提供两种具体计算方式。然而，如本领域技术人员所理解的，相似度可以通过其他方式计算获得。

在第一种计算方式中，计算第一调试波形与目标波形之间的均方误差，并进一步根据均方误差计算相似度。在本计算方式中，均方误差是指能够表征第一调试波形与目标波形之间的均方误差的各种参数。例如，在第一调试波形和目标波形由特征向量进行表示时，可通过两个特征向量的二范数来表征第一调试波形与目标波形之间的均方误差。根据均方误差计算相似度可以是多种形式，只需要确保均方误差越大，相似度越低，例如直接将均方误差的倒数作为相似度。

在第二种计算方式中，考虑到第一调试波形与目标波形的波形形状近似但存在一定位移的情况，如果直接利用均方误差来计算相似度可能会存在一定程度上的不准确，因此在第二种计算方式中进一步对第一调试波形进行平移，并计算平移后的第一调试波形与目标波形之间的均方误差，再根据均方误差中的最小均方误差及其对应的平移量计算相似度，例如根据以下公式计算相似度：

在上述公式中，S表示相似度，d为最小均方误差，δ为最小均方误差所对应的平移量，λ为经验系数，可根据实验获得，优选为大于0且小于1的小数，μ为比例系数，其用于调整d和δ的比例关系，并根据d和δ的数值差异来进行设定。具体来说，由于计算得到d和δ之间的数值可能存在较大差异，通过设置适当的比例系数μ，可以缩小d和δ之间的数值差异，避免d和δ中的某一个因为数值过小而无法体现其对相似度的贡献度。在其他实施例中，相似度可以通过其他公式计算，只需要确保平移量δ越大，相似度S越低，同时最小均方误差d越大，相似度S越低即可。在上述描述中，最小均方误差为平移前和/或平移后计算得到的至少两个均方误差中数值最小的均方误差。

进一步，可以直接将相似度进行归一化，并将归一化的相似度作为对应的螺杆位置组合的权重值。当然，可以通过其他方式来利用相似度设置权重值，只需要保证相似度越大，对应的螺杆位置组合的权重值越高即可。

步骤S14：根据权重值和螺杆位置组合对每一调谐螺杆的目标位置进行估算。

在本步骤中，利用设置好的权重值对上述多组螺杆位置组合中对应于同一调谐螺杆的待调试位置进行加权求和，进而获得调谐螺杆的目标位置。其中，相似度越大的待调试位置对目标位置的贡献度越大，而相似度越小的待调试位置对目标位置的贡献度越小，进而综合考虑多个螺杆位置组合及其对应调试波形与目标波形的相似度来对目标位置进行快速求解。

通过上述方式，通过计算每一螺杆位置组合所对应的调试波形与目标波形的相似度，并根据相似度设置对应的螺杆位置组合的权重值，再根据权重值和螺杆位置组合对每一调谐螺杆的目标位置进行估算，由此能够有效降低对人工经验的依赖度、提高调试效率，同时上述方式适用于各种类型的射频器件，具有极强的普适性和泛化性。

请参阅图3，图3是根据本发明另一实施例的射频器件的调试方法的流程图。本实施例的调试方法中的步骤S21-S24与图2所示实施例的调试方法中的步骤S11-S14相同，在此不再赘述。本实施例的调试方法与图2所示实施例的调试方法的区别之处在于，本实施例的调试方法进一步包括：

步骤S25：按照估算出的目标位置对对应的调谐螺杆进行位置调整，并获取调整后的射频器件的第二调试波形。

在本步骤中，通过与上文类似的调整方式将调谐螺杆调整到对应的目标位置，并获取表征射频器件的当前状态的第二调试波形。

步骤S26：判断第二调试波形是否满足调试指标；若不满足调试指标，则执行步骤S27，若满足调试指标，则执行步骤S28，结束当前射频器件的调试流程。

在本步骤中，可以通过计算第二调试波形与目标波形的相似度来判断第二调试波形是否满足调试指标。若相似度大于或等于预设阈值，则认为是满足调试指标，若相似度小于预设阈值，则认为是不满足调试指标。具体相似度的计算方式可以采用上文描述的两种计算方式，或采用本领域公知的其他计算方式。当然，可以通过其他方式来判断第二调试波形是否满足调试指标。

步骤S27：根据权重值和螺杆位置组合进行重要性重采样，进而重新获得多组螺杆位置组合，并返回步骤S22。

在本步骤中，具体的重要性重采样策略可以是根据螺杆位置组合的权重值舍弃权重值相对较低的部分螺杆位置组合，并保留权重值相对较高的部分螺杆位置组合，并进一步在保留的部分螺杆位置组合的基础上重新获得多组螺杆位置组合，以使得重要性重采样后的螺杆位置组合与重要性重采样前的螺杆位置组合至少部分不同，进而利用迭代方式实现调谐螺杆的目标位置的快速逼近。

具体来说，可以在保留的部分螺杆位置组合的周围进行重新采样，进而重新获得新的螺杆位置组合。例如，在保留的部分螺杆位置组合周围的合理采样范围内随机或者按照预定采样规则进行重新采样。其中，上述采样范围应当小于步骤S21中的采样范围。再例如，还可以通过在螺杆位置组合的各待测试位置的基础上增加一个或多个随机噪声，具体噪声大小根据调谐螺杆的长度、各待测试位置的具体数值范围等因素确定。

进一步，为了避免出现局部最优现象，还可以对调谐螺杆的螺杆位置的搜索空间进行重新采样，进而重新获得新的螺杆位置组合，并将在保留的部分螺杆位置组合的周围进行重新采样所获得的螺杆位置组合与对调谐螺杆的螺杆位置的搜索空间进行重新采样所获得的螺杆位置组合进行组合，作为下一次迭代运算过程的基础。

可选的，上述两种重新采样方式获得螺杆位置组合满足以下公式：

Nr<N1<Na，且N1+N2＝Na；

在上述公式中，Na为重要性重采样前的螺杆位置组合的总数量，Nr为保留的部分螺杆位置组合的数量，N1为在保留的部分螺杆位置组合的周围进行重新采样所获得的螺杆位置组合的数量，N2为对调谐螺杆的螺杆位置的搜索空间进行重新采样所获得的螺杆位置组合的数量。

需要说明的，本实施例中的Na、Nr、N1和N2可根据实际待调试的射频器件的调谐螺杆根数、螺杆长度及螺杆与波形间的敏感度等因素，并根据经验综合考虑确定。

进一步，上述具体数量之间的关系也可以不采用上述公式的限定方式，例如，N1也可以设置成小于或等于Nr或者大于Na，或者N1与N2的求和结果也可以不等于Na。

在其他实施例中，还可以根据实际情况设置其他重要性重采样规则。例如，在能够确保利用在保留的部分螺杆位置组合的周围进行重新采样所获得的螺杆位置组合就能计算出满足调试指标的目标位置时，可以不对调谐螺杆的螺杆位置的搜索空间进行重新采样。或者，不进行在保留的部分螺杆位置组合的周围进行重新采样的步骤，而仅进行对调谐螺杆的螺杆位置的搜索空间进行重新采样的步骤，并重新获得的螺杆位置组合与保留的螺杆位置组合进行组合。

通过上述方式，通过计算每一螺杆位置组合所对应的调试波形与目标波形的相似度，并根据相似度设置对应的螺杆位置组合的权重值，再根据权重值和螺杆位置组合对每一调谐螺杆的目标位置进行估算，由此能够有效降低对人工经验的依赖度、提高调试效率，同时具有极强的普适性和泛化性。进一步，通过结合重要性重采样策略，利用迭代方式实现调谐螺杆的目标位置的快速逼近，从而进一步提高调试效率。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种射频器件的调试方法，所述射频器件包括至少一调谐螺杆，其特征在于，所述方法包括：

对所述调谐螺杆的螺杆位置的搜索空间进行采样，进而获得多组螺杆位置组合，其中每一所述螺杆位置组合中包括分别对应于每一所述调谐螺杆的待调试位置；

按照每一所述螺杆位置组合中的待调试位置分别对对应的所述调谐螺杆进行位置调整，并获取调整后的所述射频器件的第一调试波形；

计算每一所述螺杆位置组合所对应的第一调试波形与目标波形的相似度，并根据所述相似度设置对应的所述螺杆位置组合的权重值，其中所述目标波形为用于表征所述射频器件满足调试要求的波形，所述相似度越大，对应的所述螺杆位置组合的权重值越高；

根据所述权重值和所述螺杆位置组合对每一所述调谐螺杆的目标位置进行估算。

2.根据权利要求1中的方法，其特征在于，所述计算每一所述螺杆位置组合所对应的第一调试波形与目标波形的相似度，并根据所述相似度设置对应的所述螺杆位置组合的权重值的步骤包括：

计算所述第一调试波形与所述目标波形之间的均方误差；

根据所述均方误差计算所述相似度，其中所述均方误差越大，所述相似度越低。

3.根据权利要求2中的方法，其特征在于，所述根据所述均方误差计算所述相似度的步骤包括：

将所述均方误差的倒数作为所述相似度。

4.根据权利要求2中的方法，其特征在于，所述计算所述第一调试波形与所述目标波形之间的均方误差的步骤进一步包括：

对所述第一调试波形进行平移，并计算平移后的所述第一调试波形与所述目标波形之间的均方误差；

所述根据所述均方误差计算所述相似度的步骤包括：

根据所述均方误差中的最小均方误差及其对应的平移量计算所述相似度，其中所述平移量越大，所述相似度越低，所述最小均方误差越大，所述相似度越低，其中所述最小均方误差为平移前和/或平移后计算得到的至少两个所述均方误差中数值最小的均方误差。

5.根据权利要求4中的方法，其特征在于，所述根据所述均方误差中的最小均方误差及其对应的平移量计算所述相似度的步骤包括：

根据以下公式计算所述相似度：

$S=\frac{1}{\mathrm{\&lambda;}\mathrm{\&delta;}+(1-\mathrm{\&lambda;})\mathrm{\&mu;}d};$

其中，S表示所述相似度，d为所述最小均方误差，δ为所述最小均方误差所对应的平移量，λ为经验系数，μ为比例系数。

6.根据权利要求1中的方法，其特征在于，所述计算每一所述螺杆位置组合所对应的第一调试波形与目标波形的相似度，并根据所述相似度设置对应的所述螺杆位置组合的权重值的步骤包括：

将所述相似度进行归一化，并将归一化的所述相似度作为对应的所述螺杆位置组合的权重值；

所述根据所述权重值和所述螺杆位置组合对每一所述调谐螺杆的目标位置进行估算的步骤包括：

利用所述权重值对所述多组螺杆位置组合中对应于同一所述调谐螺杆的待调试位置进行加权求和，进而获得所述调谐螺杆的目标位置。

7.根据权利要求1中的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

按照估算出的目标位置对对应的所述调谐螺杆进行位置调整，并获取调整后的所述射频器件的第二调试波形；

判断所述第二调试波形是否满足调试指标；

若不满足所述调试指标，则根据所述权重值和所述螺杆位置组合进行重要性重采样，进而重新获得多组所述螺杆位置组合，并返回所述按照每一所述螺杆位置组合中的待调试位置分别对对应的所述调谐螺杆进行位置调整，并获取调整后的所述射频器件的第一调试波形的步骤。

8.根据权利要求7中的方法，其特征在于，所述根据所述权重值和所述螺杆位置组合进行重要性重采样，进而重新获得多组所述螺杆位置组合的步骤包括：

根据所述螺杆位置组合的权重值舍弃所述权重值相对较低的部分所述螺杆位置组合，并保留所述权重值相对较高的部分所述螺杆位置组合；

在保留的部分所述螺杆位置组合的基础上重新获得多组所述螺杆位置组合，以使得重要性重采样后的所述螺杆位置组合与重要性重采样前的所述螺杆位置组合至少部分不同。

9.根据权利要求8中的方法，其特征在于，所述在保留的部分所述螺杆位置组合的基础上重新获得多组所述螺杆位置组合的步骤：

在保留的部分所述螺杆位置组合的周围进行重新采样，进而重新获得所述螺杆位置组合。

10.根据权利要求9中的方法，其特征在于，所述在保留的部分所述螺杆位置组合的基础上重新获得多组所述螺杆位置组合的步骤进一步包括：

对所述调谐螺杆的螺杆位置的搜索空间进行重新采样，进而重新获得所述螺杆位置组合。