CN106788797A - 一种高精度射频信号源功率快速校准方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高精度射频信号源快速校准方法，方法的步骤如下：S1、控制计算机通过以太网控制待校准宽带射频信号源输出不同频点和功率的单音信号；S2、控制计算机通过以太网读取校准频谱仪中的功率测量结果；S3、控制计算机设定射频信号源输出信号频率和输出功率；所述的校准频谱仪测量输出信号的频率和功率，并通过以太网上报控制计算机；所述控制计算机比对设定功率值和频谱仪测量值；所述射频信号源输出功率精度不满足要求时，控制计算机采用射频增益结合数字增益的自适应间距搜索法调整射频信号源输出功率，直至频谱仪测试结果满足要求或者测试超时，记录下最后射频信号源功率设置参数。在广泛频域覆盖条件下，自适应间距搜索法相比线性搜索方法，降低了校准工作量，节约了大量的校准时间。

Description

一种高精度射频信号源功率快速校准方法

技术领域

本发明涉及无线电测试技术领域，尤其涉及一种高精度射频信号源功率校准技术。

背景技术

射频信号源用于产生具有一定特性的射频信号，是无线电测量和测试中关键仪器之一。现代信号源可分为模拟射频和数字射频信号源。模拟射频信号源主要生成连续波、AM、FM、PM等信号；数字矢量射频信号源除模拟射频信号源的功能以外，还能生成各种数字调制信号，如无线通信中常用QPSK、QAM等信号。

随着无线电设备对频率资源需求的增加，射频信号源频率覆盖范围也越来越广，信号带宽也随之增加。目前高性能射频信号源频率已经由100kHz覆盖至100GHz，信号带宽也达到了500MHz。

由于射频信号源覆盖频率范围和带宽的增加，仪器的校准工作量也随之增加。同时，因为射频增益并非严格线性，很难保证增益变化误差在±0.5dB及以内。以一台频率覆盖100kHz～40GHz，功率覆盖-130～20dBm的射频信号源为例，采用传统线性校准方法需要2周的校准时间。

因此，需要解决传统线性搜索校准方法迭代次数多，收敛时间长的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高精度射频信号源功率快速校准方法，解决了现有技术中校准时间长，数字增益控制复杂的问题，提高了高精度射频信号源生产效率，进而有效降低了设备的生产成本。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种高精度射频信号源功率快速校准方法步骤如下：

S1、控制计算机通过以太网控制待校准宽带射频信号源输出不同频点和功率的单音信号；

S2、控制计算机通过以太网读取校准频谱仪中的功率测量结果；

S3、通过自适应间距搜索法调整待校准射频信号源输出功率，获得功率校准参数。

所述的输出功率误差计算步骤的具体步骤如下：

S311、控制计算机读取校准频谱仪的测量功率值a，减去目标功率值d，得到单次功率误差值为δ₁；

S312、计算N次功率误差，最终获得平均误差N与输出信号功率有关，当输出功率大于80dBm时，N取值为5，当输出功率大于80dBm时，N取值为10；

S312、判断平均功率误差是否小于射频信号源误差允许范围ε，如果满足要求，则功率校准参数为0，否则进入输出功率自适应调整步骤。

所述输出功率自适应调整的具体步骤如下：

S321、控制计算机通过以太网配置射频信号源输出功率为

S322、控制计算机通过以太网获取频谱仪测量的功率值a′；

S323、计算当前功率误差值δ′＝a′-d；

S324、如果δ′＞ε，控制计算机调整射频信号源的射频增益和数字增益控制字，使得最终输出功率为d-δ′；

S325、如果δ′＜ε，计入功率校准参数计算步骤；

所述的功率校准参数记录步骤的具体步骤如下：

S331、将控制计算机当前射频信号源的射频增益和数字增益值记录在二维校准表；

S332、将二维校准表通过以太网传递至待校准射频信号源；

所述的射频增益调整包括如下子步骤：

A1、如果δ′＞k dB，射频增益调整步进为v_RF＝δ′-k，否则不调整射频增益；

A2、控制计算机通过以太网将射频增益调整参数发送至待测射频信号源；

A3、待测射频信号源控制射频增益。

所述的数字增益调整包括如下子步骤：

A1、如果δ′＞k dB，数字增益调整步进为v_DG＝δ′-v_RF，否则v_DG＝δ′；

A2、控制计算机通过以太网将数字增益调整参数发送至待测射频信号源；

A3、待测射频信号源根据查找表法获得最接近v_DG的数字增益配置字；

A4、待测射频信号源配置数字增益控制字至数字信号处理单元。

根据校准精度γ和k dB校准范围要求，计算获得数字增益调整查找表。

本发明的有益效果是：一种高精度射频信号源功率快速校准方法，通过射频增益调整补偿大范围的功率误差后，然后基于查找表法调整数字增益补偿较小范围功率误差，相对于线性搜索方法，查找表法的数字增益调整方法计算量低，收敛速度快，能够有效提高功率校准的速度。

附图说明

图1为射频信号源校准平台组成；

图2为射频信号源基本组成；

图3为射频信号源功率校准算法主流程；

图4为自适应功率调整算法流程；

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图1所示，一种高精度射频信号源功率快速校准方法步骤如下：

S1、控制计算机通过以太网控制待校准宽带射频信号源输出不同频点和功率的单音信号；

S2、控制计算机通过以太网读取校准频谱仪中的功率测量结果；

如图2和图3所示，所述的S2包括时间同步步骤、频偏估计步骤和同步结果输出步骤。

如图2、图3和图4，所述的射频增益和数字增益调整方法具体步骤如下：

S3、通过自适应间距搜索法调整待校准射频信号源输出功率，获得功率校准参数。

所述的输出功率误差计算步骤的具体步骤如下：

S311、控制计算机读取校准频谱仪的测量功率值a，减去目标功率值d，得到单次功率误差值为δ₁；

S312、计算N次功率误差，最终获得平均误差N与输出信号功率有关，当输出功率大于80dBm时，N取值为5，当输出功率大于80dBm时，N取值为10；

S312、判断平均功率误差是否小于射频信号源误差允许范围ε，如果满足要求，则功率校准参数为0，否则进入输出功率自适应调整步骤。

所述输出功率自适应调整的具体步骤如下：

S321、控制计算机通过以太网配置射频信号源输出功率为

S322、控制计算机通过以太网获取频谱仪测量的功率值a′；

S323、计算当前功率误差值δ′＝a′-d；

S324、如果δ′＞ε，控制计算机调整射频信号源的射频增益和数字增益控制字，使得最终输出功率为d-δ′；

S325、如果δ′＜ε，计入功率校准参数计算步骤；

所述的功率校准参数记录步骤的具体步骤如下：

S331、将控制计算机当前射频信号源的射频增益和数字增益值记录在二维校准表；

S332、将二维校准表通过以太网传递至待校准射频信号源；

所述的射频增益调整包括如下子步骤：

A1、如果δ′＞k dB，射频增益调整步进为v_RF＝δ′-k，否则不调整射频增益；

A2、控制计算机通过以太网将射频增益调整参数发送至待测射频信号源；

A3、待测射频信号源控制射频增益。

所述的数字增益调整包括如下子步骤：

A1、如果δ′＞k dB，数字增益调整步进为v_DG＝δ′-v_RF，否则v_DG＝δ′；

A2、控制计算机通过以太网将数字增益调整参数发送至待测射频信号源；

A3、待测射频信号源根据查找表法获得最接近v_DG的数字增益配置字；

A4、待测射频信号源配置数字增益控制字至数字信号处理单元。

优选地，数字增益调整可以采用查找表的方法实现，其中功率查找表计算方法如下子步骤：

A1、设定数字增益调整范围k dB和射频功率绝对误差γdB；

A2、功率步进间隔ρ＝10^γ/10；

A3、根据功率步进ρ和增益范围k，计算出单频点，功率二维查找表中的数字增益控制字，并填入查找表中。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (5)

1.一种高精度射频信号源功率快速校准方法，其特征在于：方法的步骤如下：

S1、控制计算机通过以太网控制待校准宽带射频信号源输出不同频点和功率的单音信号；

S2、控制计算机通过以太网读取校准频谱仪中的功率测量结果；

S3、通过自适应间距搜索法调整待校准射频信号源输出功率，获得功率校准参数。

2.根据权利要求1所述的高精度射频信号源功率快速校准方法，其特征在于：所述的S3包括输出功率误差计算、输出功率自适应调整和输出功率校准参数计算步骤；

所述的输出功率误差计算步骤的具体步骤如下：

S311、控制计算机读取校准频谱仪的测量功率值a，减去目标功率值d，得到单次功率误差值为δ₁；

S312、计算N次功率误差，最终获得平均误差N与输出信号功率有关，当输出功率大于80dBm时，N取值为5，当输出功率大于80dBm时，N取值为10；

S312、判断平均功率误差是否小于射频信号源误差允许范围ε，如果满足要求，则功率校准参数为0，否则进入输出功率自适应调整步骤。

所述输出功率自适应调整的具体步骤如下：

S321、控制计算机通过以太网配置射频信号源输出功率为

S322、控制计算机通过以太网获取频谱仪测量的功率值a′；

S323、计算当前功率误差值δ′＝a′-d；

S324、如果δ′＞ε，控制计算机调整射频信号源的射频增益和数字增益控制字，使得最终输出功率为d-δ′；

S325、如果δ′＜ε，计入功率校准参数计算步骤；

所述的功率校准参数记录步骤的具体步骤如下：

S331、将控制计算机当前射频信号源的射频增益和数字增益值记录在二维校准表；

S332、将二维校准表通过以太网传递至待校准射频信号源。

3.根据权利要求2所述的一种高精度射频信号源功率快速校准方法，其特征在于：所述的射频增益调整包括如下子步骤：

A1、如果δ′＞k dB，其中k为数字增益调整范围，射频增益调整步进为v_RF＝δ′-k，否则不调整射频增益；

A2、控制计算机通过以太网将射频增益调整参数发送至待测射频信号源；

A3、待测射频信号源控制射频增益。

4.根据权利要求3所述的一种高精度射频信号源功率快速校准方法，其特征在于：所述的数字增益调整包括如下子步骤：

A1、如果δ′＞k dB，数字增益调整步进为v_DG＝δ′-v_RF，否则v_DG＝δ′；

A2、控制计算机通过以太网将数字增益调整参数发送至待测射频信号源；

A3、待测射频信号源根据查找表法获得最接近v_DG的数字增益配置字；

A4、待测射频信号源配置数字增益控制字至数字信号处理单元。

5.根据权利要求4所述方法的数字增益调整方法，其特征在于：根据校准精度γ和k dB校准范围要求，计算获得数字增益调整查找表。