CN107860973B - 一种应用于频谱分析仪的频响补偿方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于频谱分析仪的频响补偿方法及系统，包括在禁止频偏处理下，测量原始补偿数据，测量结果以补偿文件1的形式存储到频谱分析仪中；通过切换频偏处理开关，在不同状态下测量频偏处理带来的额外偏差，测量结果以补偿文件2的形式存储到频谱分析仪中；开机加载上述补偿文件1与补偿文件2，根据具体扫描频点的频偏情况，对测量结果进行频响补偿。本发明通过在现有的频谱分析仪中增加频偏处理的使能控制，将测量偏差随频率渐变的部分和频偏处理带来的额外偏差部分进行分开测量，分开修正，提高了测量精度。

Description

一种应用于频谱分析仪的频响补偿方法及系统

技术领域

本发明涉及频谱分析仪领域，尤其涉及一种应用于频谱分析仪的频响补偿方法及系统。

背景技术

在宽带微波频谱分析仪中，由于硬件自身的特性，使得测得的幅度值和信号的实际幅度有一定的偏差，该偏差大小和频率相关，但没有规律性。目前频谱分析仪通过硬件频响补偿电路，或软件频响补偿技术来提高幅度测量的精度。

在现有的通过软件实现频响补偿的技术中，测量获取一系列频点的幅度测量偏差，作为原始频响补偿数据。在仪器中利用该数据进行插值获取所有测试频点的补偿值，对测量结果进行修正，以提高测试精度。

现有的技术的前提是幅度测量原始值与真实值之间的偏差量随频率的变化是近似渐变的，可以通过插值计算其他频点的补偿值。

而在一个特殊扫描机制的频谱仪项目中，为了改善频率杂散指标，提出了一种新的频率扫描控制方案。在该方案中，当某一扫描频点满足一定条件时，对本振频率进行频偏处理，即根据情况左偏或右偏固定频率，以改善频率杂散指标。这样，在一次具体的扫描过程所涉及到的具体频点中，从本振频偏情况来看，这些频点有不偏、左偏和右偏的区别，可能存在左右相邻的两个频点本振频偏情况是不一样的。因此，幅度测量原始值与真实值之间的偏差量随频率的变化就不能当作近似渐变处理，若仍采用现有技术就会影响幅度测量精度。

本发明针对某一特殊机制的频谱分析仪，其幅度测量偏差随频率变化存在跳变的情况，提出一种新的补偿方案，解决原有方案的上述缺点。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种应用于频谱分析仪的频响补偿方法及系统，通过在现有的频谱分析仪中增加频偏处理的使能控制，将测量偏差随频率渐变的部分和频偏处理带来的额外偏差部分进行分开测量，分开修正，以提高测量精度。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种应用于频谱分析仪的频响补偿方法，包括以下步骤：

步骤一：在禁止频偏处理下，测量原始补偿数据，测量结果以补偿文件1的形式存储到频谱分析仪中；

步骤二：通过切换频偏处理开关，在不同状态下测量频偏处理带来的额外偏差，测量结果以补偿文件2的形式存储到频谱分析仪中；

步骤三：开机加载上述补偿文件1与补偿文件2，根据具体扫描频点的频偏情况，对测量结果进行频响补偿。

进一步的，所述步骤一中，在禁止频偏处理下，频谱分析仪处于非频偏使能控制状态，此时频谱分析仪的幅度测量原始值与真实值之间的偏差量随频率的变化近似渐变。

进一步的，所述频谱分析仪的非频偏使能控制状态是通过分析仪的程控命令实现的。

进一步的，所述步骤一中，原始补偿数据的测量包括确定一系列测量频点，控制频谱分析仪的扫宽为零，逐个频点测出幅度测量偏差，以此作为原始的补偿数据，存放为补偿文件1。

进一步的，所述步骤一中，原始补偿数据的测量是通过上位机编写控制程序，以自动化方式实现的。

进一步的，所述步骤二中，根据仪器的扫描机制，每个波段选取一个左偏频点，一个右偏频点，逐个频点测出在频偏处理开和频偏处理关时的测量幅度偏差，作为该波段频偏处理带来的额外偏差，所得结果存放为补偿文件2。

进一步的，所述步骤二中，频偏处理带来的额外偏差是通过上位机编写控制程序，以自动化方式实现的。

进一步的，所述步骤三中，开机加载补偿文件1和补偿文件2，根据补偿文件1通过插值法计算出任一频点处不作频偏处理时的补偿数据，若该频点作了频偏处理，则根据文件2得出所在波段的频偏处理所带来的额外偏差，利用这两个数据对测量结果进行修正。

频谱分析仪的频响补偿系统，包括上位机、信号源、功分器、频谱分析仪和功率计；

所述上位机控制信号源产生频响补偿频率点的激励信号，所述功分器将信号源输出的激励信号等分为功率相等的两路，分别提供给频谱分析仪和功率计，所述的功率计对频谱分析仪实际输入信号功率进行定标，所述的频谱分析仪用于获取原始测量值，所述的上位机获取功率计读数和频谱仪读数，计算出频响补偿数据。

进一步的，所述频谱分析仪支持通过程控命令的方式对频偏机制使能与否进行控制。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明针对某一幅度测量偏差随频率变化存在跳变的特殊机制的频谱分析仪，如硬件频响非渐变的频谱分析仪，通过在现有的频谱分析仪中增加频偏处理的使能控制，将测量偏移随时间线性变化的部分和频偏处理带来的额外偏差部分进行分开测量，分开修正，提高其测量精度。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为典型的频谱分析仪的频响补偿系统图；

图2为本发明频响补偿的流程图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施例对本发明做进一步的说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在本发明中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本发明各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本发明中任一部件或元件，不能理解为对本发明的限制。

本发明中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本发明中的具体含义，不能理解为对本发明的限制。

正如背景技术所介绍的，现有技术中还存在对某一特殊机制的频谱分析仪，其幅度测量偏差随频率变化存在跳变的情况，若仍采用现有技术就会影响幅度测量精度的问题，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种应用于频谱分析仪的频响补偿方法及系统。

现有的频响补偿技术，主要分为两个步骤：

步骤1：补偿数据测量；

确定一系列的测量频点，一般是控制扫宽为零的情况下，逐个频点测出幅度测量偏差，以此作为原始的补偿数据，存放为补偿文件，该过程通过上位机编写控制程序，以自动化方式实现；

步骤2：测量结果修正；

将补偿文件拷贝到频谱分析仪中，开机加载该文件，频谱分析仪在测量时，使用上述补偿文件进行插值处理，得出所有测量频点的补偿数据，进而对测得的原始幅度值进行修正，修正后幅度值作为测量结果显示。

在特殊机制的频谱分析仪中，幅度测量偏差随频率变化存在跳变的情况，其原因是由于应用了本振频偏机制造成的，因在具体的扫描范围内的这些频点，频偏状态不一致，有些不偏，有些左偏，有些右偏而导致了幅值测量偏差跳变。

频偏处理带来的额外偏差和原始的幅度偏差叠加在一起，是造成幅值跳变而不能简单采用插值补偿的原因。

频偏处理带来的额外的测量偏差还和该频点所在的波段相关，相同波段，相同频偏方式带来的额外偏差是相同的。

本发明考虑上述因素，将对这两个偏差来源分开测量。在仪器不作任何频偏处理时，进行与现有技术相同的频响补偿数据的获取，进一步地，通过切换频偏处理开关，选取各个波段适合的频点测量频偏处理带来的额外偏差，存放在另一文件中，仪器根据这两个文件，对每个频点的频响进行补偿。

因此，本发明的一种应用于频谱分析仪的频响补偿方法，包括以下步骤：

步骤一：在禁止频偏处理下，测量原始补偿数据，测量结果以补偿文件1的形式存储到频谱分析仪中；

步骤二：通过切换频偏处理开关，在不同状态下测量频偏处理带来的额外偏差，测量结果以补偿文件2的形式存储到频谱分析仪中；

步骤三：开机加载上述补偿文件1与补偿文件2，根据具体扫描频点的频偏情况，对测量结果进行频响补偿。

所述步骤一中，在禁止频偏处理下，频谱分析仪处于非频偏使能控制状态，此时频谱分析仪的幅度测量原始值与真实值之间的偏差量随频率的变化近似渐变。

所述频谱分析仪的非频偏使能控制状态是通过分析仪的程控命令实现的。

所述步骤一中，原始补偿数据的测量包括确定一系列测量频点，控制频谱分析仪的扫宽为零，逐个频点测出幅度测量偏差，以此作为原始的补偿数据，存放为补偿文件1。

所述步骤一中，原始补偿数据的测量是通过上位机编写控制程序，以自动化方式实现的。

所述步骤二中，根据仪器的扫描机制，每个波段选取一个左偏频点，一个右偏频点，逐个频点测出在频偏处理开和频偏处理关时的测量幅度偏差，作为该波段频偏处理带来的额外偏差，所得结果存放为补偿文件2。

所述步骤二中，频偏处理带来的额外偏差是通过上位机编写控制程序，以自动化方式实现的。

所述步骤三中，开机加载补偿文件1和补偿文件2，根据补偿文件1通过插值法计算出任一频点处不作频偏处理时的补偿数据，若该频点作了频偏处理，则根据文件2得出所在波段的频偏处理所带来的额外偏差，利用这两个数据对测量结果进行修正。

频谱分析仪的频响补偿系统，包括上位机、信号源、功分器、频谱分析仪和功率计；

所述上位机控制信号源产生频响补偿频率点的激励信号，所述功分器将信号源输出的激励信号等分为功率相等的两路，分别提供给频谱分析仪和功率计，所述的功率计对频谱分析仪实际输入信号功率进行定标，所述的频谱分析仪用于获取原始测量值，所述的上位机获取功率计读数和频谱仪读数，计算出频响补偿数据。

所述频谱分析仪支持通过程控命令的方式对频偏机制使能与否进行控制。出厂时，频偏机制处于使能状态，禁用频偏机制后，频谱分析仪处于非频偏状态，因此可通过控制频偏机制的使能与否进行频响补偿计算。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (7)

1.一种应用于频谱分析仪的频响补偿方法，频谱分析仪应用了一种本振频偏技术，对带来频率杂散的扫描频点的本振频率进行调整，根据情况左偏或右偏固定频率，以改善频率杂散指标；其特征是，包括以下步骤：

步骤一：在禁止频偏处理下，频谱分析仪处于非频偏使能控制状态，此时频谱分析仪的幅度测量原始值与真实值之间的偏差量随频率的变化近似渐变，测量原始补偿数据，测量结果以补偿文件1的形式存储到频谱分析仪中；

步骤二：通过切换频偏处理开关，根据仪器的扫描机制，每个波段选取一个左偏频点，一个右偏频点，逐个频点测出在频偏处理开和频偏处理关时的测量幅度偏差，作为该波段频偏处理带来的额外偏差，测量结果以补偿文件2的形式存储到频谱分析仪中；

步骤三：开机加载上述补偿文件1与补偿文件2，根据具体扫描频点的频偏情况，对测量结果进行频响补偿；

具体扫描频点的频偏情况的步骤为：根据补偿文件1通过插值法计算出任一频点处不作频偏处理时的补偿数据，若该频点作了频偏处理，则根据补偿文件2得出所在波段的频偏处理所带来的额外偏差，利用这两个数据对测量结果进行修正。

2.如权利要求1所述的一种应用于频谱分析仪的频响补偿方法，其特征是：所述频谱分析仪的非频偏使能控制状态是通过分析仪的程控命令实现的。

3.如权利要求1所述的一种应用于频谱分析仪的频响补偿方法，其特征是：所述步骤一中，原始补偿数据的测量包括确定一系列测量频点，控制频谱分析仪的扫宽为零，逐个频点测出幅度测量偏差，以此作为原始的补偿数据，存放为补偿文件1。

4.如权利要求1所述的一种应用于频谱分析仪的频响补偿方法，其特征是：所述步骤一中，原始补偿数据的测量是通过上位机编写控制程序，以自动化方式实现的。

5.如权利要求1所述的一种应用于频谱分析仪的频响补偿方法，其特征是：所述步骤二中，频偏处理带来的额外偏差是通过上位机编写控制程序，以自动化方式实现的。

6.如权利要求1-5任一所述的一种应用于频谱分析仪的频响补偿方法的频响补偿系统，包括上位机、信号源、功分器、频谱分析仪和功率计；

所述上位机控制信号源产生频响补偿频率点的激励信号，所述功分器将信号源输出的激励信号等分为功率相等的两路，分别提供给频谱分析仪和功率计，所述的功率计对频谱分析仪实际输入信号功率进行定标，所述的频谱分析仪用于获取原始测量值，所述的上位机获取功率计读数和频谱仪读数，计算出频响补偿数据。

7.如权利要求6所述的一种应用于频谱分析仪的频响补偿方法的频响补偿系统，其特征是：所述频谱分析仪支持通过程控命令的方式对频偏机制使能与否进行控制。

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