CN108459211A - 一种基于频谱分析仪射频信号相位测量方法 - Google Patents

一种基于频谱分析仪射频信号相位测量方法 Download PDF

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万发雨
刘方方
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Abstract

本发明涉及基于频谱分析仪射频信号相位测量方法，包括如下步骤：步骤1）设定待测信号；步骤2）引入一个已知参考信号，如式（1），所述参考信号的幅值和相位均为已知；步骤3）将待测信号与参考信号分别从功率合成器的输入端输入，并通过功率合成器在输出端产生一合成信号；步骤4）根据矢量合成，得到功率合成器输出合成信号的电压；步骤5）根据余弦定理，得到合成信号的幅值，步骤6）根据式（4）计算出待测信号相位。有益效果：实现了对射频信号相位的测量。通过ADS仿真结果和MATLAB计算结果对比证明，在理想情况下，本申请所提出的射频信号相位测量方法适用于对频率从DC到数十GHz的信号相位的提取。

Description

一种基于频谱分析仪射频信号相位测量方法
技术领域
本发明涉及识别技术领域，尤其涉及一种基于频谱分析仪射频信号相位测量方法。
背景技术
相位测量对于射频微波器件测量，天线测量，电磁兼容电磁辐射发射测量都是非常重要的。一般测量相位的方法有时域方法和频域方法。时域采用示波器进行测量，但是对于高频信号来说，示波器测试方法对于示波器的性能要求较高，价格昂贵。一般采用矢量网络分析仪进行测量，但是对于电磁辐射发射信号的相位测量，矢量网络分析仪无能为力，因为采用矢量网络分析仪测量一般需要标准的两个SMA端口，而对于电磁辐射信号，根本没有端口提供给矢量网络分析一进行测试，其次高频矢量网络分析仪价格也比较昂贵。
发明内容
本发明目的在于克服车型图像进行特征提取和对目标领域车辆图像数据样本太少、数据的标注成本较高的问题，提供了一种基于CNN和域自适应学习的车型识别方法，具体由以下技术方案实现：
所述基于频谱分析仪射频信号相位测量方法，包括如下步骤：
步骤1)设定待测信号：
步骤2)引入一个已知参考信号，如式(1)，所述参考信号的幅值和相位均为已知
式(1)中，Vref表示参考信号电压，|Vref|表示参考信号电压幅值，表示参考信号电压相位，j表示复数；
步骤3)将待测信号与参考信号分别从功率合成器的输入端输入，并通过功率合成器在输出端产生一合成信号；
步骤4)根据矢量合成，根据式(2)得到功率合成器输出合成信号的电压：
式(2)中，表示待测信号相位，Vdut表示待测信号电压，Vref表示参考信号电压。
步骤5)根据余弦定理，得到合成信号Vtot的幅值，如式(3)：
其中，参考信号电压幅值|Vref|和参考信号电压相位是已知的，待测信号电压幅值|Vdut|和合成信号电压幅值|Vtot|通过频谱分析仪测得；
步骤6)根据式(4)计算出待测信号相位：
所述基于频谱分析仪射频信号相位测量方法的进一步设计在于，功率合成器的S参数为：
本发明的优点如下：
本发明的测量信号相位的计算方法，实现了对射频信号相位的测量。通过ADS仿真结果和MATLAB计算结果对比证明，在理想情况下，本申请所提出的射频信号相位测量方法适用于对频率从DC到数十GHz的信号相位的提取。申请人还通过了实验验证了该计算方法的准确性。
附图说明
图1为功率合成器示意图。
图2为信号相位测量电路框图。
图3为ADS仿真电路图。
图4为MATLAB计算相位结果图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：
本实施例的基于频谱分析仪射频信号相位测量方法，包括如下步骤：
步骤1)设定待测信号：
步骤2)引入一个已知参考信号，如式(1)，所述参考信号的幅值和相位均为已知
式(1)中，Vref表示参考信号电压，表示参考信号电压相位，j表示复数；步骤3)将待测信号与参考信号分别从功率合成器的输入端输入，并通过功率合成器在输出端产生一合成信号；
步骤4)根据矢量合成，根据式(2)得到功率合成器输出合成信号的电压：
式(2)中，表示待测信号相位，Vdut表示待测信号电压，Vref表示参考信号电压。
步骤5)根据余弦定理，得到合成信号Vtot的幅值，如式(3)：
其中，参考信号电压幅值|Vref|和参考信号电压相位是已知的，待测信号电压幅值|Vdut|和合成信号电压幅值|Vtot|通过频谱分析仪测得；
根据式(4)计算出待测信号相位：
进一步的，功率合成器的S参数为：
如图2所示搭建信号相位测量电路，在进行搭建之前，先对各个仪器进行校准，以确保所有仪器均处于正常的工作状态，保证实验的准确性。
信号相位测量电路主要包括以下器件：信号源、射频器件、功率合成器、频谱分析仪。在测试的过程中，先将待测信号连接到频谱分析仪，可测得待测信号的幅值。然后将待测信号和参考信号分别从功率合成器的两个输入端口输入，功率合成器将在输出端产生一合成信号，将合成信号连接到频谱分析仪，即可测得合成信号的幅值。
将信号相位测量电路在ADS中进行搭建并仿真，仿真电路如图3所示。对于信号相位测量电路仿真是基于功率合成器工作在理想情况下。仿真结果表明，在理想情况下，若参考信号初始相位为零，在一个频率周期内，通过射频器件后信号相位值在(-180°，+180°)之间变换。将在ADS仿真中得到的数据(即参考信号、合成信号与待测信号电压的幅值，参考信号以及合成信号的电压相位)导入到MATLAB中,利用本文所提出的信号相位的计算方法，通过MATLAB编程得以实现，计算出信号通过射频器件后所产生的相移大小。并将在ADS仿真中所得到的数据导入到MATLAB中并进行计算，如图4所示。蓝色线代表的是通过MATLAB计算所得到的计算信号相位结果，黑色线代表的是在ADS中仿真信号相位，红色线代表参考信号相位(始终为0)。由图4可知，在频率周期内，通过MATLAB计算得到的通过射频器件后信号相位值在(-180°，+180°)变换。利用本专利所提出的信号相位计算方法所得到的计算相位曲线与在ADS中仿真得到的相位曲线几乎完全重合。本专利所提出的信号相位测量在DC至8GHz频率范围内进行了验证。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (2)

1.一种基于频谱分析仪射频信号相位测量方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤1)设定待测信号：
步骤2)引入一个已知参考信号，如式(1)，所述参考信号的幅值和相位均为已知
式(1)中，Vref表示参考信号电压，|Vref|表示参考信号电压幅值，表示参考信号电压相位，j表示复数；
步骤3)将待测信号与参考信号分别从功率合成器的输入端输入，并通过功率合成器在输出端产生一合成信号；
步骤4)根据矢量合成，根据式(2)得到功率合成器输出合成信号的电压；
式(2)中，表示待测信号相位，Vdut表示待测信号电压，Vref表示参考信号电压；
步骤5)根据余弦定理，得到合成信号Vtot的幅值，如式(3)：
其中，参考信号电压幅值|Vref|和参考信号电压相位是已知的，待测信号电压幅值|Vdut|和合成信号电压幅值|Vtot|通过频谱分析仪测得；
步骤6)根据式(4)计算出待测信号相位：
2.根据权利要求1所述的基于频谱分析仪射频信号相位测量方法，其特征在于功率合成器的S参数为：
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