CN109906386A - 信号发生器和包括信号发生器的测量系统 - Google Patents

信号发生器和包括信号发生器的测量系统 Download PDF

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Abstract

根据本发明实施例的测量系统包括：分析仪；第一扩展模块，其用于在所述分析仪的控制下将第一电磁波信号发送到第一天线；第二扩展模块，其用于通过第二天线接收第二电磁波信号；第一信号发生器，其用于在所述分析仪的控制下生成第一本地振荡信号，并通过使用所述第一本地振荡信号检测所述第一电磁波信号的参考特性和所述第一天线的第一测试特性；以及第二信号发生器，其用于在所述分析仪的控制下生成第二本地振荡信号，并通过使用所述第二本地振荡信号检测所述第二天线的第二测试特性，其中，所述第一信号发生器包括：控制器，其用于将从所述分析仪发送的指令转换成内部指令；以及本地振荡信号发生器，其用于根据所述内部指令生成所述第一本地振荡信号。

Description

信号发生器和包括信号发生器的测量系统
技术领域
本公开涉及无线通信，更具体地，涉及与无线通信相关的信号发生器和包括信号发生器的测量系统。
背景技术
在无线通信设备中，天线对于无线通信是必不可少的。通常，天线通过批量生产过程来生产。批量生产的天线的特性可能彼此不同，而不是彼此相同。为了使用天线将外围电路调谐到天线的特性，可以进行测试来测量天线的特性。
天线的特性可以包括反射系数、增益、辐射图案等。矢量网络分析仪(VNA：vectornetwork analyzer)可以用于测量天线的特性。VNA通过微波/RF电缆(例如同轴电缆)连接到天线，并测量天线的特性。
当VNA的位置和天线的位置之间的距离增大时，电缆的长度也增大。当电缆的长度增大时，电缆中可能发生相当大的电磁波信号衰减。因此，VNA通常不能测量天线的特性。
发明内容
技术问题
本公开的一方面是为了提供一种辅助矢量网络分析仪(VNA)分析天线的特性的测量系统和信号发生器。特别地，本公开的一方面是为了提供一种信号发生器和测量系统，其辅助矢量网络分析仪以低成本分析天线的特性，而与矢量网络分析仪的制造商无关。
技术方案
根据本公开的一个方面，一种测量系统包括：分析仪；第一扩展模块，其用于在所述分析仪的控制下将第一电磁波信号发送到第一天线；第二扩展模块，其用于通过第二天线接收第二电磁波信号；第一信号发生器，其用于在所述分析仪的控制下生成第一本地振荡信号，并通过使用所述第一本地振荡信号检测所述第一电磁波信号的参考特性和所述第一天线的第一测试特性；以及第二信号发生器，其用于在所述分析仪的控制下生成第二本地振荡信号，并通过使用所述第二本地振荡信号检测所述第二天线的第二测试特性。所述第一信号发生器包括：控制器，其用于将从所述分析仪发送的指令转换成内部指令；以及本地振荡信号发生器，其用于根据所述内部指令生成所述第一本地振荡信号。
在一些实施例中，所述第一信号发生器可以从所述分析仪接收参考信号，基于所述参考信号生成参考本地振荡信号和第一测试本地振荡信号，并将所述参考本地振荡信号和所述第一测试本地振荡信号发送到所述第一扩展模块。
在一些实施例中，所述第一扩展模块可以将所述参考本地振荡信号与所述第一电磁波信号混合，并将混合的信号作为参考中频信号输出到所述第一信号发生器。所述第一信号发生器可以将所述参考中频信号发送到所述分析仪。
在一些实施例中，所述第一扩展模块可以将所述参考本地振荡信号的直流(DC)分量作为参考检测信号发送到所述第一信号发生器。所述第一信号发生器可以使用所述参考检测信号调整所述参考本地振荡信号和所述第一测试本地振荡信号的电平。
在一些实施例中，所述第一扩展模块可以将所述第一电磁波信号从所述第一天线反射的信号与所述第一测试本地振荡信号混合，并将混合的结果作为第一测试中频信号发送到所述第一信号发生器。所述第一信号发生器可以将所述第一测试中频信号发送到所述分析仪。
在一些实施例中，所述第一信号发生器可以从所述分析仪接收频率列表，存储所接收的列表，并响应于从所述分析仪发送的触发信号将所述参考本地振荡信号和所述第一测试本地振荡信号的频率改变为在所述列表中列出的频率中的另一频率。
在一些实施例中，所述触发信号可以通过另外的硬件信号线发送。
在一些实施例中，所述指令和所述列表可以通过以太网信道发送。
在一些实施例中，所述第二信号发生器可以从所述第一信号发生器接收所述参考信号，基于所述参考信号生成第二测试本地振荡信号，并将所述第二测试本地振荡信号发送到所述第二扩展模块。
在一些实施例中，所述第二扩展模块可以将所述第二测试本地振荡信号与所述第二电磁波信号混合，并将混合的结果作为第二测试中频信号发送到所述第二信号发生器。所述第二信号发生器可以将所述第二测试中频信号发送到所述分析仪。
在一些实施例中，所述第二扩展模块可以将所述第二测试本地振荡信号的直流(DC)分量作为测试检测信号发送到所述第一信号发生器。所述第一信号发生器可以使用所述测试检测信号调整所述第二测试本地振荡信号的电平。
在一些实施例中，所述第二信号发生器从所述第一信号发生器接收频率列表，存储所接收的列表，并响应于从所述第一信号发生器发送的触发信号将所述第二测试本地振荡信号的频率改变为在所述列表中列出的频率中的另一频率。
在一些实施例中，当完成所述频率的改变和所述第二天线的特性检测时，所述第二信号发生器可以将所述触发信号输出到所述分析仪。
在一些实施例中，所述第一信号发生器可以基于所述参考信号生成所述电磁波信号，并将所述电磁波信号通过所述第一扩展模块发送到所述第一天线。
在一些实施例中，所述分析仪可以将所述电磁波信号通过所述第一扩展模块发送到所述第二天线。
根据本公开的另一方面，一种信号发生器包括：控制器，其被构造成将通过第一信道接收的指令转换为内部指令；以及本地振荡信号发生器，其被构造成根据所述内部指令生成本地振荡信号，并响应于通过第二信道接收的触发信号改变所述本地振荡信号的频率。
在一些实施例中，所述信号发生器还可以包括可变衰减器，其被构造成响应于通过第三信道发送的检测信号来调整所述本地振荡信号的衰减率。
在一些实施例中，所述信号发生器还可以包括信号分配器，其被构造成将所述本地振荡信号分配成第一本地振荡信号和第二本地振荡信号。
在一些实施例中，所述信号发生器还可以包括压控振荡器，其被构造成接收参考信号，并响应于所述参考信号输出振动信号。所述本地振荡信号发生器可以响应于所述振动信号输出所述本地振荡信号。
在一些实施例中，所述信号发生器还可以包括：温控振荡器；第一开关，其被构造成在第一模式下将所述参考信号发送到所述压控振荡器，并在第二模式下将所述温控振荡器的输出作为所述参考信号发送到所述压控振荡器；以及开关，其被构造成在所述第一模式下将所述振动信号输出到外部设备，并且在所述第二模式下将所述振动信号通过分频器输出到所述外部设备。
有益效果
根据本公开的实施例，提供了一种信号发生器和测量系统，其辅助矢量网络分析仪以低成本分析天线的特性，而与矢量网络分析仪的制造商无关。
附图说明
图1示出了根据示例的测量系统。
图2示出了根据另一示例的测量系统。
图3示出了根据本公开实施例的测量系统的示例。
图4示出了根据本公开实施例的第一信号发生器的示例。
图5示出了在第一信号发生器中的与本地振荡信号发生器相关联的块的示例。
图6是示出了根据本公开实施例的测量系统的操作方法的流程图。
图7示出了图3中的测量系统的应用例。
图8示出了图3中的测量系统的另一应用例。
100、200、300：测量系统
110、210、310：矢量网络分析仪
120、220、320：第一信号发生器
121：第一信号处理单元
122：第二信号生成单元
123：第三信号生成单元
124：本地振荡信号发生器
125：信号衰减处理单元
126：控制器
127：显示器
130、230、330：第一扩展模块
140、240、350：第一天线
150、250、360：第二信号发生器
160、260、370：第二扩展模块
170、270、380：第二天线
具体实施方式
现在参照附图在下面更全面地说明本公开的实施例。然而，本公开可以以不同的形式实施，并且不应该被解释为限于这里阐述的实施例。相反，提供这些实施例是为了使得本公开详尽和完整，并且向本领域技术人员充分传达本发明的范围。
图1示出了根据示例的测量系统10。参考图1，测量系统10包括矢量网络分析仪11、信号分配器12、混频器13和天线14。
矢量网络分析仪11可以输出静电信号。信号分配器12可以分配静电信号以生成用于测量天线14的特性所需的各种信号，例如本地振荡信号、电磁波信号等。分配的信号通过射频(RF：radio-frequency)电缆15(例如同轴电缆)传输到混频器13。混频器13可以将与天线14相关联的各种信号(例如通过天线14发送的信号、通过天线14接收的信号和从天线14反射的信号等)与分配的信号进行混合。混合的结果被发送到矢量网络分析仪11。矢量网络分析仪11可以基于混合的结果测量(或检测)天线14的特性。
通常，混频器13与天线14相邻设置，信号分配器12与矢量网络分析仪11相邻设置。因此，当矢量网络分析仪11和天线14之间的距离增大时，信号分配器12和混频器13之间的距离增大，并且RF电缆15的长度增大。当RF电缆15的长度增大时，在RF电缆15中发生的信号衰减的影响可能增大。也就是说，可能会减小到达混频器13的信号的电平，并且可能无法正常测量天线14的特性。
图2示出了根据另一示例的测量系统20。参考图2，测量系统20包括矢量网络分析仪21、信号发生器22、混频器23和天线24。与图1中的测量系统20相比，没有设置信号分配器12，而是设置了信号发生器22。
矢量网络分析仪21和信号发生器22之间的通信信道26可以基于以太网(Ethernet)。因此，矢量网络分析仪21可以与信号发生器22正常地执行通信，而不管它们之间的距离如何。信号发生器22可以与天线24和混频器23相邻设置，而与到矢量网络分析仪21的距离无关。结果，可以减小信号发生器22和混频器23之间的射频(RF：radio-frequency)电缆25的长度，并且可以防止到达混频器23的信号电平的衰减。
然而，矢量网络分析仪21的大部分实验产品和信号发生器22的实验产品在指令系统和信号系统方面彼此不相容。例如，当使用特定的矢量网络分析仪时，除了使用相同指令系统和信号系统的信号发生器之外，其他低成本的信号发生器不能用于测量系统20。即使当测量系统20使用具有彼此不同的指令系统或信号系统的矢量网络分析仪和信号发生器来构成时，矢量网络分析仪和信号发生器的性能也会被抑制，而不是被充分地利用。为了解决这个问题，本公开的实施例提供了一种信号发生器和包括该信号发生器的测量系统，该信号发生器具有与各种矢量网络分析仪兼容的指令系统和信号系统，并使用该指令系统和信号系统生成用于测量天线的特性所需的各种信号。
图3示出了根据本公开实施例的测量系统100的示例。参考图3，测量系统100包括矢量网络分析仪110、第一信号发生器120、第二扩展模块130、第一天线140、第二信号发生器150、第二扩展模块160和第二天线170。
矢量网络分析仪110可以输出电磁波信号RF和参考信号REF。电磁波信号RF可以是待通过第一天线140发送的信号。例如，电磁波信号RF可以具有几到几十千兆赫兹(GHz)的频率。电磁波信号RF可以被发送到第一扩展模块130。参考信号REF可以是用作参考的信号，第一信号发生器120和第二信号发生器150基于该参考生成各种信号。参考信号REF可以具有10兆赫兹(MHz)的频率。参考信号REF可以被发送到第一信号发生器120。
矢量网络分析仪110可以从第一信号发生器120接收参考中频信号IF_Ref和第一测试中频信号IF_T1，并且可以从第二信号发生器150接收第二测试中频信号IF_T2。参考中频信号IF_Ref可以表现出电磁波信号RF的特性。第一测试中频信号IF_T1可以表现出第一天线140的特性。第二测试中频信号IF_T2可以表现出第二天线170的特性。矢量网络分析仪110将第一测试中频信号IF_T1和第二测试中频信号IF_T2与参考中频信号IF_Ref进行比较，以测量(或检测)第一天线140和第二天线170的特性。
矢量网络分析仪110可以通过控制信道CNT连接到第一信号发生器120。矢量网络分析仪110可以通过控制信道CNT将指令和用于测试第一天线140的频率列表发送到第一信号发生器120。例如，控制信道CNT可以基于以太网。
矢量网络分析仪110可以将触发信号TRIG发送到第一信号发生器120。触发信号TRIG可以包括与控制信道CNT分开的另外的硬件信号线。触发信号TRIG可以是请求改变待测试的频率的信号。
第一信号发生器120从矢量网络分析仪100接收参考信号REF。第一信号发生器120可以从参考信号REF生成参考本地振荡信号LO_Ref和第一测试本地振荡信号LO_T1。参考本地振荡信号LO_Ref和第一测试本地振荡信号LO_T1被发送到第一扩展模块130。
第一信号发生器120从第一扩展模块130接收参考中频信号IF_Ref、第一测试中频信号IF_T1和参考检测信号DET_Ref。第一信号发生器120可以将参考中频信号IF_Ref和第一测试中频信号IF_T1发送到矢量网络分析仪110。第一信号发生器120可以使用参考检测信号DET_Ref调整参考本地振荡信号LO_Ref的电平和第一测试本地振荡信号LO_T1的电平。
第一信号发生器120可以将从矢量网络分析仪110接收的参考信号REF发送到第二信号发生器150。
第一信号发生器120可以通过控制信道CNT从矢量网络分析仪110接收指令和频率列表。第一信号发生器120通过控制信道CNT连接到第二信号发生器150。第一信号发生器120可以通过控制信道CNT将从矢量网络分析仪110接收到的指令和频率列表发送(传送)到第二信号发生器150。例如，控制信道CNT可以基于以太网。
第一信号发生器120从矢量网络分析仪110接收触发信号TRIG。响应于触发信号TRIG，第一信号发生器120可以改变参考本地振荡信号LO_Ref的频率和第一测试本地振荡信号LO_T1的频率。第一信号发生器120可以将触发信号TRIG发送到第二信号发生器150。触发信号TRIG可以通过与控制信道CNT分开的另外的硬件信号线传输。
第一扩展模块130可以从第一信号发生器120接收参考本地振荡信号LO_Ref和第一测试本地振荡信号LO_T1。第一扩展模块130可以将参考本地振荡信号LO_Ref与电磁波信号RF混合，从而输出参考中频信号IF_Ref。第一扩展模块130可以提取参考本地振荡信号LO_Ref的直流(DC：direct current)分量，并且可以将所提取的DC分量作为参考检测信号DET_Ref输出。第一扩展模块130可以将从第一天线140反射的信号与第一测试本地振荡信号LO_T1混合，并且可以将所混合的信号作为第一测试中频信号IF_T1输出。
第一扩展模块130包括第一定向耦合器131、第一DC分量提取器132、第一混频器133、第二定向耦合器134、第二混频器135和第一端口136。
第一定向耦合器131可以耦合参考本地振荡信号LO_Ref，并且可以将耦合的参考本地振荡信号LO_Ref分别发送到第一DC分量提取器132和第一混频器133。第一DC分量提取器132可以提取第一定向耦合器131的输出的DC分量，并且将所提取的DC分量作为参考检测信号DET_Ref输出。
第一混频器133可以将第一定向耦合器131的输出与第二定向耦合器的输出混合。混合的结果可以作为参考中频信号IF_Ref输出。第二定向耦合器134可以耦合发送到天线140的电磁波信号RF，并且可以将耦合的电磁波信号RF发送到第一混频器133。第二定向耦合器134可以耦合从天线140反射的电磁波信号，并且可以将耦合的电磁波信号发送到第二混频器135。第二混频器135可以将第二定向耦合器134的输出与第一测试本地振荡信号LO_T1混合。混合的结果可以作为第一测试中频信号IF_T1输出。
第一端口136可以是第一天线140所连接的端口。
如参考第一扩展模块130所描述的，参考检测信号DET_Ref表示发送到第一混频器130的参考本地振荡信号LO_Ref的DC分量。根据输出参考本地振荡信号LO_Ref时的DC分量和由参考检测信号DET_Ref表示的DC分量之间差，第一信号发生器120可以确定电缆(例如，同轴电缆)的衰减，其中通过该电缆传输参考本地振荡信号LO_Ref或第一测试本地振荡信号LO_T1。第一信号发生器120可以反映所确定的衰减，从而调整参考本地振荡信号LO_Ref或第一测试本地振荡信号LO_T1的电平。
参考中频信号IF_Ref表现出电磁波信号RF的特性。第一测试中频信号IF_T1表示从第一天线140反射的电磁波信号RF的分量。因此，矢量网络分析仪110可以使用参考中频信号IF_Ref和第一测试中频信号IF_T1来确定第一天线140的特性。
参考信号REF的频率大约为10MHz。参考中频信号IF_Ref是将电磁波信号RF与参考本地振荡信号LO_Ref混合的结果。例如，参考中频信号IF_Ref可以具有这样的频率：电磁波信号RF的频率被减小了参考本地振荡信号LO_Ref的频率。参考中频信号IF_Ref的频率可以低于电磁波信号RF的频率或参考本地振荡信号LO_Ref的频率。类似地，第一测试中频信号IF_T1的频率低于电磁波信号RF的频率或第一测试本地振荡信号IF_T1的频率。因此，参考信号REF、参考中频信号IF_Ref和第一测试中频信号IF_T1在电缆内经历的衰减可以小于电磁波信号RF、参考本地振荡信号LO_Ref或第一测试本地振荡信号LO_T1在电缆内经历的衰减。触发信号TRIG可以不是高频信号。控制信道CNT可以基于以太网。矢量网络分析仪110和第一信号发生器120之间的距离对在矢量网络分析仪110和第一信号发生器120之间交换的信号的影响小于其他高频信号。
第二信号发生器150从第一信号发生器120接收参考信号REF。第二信号发生器150可以从参考信号REF生成第二测试本地振荡信号LO_T2。第二测试本地振荡信号LO_T2被发送到第二扩展模块160。
第二信号发生器150从第二扩展模块160接收第二测试中频信号IF_T1和测试检测信号DET_T2。第二信号发生器150可以将第二测试中频信号IF_T2发送到矢量网络分析仪110。第二信号发生器150可以使用测试检测信号DET_T2来调整第二测试本地振荡信号LO_T2的电平。
第二信号发生器150可以通过控制信道CNT从第一信号发生器120接收指令和频率列表。
第二信号发生器150可以从第一信号发生器120接收触发信号TRIG。响应于该触发信号TRIG，第二信号发生器150可以改变第二测试本地振荡信号LO_T2的频率。第二信号发生器150可以将触发信号TRIG发送到矢量网络分析仪110。触发信号TRIG可以通过与控制信道CNT分开的另外的硬件信号线传输。
第二扩展模块160可以从第二信号发生器150接收第二测试本地振荡信号LO_T2。第二扩展模块160可以提取第二测试本地振荡信号LO_T2的DC分量，并且可以将所提取的DC分量作为测试检测信号DET_T2输出。第二扩展模块160可以将电磁波信号RF通过第二天线170接收的电磁波信号RF'与第二测试本地振荡信号LO_T2混合，并且可以将混合的结果作为第二测试中频信号IF_T2输出。
第二扩展模块160包括第三定向耦合器161、第二直流(DC)分量提取器162、第三混频器163和第二端口164。
第三定向耦合器161可以耦合第二测试本地振荡信号LO_T2，并且可以将耦合的第二测试本地振荡信号LO_T2分别发送到第二DC分量提取器162和第三混频器163。第二DC分量提取器162可以提取第三定向耦合器161的输出的DC分量，并且可以将所提取的DC分量作为测试检测信号DET_T2输出。
第三混频器163可以将第三定向耦合器161的输出与所接收的电磁波信号RF'混合。混合的结果可以作为第二测试中频信号IF_T2输出。
第二端口164可以是第二天线170所连接的端口。
如参考第二扩展模块160所描述的，测试检测信号DET_T2表示发送到第二混频器160的第二测试本地振荡信号LO_T2的DC分量。根据输出第二测试本地振荡信号LO_T2时的DC分量和由测试检测信号DET_T2表示的DC分量之间的差，第二信号发生器150可以确定电缆(例如，同轴电缆)的衰减，其中第二测试本地振荡信号LO_T1通过该电缆在第二信号发生器150和第二扩展模块160之间传输。第二信号发生器150可以反映所确定的衰减，从而调整第二测试本地振荡信号LO_T2的电平。
图4示出了根据本公开实施例的第一信号发生器120的示例。参考图3和图4，第一信号发生器120包括第一至第三信号处理单元121～123、本地振荡信号发生器124、衰减处理单元125、控制器126和显示器127。
第一信号处理单元121可以处理参考信号REF。第一信号处理单元121包括第一放大器A1和第一信号分配器DVD1。第一放大器A1可以放大从矢量网络分析仪110接收的参考信号REF。第一信号分配器DVD1可以将第一放大器A1的输出分别发送到本地振荡信号发生器124和第二信号发生器150。例如，第一信号分配器DVD1可以是定向耦合器或功率分配器。
第二信号处理单元122可以处理参考中频信号IF_Ref。第二信号处理单元122包括第一低通滤波器LPF1和第二放大器A2。第二低通滤波器LPF1可以对参考中频信号IF_Ref执行低通滤波。第二放大器A2可以放大第一低通滤波器LPF1的输出，并且可以将放大的输出发送到矢量网络分析仪110。
第三信号处理单元123可以处理第一测试中频信号IF_T1。第三信号处理单元123包括第二低通滤波器LPF2和第三放大器A3。第三低通滤波器LPF3可以对第一测试中频信号IF_T1执行低通滤波。第三放大器A3可以放大第二低通滤波器LPF2的输出，并且可以将所放大的输出发送到矢量网络分析仪110。
本地振荡信号发生器124从第一信号处理单元121接收参考信号REF。在控制器126的控制下，本地振荡信号发生器124可以输出本地振荡信号LO。
本地振荡信号发生器124包括随机存取存储器(RAM：random access memory)和只读存储器(ROM：read-only memory)。只读存储器(ROM)可以存储各种代码，例如本地振荡信号发生器124的初始化代码、用于操作控制器126所需的固件等。随机存取存储器(RAM)可以存储本地振荡信号发生器124操作期间产生的各种数据。例如，控制器126可以存储频率列表和电平补偿值。
本地振荡信号发生器124可以从矢量网络分析仪110接收触发信号TRIG。响应于触发信号TRIG，本地振荡信号发生器124可以输出本地振荡信号LO，该本地振荡信号LO的频率与所列出的频率中的初始频率或当前频率不同。触发信号TRIG所选择的频率的顺序可以从控制器126连同频率列表一起接收。
衰减处理单元125可以根据在第一信号发生器120和第一扩展模块130之间发生的衰减来调整本地振荡信号LO的衰减率。衰减处理单元125包括可变增益放大器GA、可变衰减器ATT、第二信号分配器DVD2、第四放大器A4和第五放大器A5以及衰减逻辑ALC。
可变增益放大器GA可以具有由衰减逻辑ALC或控制器126改变的增益。可变衰减器ATT可以具有可变衰减率，该可变衰减率根据衰减逻辑ALC的控制而变化。衰减逻辑ALC可以从第一扩展模块130接收参考检测信号DET_Ref，并且可以基于该参考检测信号DET_Ref来调整可变衰减器ATT的衰减率。第二信号分配器DVD2可以分配可变衰减器ATT的输出，并且可以将分配后的输出分别发送到第四放大器A4和第五放大器A5。例如，第二信号分配器DVD2可以是定向耦合器或功率分配器。第四放大器A4和第五放大器A5可以将第二信号分配器DVD2的输出分别输出到参考本地振荡信号LO_Ref和第一测试本地振荡信号LO_T1。
控制器126通过控制信道CNT分别连接到矢量网络分析仪110和第二信号发生器150。控制器126可以从矢量网络分析仪110接收指令。控制器126可以将矢量网络分析仪110的指令转换成内部指令。控制器126可以基于矢量网络分析仪110的指令方案将响应发送到矢量网络分析仪110。控制器126可以基于转换后的内部指令来控制本地振荡信号发生器124、衰减处理单元125和显示器127。控制器126可以从矢量网络分析仪110接收并存储频率列表。控制器126可以将从矢量网络分析仪110发送的指令和频率列表发送到第二信号发生器150。
显示器127由控制器126驱动，并且显示器127可以显示第一信号发生器120的状态和由第一信号发生器120处理的信号。
例如，本地振荡信号发生器124、衰减处理单元125、控制器126和显示器127可以分别实现为模块。本地振荡信号发生器124、衰减处理单元125和显示器127可以通过通用串行总线(USB)接口连接到控制器126。显示器127可以包括触摸界面。
作为示例，用户界面设备(例如键盘、鼠标等)可以另外地连接到控制器126。例如，用户界面设备可以通过USB接口连接到控制器126。
如上所述，控制器126可以通过第一类型(例如，以太网接口)与矢量网络分析仪110通信，该矢量网络分析仪110具有第一指令方案或第一信号方案。控制器126可以将第一指令方案或第一信号方案转换成第二指令方案或第二信号方案。控制器126可以通过第二类型(例如，USB接口)与具有第二指令方案或第二信号方案的本地振荡信号发生器124、衰减处理单元125和显示器127中的至少一者通信。通过应用控制器126，具有不同的指令系统或信令方案的矢量网络分析仪110和本地振荡信号发生器124可以容易地提供各种信号用于测试。特别地，本地振荡信号发生器124被配置成接收和发送作为用于频率快速改变的另外的硬件信号线提供的触发信号TRIG，从而提高测试速度。
另外，控制器126或本地振荡信号发生器124可以进一步地管理取决于频率的损耗路径偏差(例如，斜率)的校准水平。控制器126或本地振荡信号发生器124可以使用相应设定值的斜率来计算列表中列出的频率的校准水平。
第二信号发生器150可以具有与图4所示的第一信号发生器120类似的配置。例如，除了在第一信号处理单元120中移除第一信号分配器DVD1，在衰减处理单元125中移除第二信号分配器DVD2，设置第四放大器A4和第五放大器A5中的一者，并且去除控制信道CNT的输出之外，第二信号处理单元150可以具有与第一信号处理单元120相同的结构。
作为另一示例，第二信号处理单元150具有与第一信号处理单元120相同的配置，并且参考信号REF的输出端口、衰减处理单元125的两个输出端口之一以及控制信道CNT的输出端口可以被停用。
图5示出了在第一信号发生器120中的与本地振荡信号发生器124相关联的块的示例。参考图4和图5，第一信号发生器120包括：第一至第三开关、第一分频器FD1和第二分频器FD2、温控振荡器TCXO、压控振荡器VCXO、生成块GB、滤波器组FB、第一可变电阻器VB1和第二可变电阻器VB2、放大器A和衰减逻辑ALC。
参考信号REF可以被发送到温控振荡器TCXO和第一开关S1。响应于控制器126的控制，第一开关S1可以将参考信号REF或温控振荡器TCXO的输出发送到压控振荡器VCXO。例如，第一开关S1和温控振荡器TCXO可以任选地添加到图4中的第一信号处理单元121。
压控振荡器VCXO的输出被发送到生成块GB和第二开关S2。在控制器126的控制下，第二开关将压控振荡器S2的输出发送到第三开关S3和第一分频器FD1中的一者。例如，第一分频器的分频比可以为1/10。在控制器126的控制下，第三开关S3可以将第二开关S2的输出和第一分频器FD1的输出中的一者输出到第二信号发生器150(见图3)。第二开关S2和第三开关S3以及第一分频器FD1可以任选地提供给图4中的第一信号处理单元121。
压控振荡器VCXO可以对应于图4中的第一信号处理单元121的第一信号分配器DVD1。
生成块GB可以对压控振荡器VCXO的输出进行粗调和微调，以生成频率为10GHz～20GHz频带的信号。例如，粗调可以包括锁相和谐波生成。微调可以包括模数(modulus)直接数字合成(DDS)。
第二分频器FD2可以将生成块GB的输出信号的频率分成1/N。第二分频器FD2的分频比可以由控制器126控制。第二分频器FD2的分频比可以根据列表中列出的频率中的目标频率来确定。滤波器组FB可以在所需频带中对第二分频器FD2的输出进行滤波。滤波器组FB的通带和阻带可以由控制器126控制。滤波器组FB的通带和阻带可以根据列表中列出的频率中的目标频率来确定。
第一可变电阻器VR1的电阻可以由衰减逻辑ALC来调节。滤波器组FB的输出信号通过第一可变电阻器VR1发送到放大器A。当通过衰减逻辑ALC调节第一可变电阻器VR1的电阻时，可以调节通过第一可变电阻器VR1的信号的衰减率。第一可变电阻器VR1和放大器A可以对应于图4中的可变衰减器ATT。放大器A的输出被发送到第二可变电阻器VR2。第二可变电阻器VR2的电阻可以由控制器126控制。已经通过第二可变电阻器VR2的信号可以作为本地振荡信号LO输出。
图6是示出了根据本公开实施例的测量系统100的操作方法的流程图。参考图3、图4和图6，在操作S110中，矢量网络分析仪110可以通过控制信道CNT请求第一信号发生器120识别信息。例如，矢量网络分析仪110可以根据第一指令方案请求信息识别。
在操作S115中，第一信号发生器120的控制器126可以根据第一指令方案通过控制信道CNT将信息响应发送到矢量网络分析仪110。当接收到信息响应时，矢量网络分析仪110可以识别出第一信号发生器120根据第一指令方案进行操作。在操作S120中，矢量网络分析仪110可以通过控制信道CNT将频率列表发送到第一信号发生器120。第一信号发生器120的控制器126可以存储频率列表。在操作125中，第一信号发生器120的控制器126可以通过控制信道CNT将频率列表发送到第二信号发生器150的控制器(例如，控制器156)。第二信号发生器150的控制器156可以存储频率列表。
在操作S130中，第一信号发生器120的控制器126和第二信号发生器150的控制器156均可以执行指令转换。例如，控制器126可以生成通过控制信道CNT从矢量网络分析仪110发送的指令，以及用于基于所存储的频率列表控制本地振荡信号发生器124的第二类型指令。控制器156可以生成通过控制信道CNT从第一信号发生器120发送的指令，以及用于基于所存储的频率列表控制本地振荡信号发生器(例如，本地振荡信号发生器156)的第二类型指令。
在操作S135中，第一信号发生器120的控制器126和第二信号发生器150的控制器156可以调用电平补偿值。例如，电平补偿值可以预先存储在控制器126和控制器156中，与频率列表一起接收，或者由控制器126和控制器156基于频率列表计算。
在操作S140中，控制器126可以将第二类型指令发送到本地振荡信号发生器124。控制器156可以将第二类型指令发送到本地振荡信号发生器154。例如，第二类型指令可以通过USB接口传输。指令可以包括频率列表和电平补偿值。
在操作S145中，本地振荡信号发生器124可以存储从控制器126发送的频率列表和电平补偿值。本地振荡信号发生器154可以存储从控制器156发送的频率列表和电平补偿值。
在操作S150中，执行完成报告。例如，本地振荡信号发生器124可以向控制器126报告频率列表和电平补偿值的应用已完成。本地振荡信号发生器154可以向控制器156报告频率列表和电平补偿值的应用已完成。控制器156可以向控制器126报告频率列表和电平补偿值的应用已完成。控制器126可以向矢量网络分析仪110报告频率列表和电平补偿值的应用已经完成。例如，完成报告可以由矢量网络分析仪110生成，该矢量网络分析仪110询问第一信号发生器120是否完成了应用，并且可以由第一信号发生器120生成，该第一信号发生器120询问第二信号发生器150是否完成了应用。作为另一示例，可以在第二信号发生器150向第一信号发生器120报告完成时以及在第一信号发生器120向矢量网络分析仪110报告完成时执行完成报告。
在操作S155中，执行信息识别。例如，可以对是否完成了指令的执行进行识别。信息识别可以由矢量网络分析仪110执行，该矢量网络分析仪110请求第一信号发生器120进行识别，并且可以由第一信号发生器120执行，该第一信号发生器120请求第二信号发生器150进行识别。
在操作S160中，执行触发。矢量网络分析仪110可以激活触发信号TRIG。响应于触发信号TRIG，本地振荡信号发生器124可以转换频率。本地振荡信号发生器124可以将触发信号TRIG发送到本地振荡信号发生器154。响应于触发信号TRIG，本地振荡信号发生器154可以转换频率。本地振荡信号发生器154可以将触发信号TRIG发送到矢量网络分析仪110。矢量网络分析仪110可以使用通过第一信号发生器120和第二信号发生器150发送的信号来测量第一天线140和第二天线170的特性。
图7示出了图3中的测量系统100的应用例200。参考图7，测量系统200包括矢量网络分析仪210、第一信号发生器220、第一扩展模块230、第一天线240、第二信号发生器250、第二扩展模块260和第二天线270。第一扩展模块230包括第一定向耦合器231、第一直流(DC)分量提取器232、第一混频器233、第一定向耦合器234、第二混频器235和第一端口236。第二扩展模块260包括第三定向耦合器261、第二DC分量提取器262、第三混频器263和第二端口264。
与图3中的测量系统100相比，矢量网络分析仪210不输出电磁波信号RF。第一信号发生器220可以从参考信号REF生成电磁波信号RF。可以使用本地振荡信号发生器124(见图4)或附加振荡信号发生器生成电磁波信号REF。例如，可以通过本地振荡信号LO的耦合、倍增或分频来生成电磁波信号RF。
图8示出了图3中的测量系统100的另一应用例300。参考图8，测量系统300包括矢量网络分析仪310、第一信号发生器320、第二扩展模块330、第一天线350、第二信号发生器360、第二扩展模块370和第二天线380。
作为示例，测量系统300可以应用于毫米波。由毫米波电缆引起的衰减相对小于由GHz波电缆引起的衰减。因此，用于衰减应用的检测信号DET_Ref和DET_T2(见图3)可以不用在毫米波测量系统300中。
第一扩展模块330包括：第一倍频器331和第二倍频器333、第一至第三放大器332、337和340、第一低通滤波器338和第二低通滤波器341、第一混频器336和第二混频器339、第一定向耦合器334、功率分配器335和第一端口。
第一倍频器331可以将从第一信号发生器320输出的电磁波信号RF的频率倍增。第一放大器332可以放大第一倍频器331的输出。第二倍频器333可以将第一放大器332的输出频率倍增。第一定向耦合器334可以耦合从第二倍频器333发送到天线350的信号，并且可以将耦合的信号输出到第一混频器336。第一定向耦合器334可以耦合要发送到第一定向耦合器334的由第一天线350反射的信号，并且可以将耦合的信号发送到第二混频器339。
功率分配器335可以分配从第一信号发生器320输出的第一测试本地振荡信号LO_T1的功率，并且可以将分配的功率发送到第一混频器336和第二混频器339。第一混频器336可以将第一定向耦合器334的输出与功率分配器335的输出混合，并且可以输出混合的结果。第二放大器337可以放大第一混频器336的输出。第一低通滤波器338可以对放大器337的输出执行低通滤波。第一低通滤波器338的输出可以作为参考中频信号IF_Ref输出。
第二混频器339可以将功率分配器335的输出与第一定向耦合器334的输出混合。第三放大器340可以放大第二混频器339的输出。第二低通滤波器341可以对第三放大器340的输出执行低通滤波。第二低通滤波器341的输出可以作为第一测试中频信号IF_T1输出。
第一端口342可以是第一天线350所连接的端口。
第二扩展模块370包括第二定向耦合器371、电容器372、第三混频器373、第四放大器374、第五放大器375、第三低通滤波器376和第二端口377。
第一定向耦合器371可以耦合通过天线380接收的信号RF'，并且可以输出耦合的信号RF'。电容器372可以去除直流(DC)分量。第四放大器374可以放大第二测试本地振荡信号LO_T2。第三混频器373可以将第四放大器374的输出与通过电容器372发送的信号混合。第五放大器375可以放大第三混频器373的输出。第三低通滤波器376可以对第五放大器375的输出执行低通滤波。第三低通滤波器376的输出可以作为第二测试中频信号IF_T2输出。
第二端口377可以是第二天线380所连接的端口。
尽管已经详细说明了本公开及其优点，但是应当理解，在不脱离由所附权利要求书限定的本公开的精神和范围的情况下，可以进行各种改变、替换和更改。

Claims (20)

1.一种测量系统，包括：
分析仪；
第一扩展模块，其用于在所述分析仪的控制下将第一电磁波信号发送到第一天线；
第二扩展模块，其用于通过第二天线接收第二电磁波信号；
第一信号发生器，其用于在所述分析仪的控制下生成第一本地振荡信号，并通过使用所述第一本地振荡信号检测所述第一电磁波信号的参考特性和所述第一天线的第一测试特性；以及
第二信号发生器，其用于在所述分析仪的控制下生成第二本地振荡信号，并通过使用所述第二本地振荡信号检测所述第二天线的第二测试特性，
其中，所述第一信号发生器包括：
控制器，其用于将从所述分析仪发送的指令转换成内部指令；以及
本地振荡信号发生器，其用于根据所述内部指令生成所述第一本地振荡信号。
2.如权利要求1所述的测量系统，其中，所述第一信号发生器从所述分析仪接收参考信号，基于所述参考信号生成参考本地振荡信号和第一测试本地振荡信号，并将所述参考本地振荡信号和所述第一测试本地振荡信号发送到所述第一扩展模块。
3.如权利要求2所述的测量系统，其中，所述第一扩展模块将所述参考本地振荡信号与所述第一电磁波信号混合，并将混合的信号作为参考中频信号输出到所述第一信号发生器，并且
所述第一信号发生器将所述参考中频信号发送到所述分析仪。
4.如权利要求2所述的测量系统，其中，所述第一扩展模块将所述参考本地振荡信号的直流分量作为参考检测信号发送到所述第一信号发生器，并且
所述第一信号发生器使用所述参考检测信号调整所述参考本地振荡信号和所述第一测试本地振荡信号的电平。
5.如权利要求2所述的测量系统，其中，所述第一扩展模块将所述第一电磁波信号从所述第一天线反射的信号与所述第一测试本地振荡信号混合，并将混合的结果作为第一测试中频信号发送到所述第一信号发生器，并且
所述第一信号发生器将所述第一测试中频信号发送到所述分析仪。
6.如权利要求2所述的测量系统，其中，所述第一信号发生器从所述分析仪接收频率列表，存储所接收的列表，并响应于从所述分析仪发送的触发信号将所述参考本地振荡信号和所述第一测试本地振荡信号的频率改变为在所述列表中列出的频率中的另一频率。
7.如权利要求6所述的测量系统，其中，所述触发信号通过另外的硬件信号线发送。
8.如权利要求6所述的测量系统，其中，所述指令和所述列表通过以太网信道发送。
9.如权利要求2所述的测量系统，其中，所述第二信号发生器从所述第一信号发生器接收所述参考信号，基于所述参考信号生成第二测试本地振荡信号，并将所述第二测试本地振荡信号发送到所述第二扩展模块。
10.如权利要求9所述的测量系统，其中，所述第二扩展模块将所述第二测试本地振荡信号与所述第二电磁波信号混合，并将混合的结果作为第二测试中频信号发送到所述第二信号发生器，并且
所述第二信号发生器将所述第二测试中频信号发送到所述分析仪。
11.如权利要求9所述的测量系统，其中，所述第二扩展模块将所述第二测试本地振荡信号的直流分量作为测试检测信号发送到所述第一信号发生器，并且
所述第一信号发生器使用所述测试检测信号调整所述第二测试本地振荡信号的电平。
12.如权利要求9所述的测量系统，其中，所述第二信号发生器从所述第一信号发生器接收频率列表，存储所接收的列表，并响应于从所述第一信号发生器发送的触发信号将所述第二测试本地振荡信号的频率改变为在所述列表中列出的频率中的另一频率。
13.如权利要求12所述的测量系统，其中，当完成所述频率的改变和所述第二天线的特性检测时，所述第二信号发生器将所述触发信号输出到所述分析仪。
14.如权利要求2所述的测量系统，其中，所述第一信号发生器基于所述参考信号生成所述电磁波信号，并将所述电磁波信号通过所述第一扩展模块发送到所述第一天线。
15.如权利要求1所述的测量系统，其中，所述分析仪将所述电磁波信号通过所述第一扩展模块发送到所述第二天线。
16.一种信号发生器，包括：
控制器，其被构造成将通过第一信道接收的指令转换为内部指令；以及
本地振荡信号发生器，其被构造成根据所述内部指令生成本地振荡信号，并响应于通过第二信道接收的触发信号改变所述本地振荡信号的频率。
17.如权利要求16所述的信号发生器，还包括：
可变衰减器，其被构造成响应于通过第三信道发送的检测信号来调整所述本地振荡信号的衰减率。
18.如权利要求16所述的信号发生器，还包括：
信号分配器，其被构造成将所述本地振荡信号分配成第一本地振荡信号和第二本地振荡信号。
19.如权利要求16所述的信号发生器，还包括：
压控振荡器，其被构造成接收参考信号，并响应于所述参考信号输出振动信号，
其中，所述本地振荡信号发生器响应于所述振动信号输出所述本地振荡信号。
20.如权利要求19所述的信号发生器，还包括：
温控振荡器；
第一开关，其被构造成在第一模式下将所述参考信号发送到所述压控振荡器，并在第二模式下将所述温控振荡器的输出作为所述参考信号发送到所述压控振荡器；以及
开关，其被构造成在所述第一模式下将所述振动信号输出到外部设备，并且在所述第二模式下将所述振动信号通过分频器输出到所述外部设备。
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