CN117278026B - 一种射频频率自校准方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种射频频率自校准方法，用于对待校准件进行校准，其包括如下步骤：S1，控制待校准件的MCU输出一固定调谐电压V，并得到的待校准件的中频电压值Vcal(IF)，其中所述固定调谐电压V一一对应标准件的固定调谐电压V；所述标准件与所述待校准件的电路相同；S2，修正待校准件MCU输出的调谐电压使得其输出的中频电压值与所述标准件的中频电压值相同，获取此时的调谐电压的修正量，对待校准件MCU的调谐电压均平移所述修正量得到校准后的调谐电压。本发明用中频信号特征从而判断射频频率，通过简单链路实现了射频频率校准，无需较为复杂的PLL，可以更好地满足低功耗、小尺寸、低成本的需求。

Description

一种射频频率自校准方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体来说，涉及一种射频频率自校准方法。

背景技术

现有调频连续波雷达所采用VCO主要为开环方式，由于器件精度所限，VCO做不到完全一致，相同调谐电压得到的射频频率会有较大差异。对于频率偏差较远的产品，射频频点不能准确和天线频点对齐，天线增益降低，收发隔离度减弱，最终信噪比变差。

少数采用PLL链路的，响应时间长，链路更复杂成本加大，且需要更大尺寸难以适应小尺寸产品。

本文提供的背景描述用于总体上呈现本公开的上下文的目的。除非本文另外指示，在该章节中描述的资料不是该申请的权利要求的现有技术并且不要通过包括在该章节内来承认其成为现有技术。

发明内容

针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种射频频率自校准方法，用于对待校准件进行校准，所述待校准件包括：一压控振荡器VCO、功分器、混频器、微控制单元MCU；其包括如下步骤：

S1，控制待校准件的MCU输出一固定调谐电压V，并得到的待校准件的中频电压值Vcal(IF)，其中所述固定调谐电压V一一对应标准件的固定调谐电压V；所述标准件与所述待校准件的电路相同；

S2，修正待校准件MCU输出的调谐电压使得其输出的中频电压值与所述标准件的中频电压值相同，获取此时的调谐电压的修正量，对待校准件MCU的调谐电压均平移所述修正量得到校准后的调谐电压。

第二方面，本发明的另一个实施例提供了一种射频频率自校准方法，用于对待校准件进行校准，所述待校准件包括：一压控振荡器VCO、功分器、混频器、微控制单元MCU；其包括如下步骤：

S1，控制待校准件的MCU输出调谐电压V，并得到的待校准件的中频波形；所述标准件与所述待校准件的电路相同；

S2，平移所述待校准件MCU输出的调谐电压使得其输出的中频波形与所述标准件的中频波形相似度最高，获取此时的平移调谐电压得到校准后的调谐电压。

第三方面，本发明的另一个实施例提供了一种射频频率自校准方法，用于对待校准件进行校准，所述待校准件包括：一压控振荡器VCO、功分器、混频器、微控制单元MCU、一鉴相器、一参考源，所述鉴相器一端与混频器相连，另一端与MCU相连；所述参考源与鉴相器相连；

S1，控制待校准件的MCU输出一固定调谐电压V，并得到的待校准件的中频电压值Vcal(IF)，其中所述固定调谐电压V一一对应标准件的固定调谐电压V；所述标准件与所述待校准件的电路相同；

S2，修正待校准件MCU输出的调谐电压使得其鉴相器输出的鉴相电压值与所述标准件的鉴相电压值相同，获取此时的调谐电压的修正量，对待校准件MCU的调谐电压均平移所述修正量得到校准后的调谐电压。

本发明通过简单链路实现了射频频率自校准，能够充分利用天线的最佳频点，提升信噪比，进一步改善了产品性能，并且在简单链路中实现了自校准，对器件精度不再有过高要求，节省了成本；本发明用中频信号特征从而判断射频频率，通过简单链路实现了射频频率校准，无需较为复杂的PLL，可以更好地满足低功耗、小尺寸、低成本的需求。本发明通过与标准件中频特征进行比较，平移调谐电压直至中频特征一致实现射频的自校准。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的射频电路示意图；

图2是本发明实施例提供的中频电压与射频频率图；

图3是本发明实施例提供的增加鉴相器射频电路示意图；

图4是本发明实施例提供的鉴相电压与调谐电压中值图。

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

参考图1，图1是一射频电路，其包括：一压控振荡器VCO(Voltage ControlledOscillator，VCO)，所述VCO用于产生由电压控制的调频连续波信号；功分器：将VCO产生的调频连续波信号分为两路，一路用于发射，一路用于混频器本振；混频器，用于将本振信号与接收信号混频，从而得到中频信号；微控制单元MCU(Microcontroller Unit，MCU)，用于产生调谐电压，所述调谐电压用于控制VCO，接收中频信号并计算。

对于小尺寸的产品，收发天线会存在隔离度差的问题，也就是说天线端会存在较强的自耦合信号传导至混频器接收端。

对于收发隔离度极好的产品，可以主动设计耦合电路，从发射链路耦合一路信号至接收，形成自耦合信号。

对于调频连续波系统参数定义如下

F₀:射频中心频率

BW：射频带宽

T：扫频周期

τ：自耦合信号路径延时

如图1所示，混频器本振端信号F(t)相位为：

混频器接收端端自干扰信号F(t-τ)相位为

混频后得到中频信号IF(t)相位为

其中t∈[0,T]。

可知，当BW＝0时，自耦合信号路径固定，延时τ为常量，也即是说，对于特定调谐电压(点频输出)，自耦合中频信号相位由射频频点决定。如图2中频电压-射频频率图所示，中频电压值与射频频点一一对应。

在不考虑平坦度波动的情况下即认为A为常量。对于标准件，MCU给出一个固定调谐电压V，即可在混频器输出端口得到一个电压值V(IF)。本实施例的标准件是满足理论设计的射频电路。

本实施例的射频电路还可以包括一天线，所述天线用于接收射频信号。但本实施例的射频频率自校准方法主要用对射频电路的射频频率进行校准，其在进行校准时，没有接收射频信号，故也可以在没有天线的射频电路上进行校准。本实施例以有天线进行介绍，但本领域技术人员知晓，其同样可以在没有天线的射频电路上进行频率自校准。

本实施例公开了一种射频频率自校准方法，用于对待校准件进行校准，所述待校准件具有上述的射频电路，其包括如下步骤：

S1，控制待校准件的MCU输出一固定调谐电压V，并得到的待校准件的中频电压值Vcal(IF)，其中所述固定调谐电压V一一对应标准件的固定调谐电压V；

本实施例的标准件有一调谐电压范围，记为Vbas[i]，本实施例控制待校准件输出第一Vbas[1]的调谐电压，并获取对应与所述调谐电压的中频电压值V cal(IF)。

在另一个实施例中也可以控制待校准件输出任一Vbas[i]的调谐电压。

具体，对应于标准件的调谐电压Vbas，标准件有一个中频电压值Vbas(IF)。

S2，修正待校准件MCU输出的调谐电压使得其输出的中频电压值与所述标准件的中频电压值相同，获取此时的调谐电压的修正量，对待校准件MCU的调谐电压均平移所述修正量得到校准后的调谐电压。

对于待校准件，MCU给出一个固定调谐电压V得到的中频电压值并不是V(IF)，修正MCU输出的调谐电压直至中频电压值与标准件电压值一致，此时调谐电压为V+ΔV，得到修正量ΔV，对产品调谐电压按照修正量进行平移，即可得到校准后的调谐电压，实现对射频频率的校准。

本实施例通过简单链路实现了射频频率自校准，能够充分利用天线的最佳频点，提升信噪比，进一步改善了产品性能，并且在简单链路中实现了自校准，对器件精度不再有过高要求，节省了成本；本实施例用中频信号特征从而判断射频频率，通过简单链路实现了射频频率校准，无需较为复杂的PLL，可以更好地满足低功耗、小尺寸、低成本的需求。本实施例通过与标准件中频特征进行比较，平移调谐电压直至中频特征一致实现射频的自校准。

实施例二

实施例一修正方式为点频修正，其仅根据其中一个中频电压值进行修正，但这种方式存在一些问题，待校准件的调谐电压的偏移并不一致，即在不同的射频频点其调谐电压的偏移量不同。本实施例公开了另一种射频自校准方法，用于对待校准件进行校准，所述待校准件具有实施例一的射频电路，其包括如下步骤：

S1，控制待校准件的MCU输出调谐电压V，并得到的待校准件的中频波形；

本实施例的标准件有一调谐电压范围，记为Vbas[i]，本实施例首先控制待标准件输出其调谐电压，并获取对应与所述调谐电压的中频波形。

S2，平移所述待校准件MCU输出的调谐电压使得其输出的中频波形与所述标准件的中频波形相似度最高，获取此时的平移调谐电压得到校准后的调谐电压。

实施例三

实际应用中，由于各器件精度差异，A往往并不是常量。在布局空间足够的条件下，对于对射频频率精度要求更高的应用场合，参考图3，本实施例通过在混频器输出增加鉴相器，参考源频率设置为则通过鉴相器将相位误差信号转换为电压控制信号

其中为定值，由此可见，V_d正比于F₀。

本实施例公开了一种射频频率自校准方法，其包括如实施例一或二所述的射频电路，还包括一鉴相器、一参考源，所述鉴相器一端与混频器相连，另一端与MCU相连；所述参考源与鉴相器相连，用于提供参考信号与自耦和信号进行相位比较，从而得到相位差信息，其包括如下步骤：

S1，控制待校准件的MCU输出一固定调谐电压V，并得到的待校准件的中频电压值Vcal(IF)，其中所述固定调谐电压V一一对应标准件的固定调谐电压V；

本实施例的标准件也具有本示例的鉴相器。本实施例的标准件有一调谐电压范围，记为Vbas[i]，本实施例控制待校准件输出第一Vbas[1]的调谐电压，并获取对应与所述调谐电压的鉴相器的Vd(F₀)。

在另一个实施例中也可以控制待校准件输出任一Vbas[i]的调谐电压。

S2，修正待校准件MCU输出的调谐电压使得其鉴相器输出的鉴相电压值与所述标准件的鉴相电压值相同，获取此时的调谐电压的修正量，对待校准件MCU的调谐电压均平移所述修正量得到校准后的调谐电压。

对于标准件，MCU给出一段固定调谐电压(中心电压值VT0为VT1)得到鉴相电压值Vd(F₀)。对于待校准件，修正MCU输出的调谐电压(中心电压值为VT1+ΔV)直至鉴相电压值与标准件电压值一致，此时调谐电压平移量ΔV，将该待校准产品调谐电压按照ΔV进行平移，即可得到校准后的调谐电压，实现对射频频率的校准。如图4所示。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种射频频率自校准方法，用于对待校准件进行校准，所述待校准件包括：一压控振荡器VCO、功分器、混频器、微控制单元MCU；所述VCO与所述MCU和功分器连接，所述VCO用于产生由电压控制的调频连续波信号；所述功分器还与混频器连接，所述功分器用于将VCO产生的调频连续波信号分为两路，一路用于发射，一路用于混频器本振；所述混频器还与MCU连接，所述混频器用于将本振信号与接收信号混频，从而得到中频信号；所述MCU用于产生调谐电压，所述调谐电压用于控制VCO，接收中频信号并计算；其特征在于：包括如下步骤：

S1，控制待校准件的MCU输出一固定调谐电压V，并得到的待校准件的中频电压值Vcal，其中所述固定调谐电压V一一对应标准件的固定调谐电压V；所述标准件与所述待校准件的电路相同；

S2，修正待校准件MCU输出的调谐电压使得其输出的中频电压值与所述标准件的中频电压值相同，获取此时的调谐电压的修正量，对待校准件MCU的调谐电压均平移所述修正量得到校准后的调谐电压。

2.一种射频频率自校准方法，用于对待校准件进行校准，所述待校准件包括：一压控振荡器VCO、功分器、混频器、微控制单元MCU；所述VCO与所述MCU和功分器连接，所述VCO用于产生由电压控制的调频连续波信号；所述功分器还与混频器连接，所述功分器用于将VCO产生的调频连续波信号分为两路，一路用于发射，一路用于混频器本振；所述混频器还与MCU连接，所述混频器用于将本振信号与接收信号混频，从而得到中频信号；所述MCU用于产生调谐电压，所述调谐电压用于控制VCO，接收中频信号并计算；其特征在于：包括如下步骤：

S1，控制待校准件的MCU输出调谐电压V，并得到的待校准件的中频波形；标准件与所述待校准件的电路相同；

S2，平移所述待校准件MCU输出的调谐电压使得其输出的中频波形与所述标准件的中频波形相似度最高，获取此时的平移调谐电压得到校准后的调谐电压。

3.一种射频频率自校准方法，用于对待校准件进行校准，所述待校准件包括：一压控振荡器VCO、功分器、混频器、微控制单元MCU、一鉴相器、一参考源；所述MCU与所述VCO、鉴相器连接；所述功分器与所述VCO、混频器连接；所述鉴相器与所述混频器、参考源、MCU连接；所述VCO用于产生由电压控制的调频连续波信号；所述功分器用于将VCO产生的调频连续波信号分为两路，一路用于发射，一路用于混频器本振；所述混频器用于将本振信号与接收信号混频，从而得到中频信号；所述鉴相器用于接收参考源提供的参考信号以及所述中频信号，然后用于将参考信号与中频信号进行相位比较，从而得到相位差信号；所述鉴相器将相位差信号转换为电压控制信号；其特征在于：包括如下步骤：

S1，控制待校准件的MCU输出一固定调谐电压V，并得到的待校准件的中频电压值Vcal，其中所述固定调谐电压V一一对应标准件的固定调谐电压V；所述标准件与所述待校准件的电路相同；

S2，修正待校准件MCU输出的调谐电压使得其鉴相器输出的鉴相电压值与所述标准件的鉴相电压值相同，获取此时的调谐电压的修正量，对待校准件MCU的调谐电压均平移所述修正量得到校准后的调谐电压。