一種基于內(nèi)置噪聲源的跟蹤預(yù)選器校準(zhǔn)系統(tǒng)及方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種基于內(nèi)置噪聲源的跟蹤預(yù)選器校準(zhǔn)系統(tǒng)及方法，其中，該方法包括：根據(jù)校準(zhǔn)頻率點(diǎn)設(shè)置相應(yīng)的本振頻率；改變預(yù)選器調(diào)諧電路控制DAC的數(shù)據(jù)位；通過(guò)中頻接收機(jī)檢測(cè)中頻帶寬內(nèi)噪聲功率的變化曲線，將該變化曲線中的最大功率值作為參考值；以該參考值為標(biāo)準(zhǔn)，搜索-3dB功率值，得到相應(yīng)的兩個(gè)頻率值f-3dB左和f-3dB右；計(jì)算該兩個(gè)頻率的平均值，作為YIG調(diào)諧濾波器(YTF)的中心頻率fYTF；記錄該中心頻率調(diào)諧電流對(duì)應(yīng)DAC的數(shù)據(jù)位。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)YTF的中心頻率的自動(dòng)搜索與調(diào)整，由于噪聲源輸出寬帶連續(xù)頻譜，利用內(nèi)置噪聲源作YTF校準(zhǔn)的參考信號(hào)，可以實(shí)現(xiàn)YTF任意頻點(diǎn)的連續(xù)校準(zhǔn)，避免YTF調(diào)諧非線性及溫漂引入的偏差，提高測(cè)量準(zhǔn)確度。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種基于內(nèi)置噪聲源的跟蹤預(yù)選器校準(zhǔn)系統(tǒng)及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及信號(hào)接收與分析【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種基于內(nèi)置噪聲源的跟蹤預(yù)選 器校準(zhǔn)系統(tǒng)及方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 信號(hào)接收與分析類(lèi)儀器是微波電子測(cè)量領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的儀器門(mén)類(lèi)之一，掃頻 超外差式實(shí)現(xiàn)方案具有測(cè)量頻率范圍寬、動(dòng)態(tài)范圍大、成本相對(duì)低等突出優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛 的應(yīng)用。跟蹤預(yù)選器即HG調(diào)諧帶通濾波器（YTF)，是現(xiàn)代掃頻超外差式信號(hào)接收與分析儀 的重要組成部分，其作用是在系統(tǒng)控制下與第一本振HG振蕩器（YT0)同步調(diào)諧預(yù)選輸入 信號(hào)，對(duì)超外差接收方案引入的鏡像和帶外響應(yīng)進(jìn)行有效地抑制。
[0003] 掃頻超外差式信號(hào)接收與分析儀接收前端的原理框圖如圖1所示。通過(guò)混頻器和 本地振蕩器（L0)將輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換到中頻，然后用一個(gè)固定中心頻率的中頻濾波器來(lái)得到 儀器的頻率分辨率。采用掃頻超外差式接收方案，對(duì)于特定頻率的本振信號(hào)，總有對(duì)稱于本 振兩側(cè)的兩個(gè)頻率的信號(hào)能夠和本振混頻生成中頻，其中一個(gè)是射頻頻率，另外一個(gè)是鏡 像頻率。在超外差式設(shè)計(jì)中，高頻段采用基波和諧波混頻相結(jié)合的混頻方案，鏡像和多重響 應(yīng)的數(shù)目隨信號(hào)頻率及本振掃頻范圍而變化，為了消除鏡像（包括多重響應(yīng)）干擾，一般采 用跟蹤預(yù)選器技術(shù)。
[0004] 在預(yù)選方案中，需要預(yù)選器與掃頻本振同步調(diào)諧，即同步掃描跟蹤，使混頻后的中 頻信號(hào)穩(wěn)定，確保信號(hào)接收與分析儀測(cè)量的準(zhǔn)確性和一致性?，F(xiàn)代掃頻超外差式信號(hào)接收 與分析儀內(nèi)部的第一本振常采用合成鎖相YT0,通過(guò)預(yù)置電壓和鎖相誤差共同驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)本 振信號(hào)的穩(wěn)定輸出；而YTF的驅(qū)動(dòng)是開(kāi)環(huán)的，調(diào)諧頻率只是其帶寬范圍內(nèi)靠近中心點(diǎn)的近 似值。
[0005] 由于制作材料及工藝的原因，YTF具有一定程度的調(diào)諧非線性、溫漂等特點(diǎn)，造成 預(yù)選器跟蹤不良，如圖2所示，（實(shí)線為預(yù)選器理想調(diào)諧曲線，虛線為實(shí)際調(diào)諧曲線），導(dǎo)致 信號(hào)接收與分析儀測(cè)量幅度下降，給測(cè)量結(jié)果帶來(lái)較大不確定性，甚至導(dǎo)致儀器無(wú)法使用， 因此需要對(duì)定期對(duì)YTF進(jìn)行校準(zhǔn)。
[0006] YTF由腔體、磁極、線包和置于其中的YIG小球構(gòu)成，YTF校準(zhǔn)就是通過(guò)改變加在線 包上的調(diào)諧電流來(lái)改變YIG小球外加偏置磁場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)YTF中心頻率的校準(zhǔn)，提高掃描超外 差式信號(hào)接收與分析儀的測(cè)量準(zhǔn)確度和一致性。
[0007] 寬帶預(yù)選器的校準(zhǔn)是掃頻超外差式接收方案的一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)?，F(xiàn)有常用的方法有 兩種：
[0008] 第一種方法是通過(guò)外加寬帶合成信號(hào)源作為校準(zhǔn)的頻率參考，對(duì)YTF的中心頻率 進(jìn)行校準(zhǔn)，如圖3所示。
[0009] 第二種方法是通過(guò)內(nèi)置的梳狀波發(fā)生器產(chǎn)生梳狀波（COMB)信號(hào)作為校準(zhǔn)的頻率 參考，該方法與本發(fā)明的方法最接近，校準(zhǔn)方案如圖4所示。
[0010] 梳狀波（COMB)校準(zhǔn)信號(hào)，主要由點(diǎn)頻振蕩器、梳狀波發(fā)生器、輸出匹配電路和偏 置電源四個(gè)部分構(gòu)成。點(diǎn)頻振蕩器是梳狀波發(fā)生器的激勵(lì)源，激勵(lì)梳狀波發(fā)生器（階躍恢 復(fù)二極管）產(chǎn)生等頻率間隔梳狀波信號(hào)，經(jīng)匹配電路輸出。
[0011] 在進(jìn)行預(yù)選器校準(zhǔn)時(shí)，需要用校準(zhǔn)電纜將內(nèi)部產(chǎn)生的梳狀波校準(zhǔn)信號(hào)連接至超外 差式信號(hào)接收與分析儀的射頻輸入端（或通過(guò)內(nèi)部開(kāi)關(guān)切換到射頻輸入通道），作為YTF調(diào) 整的頻率參考源。通過(guò)儀器內(nèi)部的YTF調(diào)諧軟件功能執(zhí)行校準(zhǔn)程序?qū)崿F(xiàn)YTF中心頻率的調(diào) 整，該方法可極大改善YTF寬帶掃頻的跟蹤特性。
[0012] 以頻率100MHz，功率+23dBm振蕩器激勵(lì)為例，生成的梳狀波頻譜測(cè)試結(jié)果如圖5 所示。
[0013] 梳狀波發(fā)生器輸出頻譜覆蓋100MHz?26. 5GHz、100MHz等頻率間隔梳狀波校準(zhǔn)信 號(hào)，輸出信號(hào)的功率平坦度及各波段典型頻點(diǎn)的信號(hào)輸出功率如表1所示，為梳狀波校準(zhǔn) 信號(hào)的典型技術(shù)指標(biāo)：
[0014]

【權(quán)利要求】
1. 一種基于內(nèi)置噪聲源的跟蹤預(yù)選器校準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于，包括： 噪聲源產(chǎn)生電路、開(kāi)關(guān)選擇器、釔鐵石榴石（YIG)調(diào)諧濾波器、混頻器以及本振源； 所述噪聲源產(chǎn)生電路的輸出端通過(guò)所述開(kāi)關(guān)選擇器與所述YIG調(diào)諧濾波器的輸入端 連接； 所述調(diào)諧濾波器的輸出端連接所述混頻器的第一輸入端； 所述混頻器連接所述混頻器的第二輸入端。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于： 所述噪聲源產(chǎn)生電路包括順次連接的電流調(diào)整電路、噪聲二極管以及輸出隔直和匹配 電路； 所述輸出隔直和匹配電路與所述噪聲源產(chǎn)生電路的輸出端連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于： 所述開(kāi)關(guān)選擇器包括第一接入點(diǎn)、第二接入點(diǎn)； 所述噪聲源產(chǎn)生電路連接該第一接入點(diǎn)； 所述第二接入點(diǎn)用于接入射頻信號(hào)； 該開(kāi)關(guān)選擇器可選擇將所述第一接入點(diǎn)或所述第二接入點(diǎn)與所述YIG調(diào)諧濾波器相 連。
4. 一種基于內(nèi)置噪聲源的跟蹤預(yù)選器校準(zhǔn)方法，其特征在于，包括： 根據(jù)校準(zhǔn)頻率點(diǎn)設(shè)置相應(yīng)的本振頻率； 改變預(yù)選器調(diào)諧電路控制數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC的數(shù)據(jù)位； 通過(guò)中頻接收機(jī)檢測(cè)中頻帶寬內(nèi)噪聲功率的變化曲線，將該變化曲線中的最大功率值 作為參考值； 以該參考值為標(biāo)準(zhǔn)，搜索_3dB功率值，得到相應(yīng)的兩個(gè)頻率值f_3dB左和f_3dB;& ; 計(jì)算該兩個(gè)頻率的平均值，作為YIG調(diào)諧濾波器的中心頻率fYTF:
記錄該中心頻率調(diào)諧電流對(duì)應(yīng)DAC的數(shù)據(jù)位。
【文檔編號(hào)】H04B17/21GK104410469SQ201410736179
【公開(kāi)日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月4日
【發(fā)明者】宋青娥, 李文軍, 鄭利穎, 薛龍, 杜以濤 申請(qǐng)人:中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十一研究所