一種射頻系統(tǒng)群時(shí)延參數(shù)的測(cè)量裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種射頻系統(tǒng)群時(shí)延參數(shù)的測(cè)量裝置，該測(cè)量裝置包括：脈沖信號(hào)發(fā)生器(1)、調(diào)制器(2)、第一射頻源(3)、平方率檢波器(5)、第二射頻源(6)、功分器(7)、第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器(8)、第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器(9)、以及后處理模塊(10)；所述單刀雙擲開關(guān)(4)包括第一不動(dòng)端子(401)、第二不動(dòng)端子(402)和動(dòng)觸頭(403)。所述測(cè)量裝置利用平方率檢波器對(duì)調(diào)制后的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，能避免引入誤差，從而提高測(cè)量精度，其測(cè)量精度優(yōu)于1ns。所述測(cè)量裝置利用脈沖信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生碼型和碼速率可控的脈沖信號(hào)，使得群時(shí)延參數(shù)的測(cè)量孔徑和測(cè)量時(shí)間可調(diào)。所述測(cè)量裝置利用單刀雙擲開關(guān)實(shí)現(xiàn)調(diào)制器輸出端的信號(hào)通路的切換，使得測(cè)量過程簡(jiǎn)化。所述測(cè)量裝置適用的頻率范圍為100MHz-50GHz。
【專利說明】一種射頻系統(tǒng)群時(shí)延參數(shù)的測(cè)量裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及射頻系統(tǒng)群時(shí)延參數(shù)的測(cè)量【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種射頻系統(tǒng)群時(shí)延參數(shù)的測(cè)量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]群時(shí)延是用于描述信號(hào)傳輸系統(tǒng)的相頻特性的物理量，是傳輸系統(tǒng)的重要性能指標(biāo)之一。由于射頻系統(tǒng)的自身物理特性的限制，射頻系統(tǒng)不可避免地存在相位色散，該相位色散導(dǎo)致群時(shí)延參數(shù)在不同頻點(diǎn)上的變化，從而對(duì)射頻系統(tǒng)中傳輸?shù)男盘?hào)產(chǎn)生影響。因此，準(zhǔn)確測(cè)量射頻系統(tǒng)在不同頻點(diǎn)上的群時(shí)延參數(shù)，對(duì)確定整個(gè)射頻系統(tǒng)的性能指標(biāo)具有重要意義。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，用于群時(shí)延參數(shù)測(cè)量的方法包括矢網(wǎng)法和調(diào)制法兩大類。
[0004]矢網(wǎng)法通?；谑噶烤W(wǎng)絡(luò)分析儀，通過步進(jìn)掃頻獲得待測(cè)射頻系統(tǒng)的相頻響應(yīng)曲線，然后通過差分和插值計(jì)算得到該待測(cè)射頻系統(tǒng)的群時(shí)延參數(shù)。矢網(wǎng)法的優(yōu)點(diǎn)是測(cè)量精度較高，但是矢網(wǎng)法的成本較高，并且矢網(wǎng)法不適用于變頻系統(tǒng)的群時(shí)延參數(shù)的測(cè)量。
[0005]調(diào)制法通常將調(diào)制信號(hào)輸入待測(cè)射頻系統(tǒng)，通過解調(diào)的方式從調(diào)制信號(hào)中獲得調(diào)制信息，然后將調(diào)制信息與原始信息進(jìn)行時(shí)延比較獲得該待測(cè)射頻系統(tǒng)在該工作狀態(tài)下的群時(shí)延參數(shù)。調(diào)制法能夠去除載波的影響，因此其頻率適用范圍較廣，并且在測(cè)量射頻系統(tǒng)中的變頻系統(tǒng)時(shí)穩(wěn)定度較高。此外，調(diào)制法使用的測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，測(cè)量快捷方便。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)中，調(diào)制法進(jìn)一步包括正弦調(diào)制鑒相法、脈沖調(diào)制峰值比較法和BPSK(Binary Phase Shift Keying)接收機(jī)法三種。其中，正弦調(diào)制鑒相法通過鑒相獲得調(diào)制信息與原始信息的時(shí)延，因此正弦調(diào)制鑒相法易受待測(cè)的射頻系統(tǒng)中多徑反射的影響，其測(cè)量精度較低；脈沖調(diào)制峰值比較法通過先峰值檢波，然后比較調(diào)制脈沖的峰值來確定時(shí)延，因此脈沖調(diào)制峰值比較法的測(cè)量精度與測(cè)量孔徑之間存在矛盾，難以準(zhǔn)確反映待測(cè)的射頻系統(tǒng)的群時(shí)延參數(shù)的曲線波動(dòng)；BPSK接收機(jī)法使用的測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，無法校準(zhǔn)，且難以通過后處理提高測(cè)量精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種射頻系統(tǒng)群時(shí)延參數(shù)的測(cè)量裝置。
[0008]本發(fā)明提供的射頻系統(tǒng)群時(shí)延參數(shù)的測(cè)量裝置包括:
[0009]脈沖信號(hào)發(fā)生器，用于分別向第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器和調(diào)制器發(fā)送脈沖信號(hào)；
[0010]調(diào)制器，用于將來自脈沖信號(hào)發(fā)生器的脈沖信號(hào)調(diào)制到來自第一射頻源的載波信號(hào)中，并將調(diào)制后的信號(hào)經(jīng)單刀雙擲開關(guān)發(fā)送至待測(cè)射頻系統(tǒng)或平方率檢波器；
[0011]第一射頻源，用于向調(diào)制器發(fā)送載波信號(hào)；
[0012]單刀雙擲開關(guān)，用于實(shí)現(xiàn)調(diào)制器輸出端的信號(hào)通路的切換；
[0013]平方率檢波器，用于對(duì)來自待測(cè)射頻系統(tǒng)的具有新的時(shí)延的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)并將解調(diào)后的信號(hào)發(fā)送至第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器；
[0014]第二射頻源，用于向功分器發(fā)送同步采樣時(shí)鐘信號(hào)；
[0015]功分器，用于將來自第二射頻源的同步采樣時(shí)鐘信號(hào)分為兩路并將該兩路采樣時(shí)鐘信號(hào)分別發(fā)送至第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器和第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器；
[0016]第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于對(duì)來自脈沖信號(hào)發(fā)生器的脈沖信號(hào)進(jìn)行采樣并將采樣信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后發(fā)送至后處理模塊；
[0017]第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于對(duì)來自平方率檢波器的解調(diào)后的信號(hào)進(jìn)行采樣并將采樣信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后發(fā)送至后處理模塊；以及
[0018]后處理模塊，用于通過比較獲得解調(diào)后的信號(hào)與第一脈沖信號(hào)之間的相對(duì)時(shí)延，還用于通過比較獲得待測(cè)射頻系統(tǒng)的誤差時(shí)延；
[0019]所述單刀雙擲開關(guān)包括第一不動(dòng)端子、第二不動(dòng)端子和動(dòng)觸頭。
[0020]優(yōu)選地，所述脈沖信號(hào)發(fā)生器的兩輸出端分別與所述調(diào)制器的一輸入端和所述第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器的一輸入端電連接；所述第一射頻源輸出端與所述調(diào)制器另一輸入端電連接；所述調(diào)制器的輸出端與單刀雙擲開關(guān)的動(dòng)觸頭電連接；所述單刀雙擲開關(guān)的所述第一不動(dòng)端子與待測(cè)射頻系統(tǒng)的輸入端電連接；所述單刀雙擲開關(guān)的所述第二不動(dòng)端子與所述平方率檢波器的一輸入端電連接；待測(cè)射頻系統(tǒng)的輸出端與所述平方率檢波器的另一輸入端電連接；所述平方率檢波器的輸出端與所述第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器的一輸入端電連接；所述第二射頻源輸出端與所述功分器的輸入端電連接；所述功分器的兩輸出端分別與所述第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器的另一輸入端和所述第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器的另一輸入端電連接；所述后處理模塊的兩輸入端分別所述第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端和所述第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端電連接。
[0021]優(yōu)選地，當(dāng)所述單刀雙擲開關(guān)的動(dòng)觸頭合向所述第一不動(dòng)端子時(shí)，所述調(diào)制器與待測(cè)射頻系統(tǒng)形成信號(hào)通路；當(dāng)所述單刀雙擲開關(guān)的動(dòng)觸頭合向所述第二不動(dòng)端子時(shí)，所述調(diào)制器與所述平方率檢波器形成信號(hào)通路。
[0022]優(yōu)選地，所述脈沖信號(hào)發(fā)生器發(fā)送至所述第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器的脈沖信號(hào)與發(fā)送至所述調(diào)制器的脈沖信號(hào)相同，且發(fā)送至所述第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器的脈沖信號(hào)與發(fā)送至所述調(diào)制器的脈沖信號(hào)之間有固定的原始時(shí)延。
[0023]優(yōu)選地，所述平方率檢波器的工作頻率為10MHz-50GHz。
[0024]優(yōu)選地，所述第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器和所述第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器的采樣率都大于或等于2GSa/s。
[0025]優(yōu)選地，所述第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器和所述第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器的量化位數(shù)都大于或等于8位。
[0026]本發(fā)明具有如下有益效果:
[0027](I)本發(fā)明的測(cè)量裝置利用平方率檢波器對(duì)調(diào)制后的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能避免引入誤差，從而提高測(cè)量精度，其測(cè)量精度優(yōu)于Ins ;
[0028](2)本發(fā)明的測(cè)量裝置利用脈沖信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生碼型和碼速率可控的脈沖信號(hào)，使得群時(shí)延參數(shù)的測(cè)量孔徑和測(cè)量時(shí)間可調(diào)；
[0029](3)本發(fā)明的測(cè)量裝置利用單刀雙擲開關(guān)實(shí)現(xiàn)調(diào)制器輸出端的信號(hào)通路的切換，使得測(cè)量過程簡(jiǎn)化；
[0030](4)本發(fā)明的測(cè)量裝置適用的頻率范圍為100MHz-50GHz?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0031]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的射頻系統(tǒng)群時(shí)延參數(shù)的測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。【具體實(shí)施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的
【發(fā)明內(nèi)容】
作進(jìn)一步的描述。
[0033]實(shí)施例1
[0034]如圖1所示，本實(shí)施例提供的射頻系統(tǒng)群時(shí)延參數(shù)的測(cè)量裝置包括脈沖信號(hào)發(fā)生器1、調(diào)制器2、第一射頻源3、單刀雙擲開關(guān)4、平方率檢波器5、第二射頻源6、功分器7、第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器8、第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器9和后處理模塊10。單刀雙擲開關(guān)4包括第一不動(dòng)端子401、第二不動(dòng)端子402和動(dòng)觸頭403。
[0035]脈沖信號(hào)發(fā)生器I的兩輸出端分別與調(diào)制器2的一輸入端和第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器8的一輸入端電連接。第一射頻源3輸出端與調(diào)制器2另一輸入端電連接。調(diào)制器2的輸出端與單刀雙擲開關(guān)4的動(dòng)觸頭403電連接。單刀雙擲開關(guān)4的第一不動(dòng)端子401與待測(cè)射頻系統(tǒng)11的輸入端電連接。單刀雙擲開關(guān)4的第二不動(dòng)端子402與平方率檢波器5的一輸入端電連接。待測(cè)射頻系統(tǒng)11的輸出端與平方率檢波器5的另一輸入端電連接。平方率檢波器5的輸出端與第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器9的一輸入端電連接。第二射頻源6輸出端與功分器7的輸入端電連接。功分器7的兩輸出端分別與第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器8的另一輸入端和第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器9的另一輸入端電連接。后處理模塊10的兩輸入端分別第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器8的輸出端和第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器9的輸出端電連接。
[0036]脈沖信號(hào)發(fā)生器I用于分別向第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器8和調(diào)制器2發(fā)送脈沖信號(hào)。脈沖信號(hào)發(fā)生器I發(fā)送至第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器8的脈沖信號(hào)與發(fā)送至調(diào)制器2的脈沖信號(hào)相同，且發(fā)送至第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器8的脈沖信號(hào)與發(fā)送至調(diào)制器2的脈沖信號(hào)之間有固定的原始時(shí)延。第一射頻源3用于向調(diào)制器2發(fā)送載波信號(hào)。調(diào)制器2用于將來自脈沖信號(hào)發(fā)生器I的脈沖信號(hào)調(diào)制到來自第一射頻源3的載波信號(hào)中，并將調(diào)制后的信號(hào)經(jīng)單刀雙擲開關(guān)4發(fā)送至待測(cè)射頻系統(tǒng)11或平方率檢波器5。單刀雙擲開關(guān)4用于實(shí)現(xiàn)調(diào)制器2輸出端的信號(hào)通路的切換，當(dāng)單刀雙擲開關(guān)4的動(dòng)觸頭合向第一不動(dòng)端子401時(shí)，調(diào)制器2與待測(cè)射頻系統(tǒng)11形成信號(hào)通路；當(dāng)單刀雙擲開關(guān)4的動(dòng)觸頭合向第二不動(dòng)端子402時(shí)，調(diào)制器2與平方率檢波器5形成信號(hào)通路。平方率檢波器5用于對(duì)來自待測(cè)射頻系統(tǒng)11的具有新的時(shí)延的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)并將解調(diào)后的信號(hào)發(fā)送至第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器9。第二射頻源6用于向功分器7發(fā)送同步采樣時(shí)鐘信號(hào)。功分器7用于將來自第二射頻源6的同步采樣時(shí)鐘信號(hào)分為兩路并將該兩路采樣時(shí)鐘信號(hào)分別發(fā)送至第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器8和第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器9。第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器8用于對(duì)來自脈沖信號(hào)發(fā)生器I的脈沖信號(hào)進(jìn)行采樣并將采樣信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后發(fā)送至后處理模塊10。第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器9用于對(duì)來自平方率檢波器5的解調(diào)后的信號(hào)進(jìn)行采樣并將采樣信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后發(fā)送至后處理模塊10。后處理模塊10用于通過比較獲得解調(diào)后的信號(hào)與第一脈沖信號(hào)之間的相對(duì)時(shí)延，還用于通過比較獲得待測(cè)射頻系統(tǒng)11的誤差時(shí)延。
[0037]在本實(shí)施例中，平方率檢波器5的工作頻率為10MHz-50GHz。第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器8和第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器9的采樣率都大于或等于2GSa/s ;且第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器8和第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器9的量化位數(shù)都大于或等于8位。
[0038]應(yīng)當(dāng)理解，以上借助優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行的詳細(xì)說明是示意性的而非限制性的。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在閱讀本發(fā)明說明書的基礎(chǔ)上可以對(duì)各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種射頻系統(tǒng)群時(shí)延參數(shù)的測(cè)量裝置，其特征在于，該測(cè)量裝置包括: 脈沖信號(hào)發(fā)生器(I)，用于分別向第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器(8)和調(diào)制器(2)發(fā)送脈沖信號(hào)；調(diào)制器(2)，用于將來自脈沖信號(hào)發(fā)生器(I)的脈沖信號(hào)調(diào)制到來自第一射頻源(3)的載波信號(hào)中，并將調(diào)制后的信號(hào)經(jīng)單刀雙擲開關(guān)(4)發(fā)送至待測(cè)射頻系統(tǒng)(11)或平方率檢波器(5)； 第一射頻源(3)，用于向調(diào)制器(2)發(fā)送載波信號(hào)； 單刀雙擲開關(guān)(4)，用于實(shí)現(xiàn)調(diào)制器(2)輸出端的信號(hào)通路的切換； 平方率檢波器(5)，用于對(duì)來自待測(cè)射頻系統(tǒng)(11)的具有新的時(shí)延的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)并將解調(diào)后的信號(hào)發(fā)送至第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器(9)； 第二射頻源(6)，用于向功分器(7)發(fā)送同步采樣時(shí)鐘信號(hào)； 功分器(7)，用于將來自第二射頻源(6)的同步采樣時(shí)鐘信號(hào)分為兩路并將該兩路采樣時(shí)鐘信號(hào)分別發(fā)送至第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器(8)和第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器(9)； 第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器(8)，用于對(duì)來自脈沖信號(hào)發(fā)生器(I)的脈沖信號(hào)進(jìn)行采樣并將采樣信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后發(fā)送至后處理模塊(10)； 第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器(9)，用于對(duì)來自平方率檢波器(5)的解調(diào)后的信號(hào)進(jìn)行采樣并將采樣信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后發(fā)送至后處理模塊(10);以及 后處理模塊(10)，用于通過比較獲得解調(diào)后的信號(hào)與第一脈沖信號(hào)之間的相對(duì)時(shí)延，還用于通過比較獲得待測(cè)射頻系統(tǒng)(11)的誤差時(shí)延； 所述單刀雙擲開關(guān)⑷包括第一 不動(dòng)端子(401)、第二不動(dòng)端子(402)和動(dòng)觸頭(403)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射頻系統(tǒng)群時(shí)延參數(shù)的測(cè)量裝置，其特征在于，所述脈沖信號(hào)發(fā)生器(I)的兩輸出端分別與所述調(diào)制器(2)的一輸入端和所述第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器(8)的一輸入端電連接；所述第一射頻源(3)輸出端與所述調(diào)制器(2)另一輸入端電連接；所述調(diào)制器(2)的輸出端與單刀雙擲開關(guān)(4)的動(dòng)觸頭電連接；所述單刀雙擲開關(guān)(4)的所述第一不動(dòng)端子(401)與待測(cè)射頻系統(tǒng)(11)的輸入端電連接；所述單刀雙擲開關(guān)(4)的所述第二不動(dòng)端子(402)與所述平方率檢波器(5)的一輸入端電連接；待測(cè)射頻系統(tǒng)(11)的輸出端與所述平方率檢波器(5)的另一輸入端電連接；所述平方率檢波器(5)的輸出端與所述第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器(9)的一輸入端電連接；所述第二射頻源(6)輸出端與所述功分器(7)的輸入端電連接；所述功分器(7)的兩輸出端分別與所述第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器(8)的另一輸入端和所述第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器(9)的另一輸入端電連接；所述后處理模塊(10)的兩輸入端分別所述第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器(8)的輸出端和所述第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器(9)的輸出端電連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的射頻系統(tǒng)群時(shí)延參數(shù)的測(cè)量裝置，其特征在于，當(dāng)所述單刀雙擲開關(guān)(4)的動(dòng)觸頭合向所述第一不動(dòng)端子(401)時(shí)，所述調(diào)制器(2)與待測(cè)射頻系統(tǒng)(11)形成信號(hào)通路；當(dāng)所述單刀雙擲開關(guān)(4)的動(dòng)觸頭合向所述第二不動(dòng)端子(402)時(shí)，所述調(diào)制器(2)與所述平方率檢波器(5)形成信號(hào)通路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的射頻系統(tǒng)群時(shí)延參數(shù)的測(cè)量裝置，其特征在于，所述脈沖信號(hào)發(fā)生器(I)發(fā)送至所述第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器(8)的脈沖信號(hào)與發(fā)送至所述調(diào)制器(2)的脈沖信號(hào)相同，且發(fā)送至所述第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器(8)的脈沖信號(hào)與發(fā)送至所述調(diào)制器(2)的脈沖信號(hào)之間有固定的原始時(shí)延。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的射頻系統(tǒng)群時(shí)延參數(shù)的測(cè)量裝置，其特征在于，所述平方率檢波器(5)的工作頻率為10MHz-50GHz。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的射頻系統(tǒng)群時(shí)延參數(shù)的測(cè)量裝置，其特征在于，所述第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器(8)和所述第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器(9)的采樣率都大于或等于2GSa/s。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的射頻系統(tǒng)群時(shí)延參數(shù)的測(cè)量裝置，其特征在于，所述第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器(8)和 所述第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器(9)的量化位數(shù)都大于或等于8位。
【文檔編號(hào)】H04B17/00GK103516450SQ201310520222
【公開日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2013年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月29日
【發(fā)明者】陸晨曦, 李宏宇, 李闖, 年豐, 馮克明 申請(qǐng)人:北京無線電計(jì)量測(cè)試研究所