度，待儀器充分預(yù)熱后，對(duì)儀器按頻率步進(jìn)△ f進(jìn)行全頻段頻 響補(bǔ)償，共有m個(gè)校準(zhǔn)補(bǔ)償頻率點(diǎn)，分別獲得環(huán)境溫度為Ta和Tb時(shí)的參考頻響補(bǔ)償值矩陣：
[0063]矩陣中，·表示當(dāng)環(huán)境溫度為Ta時(shí)，第m個(gè)頻率點(diǎn)的參考頻響補(bǔ)償值；
[0065]矩陣中表示當(dāng)環(huán)境溫度為Tb時(shí)，第m個(gè)頻率點(diǎn)的參考頻響補(bǔ)償值；
[0066]同時(shí)，通過溫度傳感器記錄環(huán)境溫度分別為Ta和Tb時(shí)i個(gè)元件的溫度：
)
[0068] 矩陣中，7V4 i表示在環(huán)境溫度為Ta時(shí)，第i個(gè)元件的溫度；
[0070] 矩陣中，表示在環(huán)境溫度為Tb時(shí)，第i個(gè)元件的溫度；
[0071] 將參考補(bǔ)償值矩陣Ρμ、補(bǔ)償值變化率矩陣K、溫度矩陣4〃〇5%和4^￡〇^存儲(chǔ)在 儀器存儲(chǔ)器中；
[0072] 儀器工作時(shí)，用溫度傳感器測(cè)得的各元件當(dāng)前溫度減去或#即獲得 溫度變化矩陣A Tn。
[0073] 可選地，所述步驟(A201)中：
[0074]若TA=Tiim-，則低溫壓縮區(qū)將不存在；
[0075] 若TB = Tiim+，則高溫壓縮區(qū)將不存在。
[0076] 可選地，在溫度試驗(yàn)箱運(yùn)行期間，對(duì)儀器按頻率步進(jìn)△ f進(jìn)行全頻段頻響補(bǔ)償，共 有m個(gè)頻響補(bǔ)償頻率點(diǎn)；
[0077] 頻響補(bǔ)償共進(jìn)行i輪，為每個(gè)頻響補(bǔ)償頻率點(diǎn)獲取i組相互獨(dú)立的計(jì)算參數(shù);每組 參數(shù)包括:在該頻率點(diǎn)信號(hào)接收通道的頻率響應(yīng)補(bǔ)償值，獲得該補(bǔ)償值時(shí)各元件的溫度矩 陣；
[0078]設(shè)在第i輪頻響補(bǔ)償，在第m個(gè)頻響補(bǔ)償頻率點(diǎn)，獲得儀器的頻響補(bǔ)償值為Pim，元件 的溫度矩陣為[Timl，Tim2，…，Timi]，其中Timi表示第i個(gè)元件的溫度;在第i-Ι輪頻響補(bǔ)償，在 第m個(gè)頻響補(bǔ)償頻率點(diǎn)，獲得儀器的頻響補(bǔ)償值為P (i-1)m，溫度矩陣為 T(H)mi]，其中T(1-1)mi表示第i個(gè)元件的溫度；以第i-1輪的參數(shù)為參考，令元件的頻響補(bǔ)償值 變化率分別為k ml，km2，…，kmi，則將參數(shù)代入公式4，得
[0080]將獲得的全部i輪參數(shù)互為參考，代入公式4,得到一個(gè)由i-ι個(gè)方程組成的線性方 程組：
[0082] 求解該方程組，得到在第m個(gè)頻響補(bǔ)償頻率點(diǎn)，全部i個(gè)元件的單位變化溫度的頻 響補(bǔ)償值變化率(kml，k m2，…，kmi);
[0083] 在其他頻響補(bǔ)償頻率點(diǎn)，求解全部i個(gè)元件的單位變化溫度的頻響補(bǔ)償值變化率， 構(gòu)成儀器在整個(gè)工作頻段上，i個(gè)元件的單位變化溫度的頻響補(bǔ)償值變化率矩陣：
)
[0085] 矩陣中，kmi表示第i個(gè)元件在第m個(gè)頻率點(diǎn)的頻響補(bǔ)償值變化率；
[0086] 同理，在其他工作溫度區(qū)獲取頻響補(bǔ)償值變化率矩陣。
[0087] 可選地，所述步驟A3具體包括：
[0088] 儀器工作時(shí)，在每一次測(cè)試啟動(dòng)前，儀器都首先通過溫度傳感器獲取環(huán)境溫度及 各元件的溫度，再計(jì)算得到當(dāng)前溫度相對(duì)于參考溫度的溫度變化矩陣A Tn;
[0089] 隨后，儀器調(diào)用存儲(chǔ)器中的補(bǔ)償參數(shù)參考補(bǔ)償值矩陣Pref和補(bǔ)償值變化率矩陣K， 代入公式5計(jì)算出當(dāng)前測(cè)試頻段的實(shí)時(shí)頻率響應(yīng)補(bǔ)償值；
[0090] 啟動(dòng)測(cè)試，使用實(shí)時(shí)補(bǔ)償值直接在后臺(tái)修正測(cè)試數(shù)據(jù)，獲得高精度的測(cè)試結(jié)果。
[0091] 本發(fā)明的有益效果是：
[0092] (1)能夠?qū)x器的信號(hào)接收通道在很寬的溫度范圍和很寬的頻率范圍進(jìn)行精確的 實(shí)時(shí)頻率響應(yīng)補(bǔ)償，且補(bǔ)償后的通道頻率響應(yīng)在全溫度范圍內(nèi)保持相同量級(jí)的平坦度，從 而保證儀器在全溫度范圍內(nèi)的任何溫度都能夠提供相同的幅度測(cè)量精度，幅度測(cè)量精度提 升顯著。
[0093] (2)該補(bǔ)償方法的補(bǔ)償參數(shù)是在儀器出廠前即校準(zhǔn)完成并存儲(chǔ)在儀器中，儀器工 作時(shí)，補(bǔ)償過程調(diào)用這些參數(shù)在后臺(tái)完成頻率響應(yīng)補(bǔ)償，不會(huì)對(duì)當(dāng)前測(cè)試造成干擾，極大提 高了儀器的測(cè)試效能。
[0094] (3)由于該補(bǔ)償方法對(duì)溫度的實(shí)時(shí)響應(yīng)，還極大地減小了儀器開機(jī)預(yù)熱的時(shí)間，提 高了測(cè)試效率。
【附圖說明】
[0095] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以 根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0096] 圖1為本發(fā)明一種寬溫條件下信號(hào)接收通道頻率響應(yīng)的補(bǔ)償方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0097] 下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；?本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他 實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0098] 本發(fā)明的目的在于提供一種在寬溫條件下高性能寬帶信號(hào)分析儀器信號(hào)接收通 道頻率響應(yīng)的補(bǔ)償方法。該方法是基于信號(hào)接收通道的增益相對(duì)于頻率和溫度的二維補(bǔ)償 數(shù)學(xué)模型，以及信號(hào)接收通道的溫區(qū)分布，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)寬帶儀器的頻率響應(yīng)的實(shí)時(shí)精確補(bǔ) 償，且補(bǔ)償參數(shù)的校準(zhǔn)過程是在儀器出廠前完成，儀器在測(cè)試過程中，頻率響應(yīng)的補(bǔ)償值是 通過算法和補(bǔ)償參數(shù)實(shí)時(shí)計(jì)算獲得并在后臺(tái)完成頻率響應(yīng)補(bǔ)償，因此，測(cè)試過程不會(huì)被中 斷;且由于該補(bǔ)償方法是一種全溫度范圍實(shí)時(shí)補(bǔ)償方法，因此，儀器的開機(jī)預(yù)熱時(shí)間大大減 小，儀器的頻率響應(yīng)在全溫度范圍都很平坦，幅度測(cè)試精度很高，儀器對(duì)惡劣環(huán)境條件的適 應(yīng)性極大提尚。
[0099]本發(fā)明補(bǔ)償方法的基本原理是:通過在儀器的信號(hào)接收通道溫度敏感部位布設(shè)溫 度傳感器，獲得在環(huán)境溫度發(fā)生變化時(shí)通道各部位的實(shí)時(shí)溫度變化情況，同時(shí)構(gòu)建由這些 敏感部位所決定的信號(hào)接收通道的頻率響應(yīng)補(bǔ)償模型，通過校準(zhǔn)獲得一系列校準(zhǔn)參數(shù)，再 利用這些參數(shù)和補(bǔ)償模型根據(jù)通道各部位的實(shí)時(shí)溫度對(duì)各敏感部位進(jìn)行頻響補(bǔ)償，從而實(shí) 現(xiàn)對(duì)儀器信號(hào)接收通道的實(shí)時(shí)精確補(bǔ)償。
[0100] 本發(fā)明實(shí)現(xiàn)對(duì)儀器頻率響應(yīng)補(bǔ)償參數(shù)的獲取并實(shí)現(xiàn)對(duì)儀器在全溫度范圍內(nèi)的實(shí) 時(shí)精確頻率響應(yīng)補(bǔ)償，實(shí)施步驟如下：
[0101] (Al)構(gòu)建信號(hào)接收通道的二維補(bǔ)償數(shù)學(xué)模型。高性能寬帶信號(hào)分析儀器的信號(hào)接 收通道通常是由一個(gè)或數(shù)個(gè)濾波器、射頻開關(guān)、放大器、衰減器、混頻器等基本元件級(jí)聯(lián)構(gòu) 成，由線性系統(tǒng)理論可知，這些基本元件隨頻率和溫度的增益變化特性的線性疊加即構(gòu)成 信號(hào)接收通道的增益特性，該增益特性的反函數(shù)即為信號(hào)接收通道的二維補(bǔ)償數(shù)學(xué)模型。 該模型可由若干個(gè)參數(shù)構(gòu)成的函數(shù)精確描述。
[0102] (A2)獲取校準(zhǔn)補(bǔ)償參數(shù)。通過模擬一系列儀器的工作環(huán)境，校準(zhǔn)獲得上述補(bǔ)償模 型的所有參數(shù)，并將這些參數(shù)存儲(chǔ)在儀器的存儲(chǔ)器中。
[0103] (A3)調(diào)用補(bǔ)償參數(shù)，實(shí)時(shí)補(bǔ)償信號(hào)接收通道的頻率響應(yīng)。儀器工作時(shí)，根據(jù)環(huán)境溫 度、補(bǔ)償模型確定的敏感部位的溫度調(diào)用校準(zhǔn)獲得的補(bǔ)償參數(shù)，利用補(bǔ)償模型函數(shù)計(jì)算當(dāng) 前的補(bǔ)償值，并在后臺(tái)完成通道的頻率響應(yīng)補(bǔ)償。
[0104] 下面以儀器的工作溫度范圍為[1'1&，1'1^+]，工作頻帶范圍為的^土_]為例詳 述該補(bǔ)償方法的實(shí)施步驟。為敘述方便，假定高性能寬帶信號(hào)分析儀器的信號(hào)接收通道由 一個(gè)或數(shù)個(gè)濾波器、射頻開關(guān)、放大器、衰減器、混頻器等基本元件構(gòu)成，這些元件共η個(gè)。
[0105] 如上面實(shí)施步驟Al所述，其具體處理步驟：
[0106] (AlOl)構(gòu)建信號(hào)接收通道的頻率響應(yīng)補(bǔ)償基本模型。濾波器、射頻開關(guān)、放大器、 衰減器、混頻器等基本元件的增益都是頻率和溫度的函數(shù)，且這些函數(shù)都可以用有限的幾 個(gè)參數(shù)線性描述。令它們的增益函數(shù)分別為GKfJhGdfJh-'Gjf，!')，則由線性系統(tǒng)理 論可得，通道的增益函數(shù)：
[0107] G(f，T)=Gi(f，T)XG2(f，T)X."XGn(f，T) (公式 1)
[0108] 對(duì)公式1取反，得到信號(hào)接收通道頻率響應(yīng)的補(bǔ)償值函數(shù)：
[0109] P(f，T)=Pi(f，T)XP2(f，T)X."XPn(f，T) (公式 2)
[0110] 式中，P1(^T)、P2(f，T)、…、Pn(f，T)分別是信號(hào)接收通道各元件的補(bǔ)償值函數(shù)，P n (f，T)=_Gn(f，T)〇
[0111] 我公司已經(jīng)建立了濾波器、射頻開關(guān)、放大器、衰減器、混頻器等基本元件的寬溫 頻率響應(yīng)補(bǔ)償值模型函數(shù)庫，因此從庫中調(diào)用這些模型函數(shù)可構(gòu)建通道的總補(bǔ)償值函數(shù)。
[0112] (A102)由于通常η的數(shù)值較大，因此需要校準(zhǔn)的參數(shù)也會(huì)較多，不利于工程實(shí)現(xiàn)。 為此，利用信號(hào)接收通道溫度分區(qū)技術(shù)，優(yōu)化上述函數(shù)，減少校準(zhǔn)參數(shù)。信號(hào)接收通道溫度 分區(qū)的具體實(shí)施方法為:沿信號(hào)接收通道均勻的布設(shè)一組溫度傳感器，將儀器分別置于常 溫、低溫極限和高溫極限環(huán)境中，并使儀器處于正常測(cè)試狀態(tài)。在這樣的狀態(tài)下，獲取各個(gè) 溫度傳感器的溫度變化情況及溫度變化速率。根據(jù)這些溫度數(shù)據(jù)將溫度變化一致的區(qū)域劃 分為一個(gè)溫度分區(qū)。
[0113] (Α103)確定校準(zhǔn)補(bǔ)償參數(shù)，構(gòu)建可實(shí)施的二維補(bǔ)償模型。同一分區(qū)的基本元件將 可作為一個(gè)整體元件看待，它們的頻率響應(yīng)補(bǔ)償值模型函數(shù)可以合并成一個(gè)函數(shù)，函數(shù)的 參數(shù)將大幅減少，通常一個(gè)信號(hào)接收通道設(shè)計(jì)的分區(qū)數(shù)量小于5,對(duì)于優(yōu)秀的通道設(shè)計(jì)，分 區(qū)數(shù)量甚至可以減小到1。于是，信號(hào)接收通道頻率響應(yīng)的補(bǔ)償值函數(shù)可以進(jìn)一步化簡(jiǎn)，假 設(shè)共有i個(gè)分區(qū)，i遠(yuǎn)小于η，則補(bǔ)償值函數(shù)改寫為：
[0114] P(f,T)=Pal(f,T)XPa2(f,T)X---XPai(f,T) (公式 3