Α1)具體包括： (Α101)構(gòu)建信號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、混頻器的增益是頻率和溫度的函數(shù)，分別為61^1')、62^1')、一、6"^，1')，通道的增益 函數(shù)為： G(f,T)=Gi(f,T)XG2(f,T)X---XGn(f,T)(公式 1) 對公式1取反，得到信號接收通道頻率響應(yīng)的補(bǔ)償值函數(shù)： P(f,T)=Pi(f,T)XP2(f,T)X---XPn(f,T)(公式 2) 式中，？1(11')、？2(11')、一、?"(11')分別是信號接收通道各元件的補(bǔ)償值函數(shù)，？ 11(€，1') = -Gn(f,T)； (A102)沿信號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)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)； (A103)確定校準(zhǔn)補(bǔ)償參數(shù)，構(gòu)建實(shí)施的二維補(bǔ)償模型： 同一分區(qū)的元件作為一個(gè)整體元件看待，它們的頻率響應(yīng)補(bǔ)償值模型函數(shù)合并成一個(gè) 函數(shù)，共有i個(gè)分區(qū)，則補(bǔ)償值函數(shù)為： P(f，T)=Pal(f，T)XPa2(f，T)X …XPai(f，T)(公式 3) 信號接收通道在第m個(gè)頻率點(diǎn)處，頻率響應(yīng)的補(bǔ)償值函數(shù)描述為： 4 P(fmt Τ0 + ΔΓ) = P(fml Γ0) &TJ (公式4) 式中，fm為第m個(gè)頻率點(diǎn)的頻率， To為選定的一個(gè)基準(zhǔn)溫度， AT為環(huán)境溫度的變化量， A Tn為各分區(qū)元件的溫度變化量， kmn為第m個(gè)頻率點(diǎn)、第η個(gè)分區(qū)元件的補(bǔ)償值變化率， P(fm，To+Δ Τ)為信號接收通道在頻率fm、溫度Το+△ Τ的頻率響應(yīng)補(bǔ)償值。 信號接收通道在全溫度范圍、全頻段的補(bǔ)償值函數(shù)用矩陣描述： + /P(flrTe)\ …/ΔΤΑ ? = ; + : ·.·丨 j (公式 5) + ^)/ Wi/ 式中，等號右側(cè)矩陣依次為參考補(bǔ)償值矩陣Prrf、補(bǔ)償值變化率矩陣K、溫度變化矩陣Δ Tn〇4.如權(quán)利要求2所述的寬溫條件下信號接收通道頻率響應(yīng)的補(bǔ)償方法，其特征在于， 所述步驟(Α2)具體包括： (Α201)獲取補(bǔ)償值變化率矩陣Κ: 取溫度步進(jìn)Α Τ能被Tiim+與Tiim-的差值整除；設(shè)置溫度試驗(yàn)箱分別運(yùn)行在Tiim-- Δ Τ， Tiim-，Tiim-+ Δ T，…，Tiim+_ Δ T，Tiim+，Tiim++ Δ Τη個(gè)試驗(yàn)溫度;在每個(gè)溫度，待儀器充分預(yù)熱后， 對儀器按頻率步進(jìn)A f進(jìn)行全頻段頻響補(bǔ)償，共有m個(gè)補(bǔ)償頻率點(diǎn)，獲得一個(gè)η X m的頻響補(bǔ) 償值矩陣： Pll PXm.' Arrayp = ： '_·： (公式 6) O a ? Ο toI ^ 矩陣中，Pnm表示在第n個(gè)溫度、第m個(gè)頻率點(diǎn)的頻響補(bǔ)償值； 令矩陣第η行減去第n_l行，計(jì)算得到各補(bǔ)償頻率點(diǎn)在溫度范圍[Tiim-- △ T，Tiim++ A T] 內(nèi)，溫度變化A T時(shí)的頻響補(bǔ)償值增量矩陣，矩陣大小(n-1) Xm: ?ΡΖ1 - ΔΡ^- Arrays =： '，， ： (公式 7) Μα "·如畫- 矩陣中，△ Pnm=Pnm-P(n-1)m，為第m個(gè)頻率點(diǎn)在第η個(gè)溫度的頻響補(bǔ)償值相較第n-ι個(gè)溫度 的頻響補(bǔ)償值增量； 計(jì)算每個(gè)頻率點(diǎn)在線性溫度區(qū)間的頻響補(bǔ)償值增量平均值，對于第m個(gè)頻率點(diǎn)，頻響補(bǔ) 償值增量平均值為： .+ 蟲政為偶數(shù) 站…" = 〇 、 (公式8) + w為奇數(shù) 計(jì)算每個(gè)頻率點(diǎn)在各試驗(yàn)溫度的頻響補(bǔ)償值增量相較平均值的偏差，對于第m個(gè)頻率 點(diǎn)，第η個(gè)溫度的偏差為： A Ο1 - / /\ -\ ^^off33Z-mn ~ a η Q Λ ) m 在靠近溫度Tiim--Δ T端，若 Δ P〇ffset-(n-i)m2 10%且 Δ P〇ffset-nm<l〇%，則第n_l個(gè)溫度為 該頻響補(bǔ)償頻率點(diǎn)的低溫拐點(diǎn)A溫度TA-m;在靠近溫度Tiim++ Δ T端，若Δ PQffset-(n-1)m<l〇%且 Δ PQffset-nm2 10%，則第n-1個(gè)溫度為該校準(zhǔn)補(bǔ)償頻率點(diǎn)的高溫拐點(diǎn)B溫度TB-m; 依據(jù)上述判據(jù)，獲取所有頻響補(bǔ)償頻率點(diǎn)的低溫拐點(diǎn)A溫度Th，TA-2，…，TA- m，取它們中 的最大值作為儀器在整個(gè)工作頻段的低溫拐點(diǎn)A溫度TA，即 TA=max(TA-i，Ta-2，···，Ta-m)(公式 10) 依據(jù)上述判據(jù)，獲取所有頻響補(bǔ)償頻率點(diǎn)的高溫拐點(diǎn)B溫度Τη，TB-2，…，TB- m，取它們中 的最小值作為儀器在整個(gè)工作頻段的高溫拐點(diǎn)B溫度TB，即 TB=min(TB-1，Tb-2，…，Tb-m) (公式 11) 使用Ta、Tb將儀器的工作溫度范圍劃分成3個(gè)工作溫度區(qū)域：[Tiim-，TA]為低溫壓縮區(qū)， [Ta，Tb]為線性工作溫度區(qū)，[TB，Tiim+]為高溫壓縮區(qū)； (A202)獲取參考補(bǔ)償值矩陣Pref和溫度變化矩陣Δ Tn: 參考補(bǔ)償值Pref是一個(gè)絕對補(bǔ)償量，將儀器置于溫度箱內(nèi)，設(shè)置溫度試驗(yàn)箱分別運(yùn)行在 拐點(diǎn)溫度TA和TB，在每個(gè)溫度，待儀器充分預(yù)熱后，對儀器按頻率步進(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Τα和TB時(shí)的參考頻響補(bǔ)償值矩陣： ρτΑ= \.ρτΑνρτΛζ> (公式 15) 矩陣中，表示當(dāng)環(huán)境溫度為ΤΑ時(shí)，第m個(gè)頻率點(diǎn)的參考頻響補(bǔ)償值； = (公式 16) 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； 同時(shí)，通過溫度傳感器記錄環(huán)境溫度分別為Τα和TB時(shí)i個(gè)元件的溫度： = [Τη ](公式17) 矩陣中，TTjS ^表示在環(huán)境溫度為TA時(shí)，第i個(gè)元件的溫度； ArrayTs = [TTgi，Trfi2, (公式 18) 矩陣中表示在環(huán)境溫度為TB時(shí)，第i個(gè)元件的溫度； 將參考補(bǔ)償值矩陣Pref、補(bǔ)償值變化率矩陣K、溫度矩和存儲在儀器 存儲器中； 儀器工作時(shí)，用溫度傳感器測得的各元件當(dāng)前溫度減去4〃吵即獲得溫度 變化矩陣Δ?η。5. 如權(quán)利要求4所述的寬溫條件下信號接收通道頻率響應(yīng)的補(bǔ)償方法，其特征在于，所 述步驟(Α201)中： 若TA=Tiim-，則低溫壓縮區(qū)將不存在； 若TB = Tiim+，則高溫壓縮區(qū)將不存在。6. 如權(quán)利要求5所述的寬溫條件下信號接收通道頻率響應(yīng)的補(bǔ)償方法，其特征在于， 在溫度試驗(yàn)箱運(yùn)行期間，對儀器按頻率步進(jìn)A 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)； 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； 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P im，元件的溫 度矩陣為[Timl，Tim2，…，Timi]，其中T imi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(i-1)ml，T(i- 1)m2，…， ，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kml，km2，…，kmi，則將參數(shù)代入公式4，得 C Pim _ +〉: _ 巧-1細(xì)》?)(公式12) n=l 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-1個(gè)方程組成的線性方程 組： i - ^Saass) n=l * = ! (公式 13) ! _^Cs-i)ws + _T(i- 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，km2，H.，kmi); 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： 左11…焱ii Κ = ； ? 、； (公式 14) 丸m% … ^mi- 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； 同理，在其他工作溫度區(qū)獲取頻響補(bǔ)償值變化率矩陣。7.如權(quán)利要求2所述的寬溫條件下信號接收通道頻率響應(yīng)的補(bǔ)償方法，其特征在于，所 述步驟A3具體包括： 儀器工作時(shí)，在每一次測試啟動(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)前溫度相對于參考溫度的溫度變化矩陣A Tn; 隨后，儀器調(diào)用存儲器中的補(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)前測試頻段的實(shí)時(shí)頻率響應(yīng)補(bǔ)償值； 啟動(dòng)測試，使用實(shí)時(shí)補(bǔ)償值直接在后臺修正測試數(shù)據(jù)，獲得高精度的測試結(jié)果。
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種寬溫條件下信號接收通道頻率響應(yīng)的補(bǔ)償方法，通過在儀器的信號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)建由所述敏感部位所決定的信號接收通道的頻率響應(yīng)補(bǔ)償模型，通過校準(zhǔn)獲得校準(zhǔn)參數(shù)，再利用校準(zhǔn)參數(shù)和補(bǔ)償模型根據(jù)通道各部位的實(shí)時(shí)溫度對各敏感部位進(jìn)行頻響補(bǔ)償。本發(fā)明的補(bǔ)償方法能夠?qū)x器的信號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量精度，幅度測量精度提升顯著。
【IPC分類】H04B1/12
【公開號】CN105471455
【申請?zhí)枴緾N201510793500
【發(fā)明人】李曉軍, 向長波, 陳安軍, 呂天志, 張世磊
【申請人】中國電子科技集團(tuán)公司第四十一研究所
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2015年11月11日