[发明专利]射频前端收发链路在线校准办法

说明书

技术领域

本发明属于射频前端技术领域，具体涉及一种射频前端收发链路在线校准办法。

背景技术

射频前端电路作为射频模块最前端的部分，对射频模块的各项指标有着显著的影响。由于射频模块中所使用的器件种类繁多，在生产时需要进行很多校准与测试工作，以保证模块的各项参数在一定的容差范围内。

现有的校准需要将设备拿到计量实验室中，通过其他设备进行校准。由于校准过程比较繁琐不能进行在线校准，会影响设备的使用效率。

本发明的目的在于提出一种简化的射频前端在线校准办法，它可以显著地缩短模块校准时间，并可以在不借助外部资源的情况下实现自校准。

发明内容

本发明的目的在于提出一种射频前端收发链路在线校准办法。本发明是利用定向耦合器、功率计、校准源等，在不需要其它外部设备，并且不影响测量的情况下，完成在线自校准。

本发明提出的射频前端收发链路在线校准方法，由在线校准装置实现，所述在线校准装置由单刀多掷开关1、输入端定向耦合器2、输入端程控增益模块3、输入端混频模块4、信号处理单元5、内部校准源6、射频开关阵列7、功率计 8、输出端定向耦合器9、输出端程控增益模块10和输出端混频模块11组成，射频输入或外部校准源输出端分别连接单刀多掷开关1的输入端，单刀多掷开关1的输出端连接输入端定向耦合器2，输入端定向耦合器2的输出端连接输入端程控增益模块3，输入端程控增益模块3的输出端连接输入端混频模块4，输入端混频模块4的输出端连接信号处理单元5；射频输出的输入端连接输出端定向耦合器9，输出端定向耦合器9的输入端连接输出端程控增益模块10，输出端程控增益模块10的输入端连接输出端混频模块11，输出端混频模块11连接信号处理单元5；内部校准源6连接单刀多掷开关1；输入端定向耦合器2和输出端定向耦合器9分别连接射频开关阵列7；射频开关阵列7分别连接单刀多掷开关1和功率计8；所述射频前端收发链路在线校准方法包括射频信号接收校准和射频信号发射校准；其中：

射频信号接收校准的具体步骤如下： 

<1> 初始化校准设置：将单刀多掷切开关1切换到内部校准源6路径上；

<2> 输入链路的 I、Q不平衡参数计算：内部校准源6进入输入端定向耦合器2，输入端定向耦合器2中一部分信号经过放大，变频，进入到信号处理单元5；对信号处理单元5接收到的测试校准信号进行分析，即可得到输入链路的I、Q不平衡参数，包括幅度不平衡(A)，相位不平衡(β)，输入链路的I、Q直流偏置(I_DC和Q_DC)；分析计算过程如下所示：

设校准信号                                               为：

，

其中P_cal是输入信号的幅度，是输入信号的频率。

信号处理单元收到的信号为：

， (1)

其中I_r(t) 和Q_r(t)分别是信号处理单元接收到的I，Q两路信号，j是虚数单位；P_I，P_Q是接收链路中I，Q两路信号的幅度值，是接收到信号的频率。

信号处理单元接收到的信号为：

 

其中，，分别是信号处理单元接实际收到的I，Q两路信号，A代表幅度不平衡因子，β代表相位不平衡因子，P_Q是Q路信号的幅度，I_DC，Q_DC代表I，Q两路上的直流偏置。

考虑到正弦信号的周期内积分为零，而直流偏置的周期内积分不为零，所以将信号处理单元接收到的信号分别计算I,Q两路周期内的积分，可以得到：

其中，T是信号的周期。

所以信号的直流偏置为：

                               (2)

                             (3)

将I,Q两路信号的直流偏置去除，得到：

分别考虑I,Q两路信号在一个周期内的自相关有：

比较上面两式，可以得到幅度不平衡(A)

                          (4)

另一方面，考虑IQ两路信号在一个周期内的互相关有：