[发明专利]宽带可配置通道的线性相位校正方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种宽带可配置的线性相位校正信号发生器的设计方法，更具体的讲，涉及用于无线电接收系统的宽带可配置线性相位校正器的设计方法。

背景技术

无线电接收系统在通信和测量领域中，经常需要知道信号通道的相位频率特性。比如天文无线电观测模式下，需要对通道时延误差，也就是通道的相位特性进行校正。校正信号在接收机前端加入，在接收机后端提取相位校正信号的幅度和相位变化，就可以计算通道的系统时延，进而修正观测到的时延值，得到准确的几何时延值。

检测接收系统通道的相位频率特性时，为了防止通道的相位频率特性随时间变化，必须保证检测与信号接收同时进行，也就是将相位校正信号加入到接收信号中。

现有办法是在实际工程中，在接收机前端增加一个高速肖特基管的脉冲序列形成器，由原子钟提供基准信号，利用产生的谐波信，产生宽度为微秒量级的脉冲串，在频域上就是相隔1MHz的梳状信号，用来在后端校正信号。这种办法在实际工程有中三个问题：1，相位校正信号不是标准的点频信号，影响相位计算精度；2，脉冲序列形成器生成的相位校正信号是固定的，在较窄的带宽观测时，可能数据记录带宽不能包括多个相隔1MHz的相位校正信号，就不能起到信号通道相位校正的作用；3，脉冲序列形成器的高速谐波能量较小，对后面的放大要求很高，且效率较低。

于是需要一种在数字采集系统上能够修正通道相位的方法。此方法保证提供数个精确的初始相位相同的单频点信号，且根据观测的要求，这几个单频点信号能够出现在需要采集的带宽上，在数字系统的前端，也就是紧接着数字采样器之后，与采样数据相加，是采样数据带有数字相位校正的信息。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种应用在无线电接收系统内，在高速信号处理中实现数据通道的相位校正，可以精确提供任意观测频带的通道精确时延信息的宽带可配置通道的线性相位校正方法。

技术方案：本发明的宽带可配置通道的线性相位校正方法，包括以下步骤：

1）确定在频带内需要相位校正信号分量的数量N；

2）根据系统时钟速率f_s和系统要求的最小观测频带带宽B_min，按照下式求出计算频率分辨率Δf：按照下式求出多分量正弦信号的函数查找表的长度L：L＝f_s/Δf；

3）根据步骤2）确定的函数查找表的长度L，生成N个长度为L、初始相位一致的正弦信号X_i，i＝1,2,….N，正弦信号X_i在函数查找表的长度L内包括i个周期，每个周期是L/i；将N个正弦函数X_i相加求和，得到要存入的函数值；

4）首先确定步骤3）得到的要存入的函数值的量化位数，然后对要存入的函数值进行量化，将量化后的函数值存入函数查找表；

5）根据函数查找表的长度L，生成地址为1,2,….L的相位累加器；

6）基带频率选择器给相位累加器提供累加的步长：系统通过控制总线提供基带频率选择器需要的带宽B，然后按照下式计算提供给相位累加器的累加的步长：

λ＝B/B_min，其中B_min为接收机要求的最小观测频带带宽；

7）根据步骤6）得到的相位累加器的累加的步长，在时钟作用下正弦函数查找表产生多频点基带数字信号，然后通过数模转换器将多频点基带数字信号转变为多频点基带模拟信号；

8）根据系统要求的观测频带的中心频率值f₀和带宽B，确定用于上变频的频率值f_LO＝f₀-B/2，在系统时钟作用下生成上变频信号S_LO，将步骤7）得到的多频点基带模拟信号上变频到观测的频带，形成相位校正信号；

9）将步骤8）形成的相位校正信号耦合到天线端。

本发明的步骤4）中，可以根据系统信噪比的要求，确定查找表的正弦函数的量化位数M，利用公式确定或者根据硬件资源的数量，确定量化位数M。求出步骤3）的和函数S(n)绝对值的最大值，将和函数S(n)的每一个数值除以这个最大值，实现归一化。将归一化的和函数S(n)值乘以2_M-1-1，取整后存入函数查找表中。