[发明专利]一种产生相位相干信号的方法与装置

说明书

技术领域

本发明属于电子测量仪器领域，尤其涉及的是一种产生相位相干信号的方法与装置。

背景技术

在电子测试技术领域，经常需要相位相干的多通道射频信号，这些信号具有相同的频率，而且具有确定的相互相位关系。如图1所示，三个信号具有相同的变化周期，只是初始相位（即零时刻时的相位）有所区别（初始相位任意，也可以相同，不影响相位相干特性）。例如相控阵雷达信号模拟与测试、差分放大器差模/共模性能测试、微波非线性网络参数测试等场合，都涉及此类多通道之间频率相同且具有一定相位关系的射频信号的发射和接收。

目前，相位相干信号发生的技术方案主要有移相器法、开关延迟线法、矢量信号发生器法几种方案。

根据相位相干的特点，最直观的用于产生这类信号的方法就是使用移相器，将信号进行一定角度的移相（相位延迟）再输出，就与原信号形成相位相干关系。移相器有模拟移相器和数字移相器，原理相同，只是控制方法不同。

开关延迟线法通过多路开关的方式让同一信号经过不同电长度的延迟线后输出，由于不同延迟线的电长度不一样，同一信号通过各路延迟线后输出信号间的相位延迟就不一样，从而实现了多通道相位相干信号的发生。

基于矢量信号发生器的方案实际是多机组成的系统，将一台通用信号发生器的射频信号输出通过功分器分别送入其它几个信号发生器（数量由需要的信号通道数决定）作为本振信号，替代其机内本振信号，利用机内矢量调制控制电路实现对射频相位的控制，从而实现多通道相位相干信号的发生。该方案中改变信号相位是通过改变信号源内部用于矢量调制的双任意波形发生器的控制数据实现的，必须保证基带信号的相干性，因此还需要另外一台信号发生器通过功分器提供统一的基带处理时钟。

开关延迟线法中，由于延迟线的长度是固定的，相位延迟的大小和信号频率有关，另外不同长度延迟线的数量也有限，因此开关延迟线法的工作频段一般较窄，相位相干的相位调整范围只能是有限的几个，无法实现对相干性的实时校准、修正和连续准确的调节，应用范围有限，测试精度难以保证。而且通道之间也无法实现幅度的连续调节。

移相器法中，相位调整精度取决于数控移相器的相位分辨率，工作频率范围也比较有限，移相器法也基本上用于一些专用测试系统的组建上，难以实现大范围的通用。

以上两种方法只是可实现的技术途径，必须配合现有的信号发生装置才能完成对信号相位的控制，在实际应用中非常不灵活，由于各自方法本身的局限性，其应用范围大大受限。

另一种较通用的技术方案是基于矢量信号发生器的方法，它是基于通用矢量信号发生器加上专用测试软件以及测试附件实现的，每一路信号就需要一台造价不菲的通用矢量信号发生器，庞大的系统组成难以满足现场测试的需要，不利于大范围的推广应用。

以上几种方案在用于电子测试领域时，都要组成测试系统，体积庞大，造价昂贵，难于以单一测量仪器的形式完成测试任务。

因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种产生相位相干信号的方法与装置。

本发明的技术方案如下：

一种产生相位相干信号的装置，其中，由同步信号控制若干射频信号发生模块组成；所述射频信号发生模块由鉴相器、环路滤波器、压控振荡器、小数分频逻辑单元及相位设置模块相互连接及相互通讯组成；所述同步信号，用于产生同步控制信号发送至所述若干射频信号发生模块；所述鉴相器，用于将所述小数分频逻辑单元分频后的信号与所述时钟参考信号进行比相得到比较结果发送到所述环路滤波器；所述环路滤波器，用于将所述比较结果进行预定带宽条件下的滤波后发送给所述压控振荡器；所述压控振荡器，用于产生射频信号；所述小数分频逻辑单元，用于对所述射频信号进行小数值的分频；所述相位设置模块，用于调节小数分频逻辑单元产生小数分频值时的初始相位偏移。

所述的产生相位相干信号的装置，其中，所述射频信号发生模块中还包括射频相位接收与检测模块,用于将相位信息与预设的相位值进行比较，将比较后形成的相位差值发送至所述相位设置模块，所述相位设置模块对所述相位差值进行实时监测、修正和校准。

所述的产生相位相干信号的装置，其中，所述射频相位接收与检测模块由定向耦合器、混频器及中频处理单元组成；所述定向耦合器用于将射频输出信号和反馈检测信号进行分离；所述混频器用于将射频信号转换到中频；所述中频处理单元用于将混频器输出的中频信号进行数字化处理后得到信号的相位信息。