[发明专利]一种毫米波自校准虚拟仪器及其实施方法

权利要求书

1.一种毫米波自校准虚拟仪器，其特征在于：包括微波信号源(1)、倍频单元(2)、主控计算机(3)以及信号检测单元(5)；倍频单元(2)设有输入端与输出端，输入端连接微波信号源(1)，输出端连接信号检测单元(5)；主控计算机(3)连接微波信号源(1)和信号检测单元(5)。

2.根据权利要求1所述的毫米波自校准虚拟仪器，其特征在于，倍频单元(2)为有源倍频链，包括相互串联的倍频链路(21)和直流稳压电源(22)，其中倍频链路(21)由多个倍频器组合而成。

3.根据权利要求2所述的毫米波自校准虚拟仪器，其特征在于，所述倍频器的数量为2个。

4.根据权利要求1所述的毫米波自校准虚拟仪器，其特征在于，微波信号源(1)和信号检测单元(5)均通过同轴线缆与倍频单元(2)连接，且均通过GPIB线与主控计算机(3)连接。

5.一种毫米波自校准虚拟仪器的自校准方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，搭建权利要求1所述的毫米波自校准虚拟仪器，完成微波信号源(1)的初始化和信号检测单元(5)的初始化，在主控计算机(3)上设定倍频参数N为倍频单元(2)的倍频单元倍数，并设定当前的预期频率的初始值；

步骤S2，将由倍频单元(2)输出的基准信号的预期频率设为当前的预期频率，并测量基准信号在当前的预期频率且不同功率下的功率损耗以及频率校准值，所述基准信号的预期频率通过将微波信号源输出的驱动信号的频率设为当前的预期频率的1/N来设定；

步骤S3，生成在基准信号为当前的预期频率时，驱动信号的频率值、基准信号的频率校准值以及不同功率值对应的功率损耗图表并保存相应数据；

步骤S4，将当前的预期频率加上步进频率作为更新的预期频率；

步骤S5，将更新的预期频率设为当前的预期频率，重复上述步骤S2至步骤S4，直至更新的预期频率到达终止频率，此时执行步骤S6；

步骤S6，得到并保存频率和功率的输入-输出参数表，并关闭微波信号源1。

6.根据权利要求5所述的毫米波自校准虚拟仪器的自校准方法，其特征在于，所述微波信号源(1)的初始化包括：开启微波信号源(1)，将微波信号源(1)输出的驱动信号的频率设置为最小频率，驱动信号的功率设为驱动倍频单元(2)正常工作时的微波信号源(1)的最小输出功率，当前的预期频率的初始值为所述最小频率×N。

7.根据权利要求5所述的毫米波自校准虚拟仪器的自校准方法，其特征在于，所述信号检测单元(5)优选为微波频谱分析仪，信号检测单元(5)的初始化包括：设置该微波频谱分析仪的【VBW】参数、【RBW】参数以及【Span】参数；微波频谱分析仪的谐波混频器的【Marker】值设置为预期频率。

8.根据权利要求5所述的毫米波自校准虚拟仪器的自校准方法，其特征在于，所述功率损耗可以采用以下公式计算：P损＝[Pout-Pin]，其中

Pin为输入倍频单元2的驱动信号的功率，Pout为由倍频单元(2)输出的基准信号的功率校准值。

9.根据权利要求5所述的毫米波自校准虚拟仪器的自校准方法，其特征在于，所述起始频率与终止频率的取值范围是35～50GHz。

10.一种毫米波自校准虚拟仪器的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，采用根据权利要求4所述的自校准方法获取频率和功率的输入-输出参数表；

步骤S2，断开倍频单元(2)和主控计算机(3)与信号检测单元(5)的连接并移除信号检测单元(5)，打开控制程序，完成微波信号源(1)的初始化和控制程序的初始化；

步骤S3，输入所需输出倍频单元(2)的基准信号的频率功率值；

步骤S4，调用频率和功率的输入-输出参数表，通过所需输出倍频单元(2)的基准信号的频率功率值得到驱动信号的频率和功率值；

步骤S5，将微波信号源(1)的频率功率值设置为所述驱动信号的频率和功率值；

步骤S7、控制微波信号源(1)开启，倍频单元(2)的输出端输出高精度的毫米波信号。