[发明专利]一种宽带频率响应的测量方法及其测量装置

说明书

一种宽带频率响应的测量方法及其测量装置，其中测量方法包括：对接收机的射频通道响应于发射信号而产生的输出信号进行第二处理，得到接收序列，其中发射信号由发射机的射频通道响应于ZC序列经第一处理后得到的信号而产生；根据ZC序列和接收序列，计算得到待测量的射频通道的频率响应测量结果。由于将ZC序列应用于发射机或接收机的宽带频率响应测量过程中，克服了以往利用单音信号进行扫频的局限性，提供了一种新的测量方案，不仅可以获得待测量射频通道的频率响应中的幅频特性，还可以获得待测量射频通道的频率响应中的相频特性，利于后期根据获得的幅频特性和相频特性对待测量通道进行校正和补偿。

技术领域

本发明涉及信号测试测量技术，具体涉及一种宽带频率响应的测量方法及其测量装置。

背景技术

在测试测量领域，信号发生器(包括任意波形发生器、射频信号源、矢量信号发生器等)和频谱分析仪是两种很常用的仪器设备，其中信号发生器用来产生各种频率、各种波形形状的信号，频谱分析仪用来接收和测量各种各样的信号，例如可以测量信号的功率(幅度)、频率、相位、带宽等，甚至可以对信号进行各种调制解调分析。这些仪器设备中往往包含模拟信号通道和数字信号通道，而模拟信号通道中设有大量的模拟器件，比如放大器、滤波器、混频器等等，由这些模拟器件构成的模拟电路的幅度—频率响应曲线(简称为幅频特性响应)一般都是不平坦的，并且会随着环境的改变(温度、湿度等)发生改变，因此需要预先获取各个频率点上的频率响应数据(即频响数据)，对输入信号或者输出信号的幅度、相位等参数进行相应的补偿，以达到精确测量的目的，也可以将这个过程称之为仪器设备的校准过程。

比如，在射频信号源的校准过程中，一般都是采用扫频方法来测量模拟通道的宽带频率响应，然后对逐个频点进行校准。构建控制器(如PC机或者其它控制设备)、信号发生器(待校准射频信号源)和接收机(如频谱分析仪、功率计、万用表，需是经过校准的精密仪器)相互连接的测量系统，控制器通过下发脚本或者命令来控制信号发生器和接收机进行工作，使它们在任一时刻都工作在相同频率上，如果接收机为万用表则无需设置相同频率；信号发生器以扫频方式输出单音信号(即单一频率的纯正弦信号)，接收机对单音信号进行测量，且接收机的中心频率则跟随信号发生器的输出频率，控制器记录接收器测量得到的幅度值或者功率值。当信号发生器完成一次全频段的扫描，控制器中便记录得到各个频点对应的幅度数据，从而得到一条幅度—频率响应曲线，这条曲线反映了信号发生器中模拟通道的幅频响应的特征。此外，控制器最后求出幅频响应数据的倒数，作为信号发生器中各个频率点对应的补偿值，由此就可以得到一条补偿曲线并存储于信号发生器中，之后，信号发生器在正常使用过程中产生信号时，读出相应频点的补偿值并对输出幅度进行相应补偿，从而输出比较精确、平稳的单音信号。

在采取扫频方法来获取模拟通道的频率响应时，还存在一些技术问题。一方面，扫频方法需要采取等间隔扫频，频率步进的大小既影响幅频响应测量的速度，也影响测量精度和最终的校准精度，如果扫频频率步进设置的太小，则获取模拟通道的幅频响应时所花费时间就比较长，影响测量和校准效率，而如果扫频步进置的太大，则得到的幅频特性响应曲线就可能无法代表真实的通道特性；另一方面，这种用单音信号作为校准信号的方法，仅能获取模拟通道的幅频响应，而无法获取模拟通道的相频响应。此外，还存在第三方面的技术问题，这种基于单音信号的扫频方法，对于模拟通道中的放大器、滤波器、混频器等模拟器件，无法有效获取其宽带幅频特性和相频特性，例如对于一些诸如高阶QAM信号的高阶宽带调制信号，模拟通道的轻微的幅度不平坦以及非线性的相位都会使信号质量下降，导致发射的信号或者接收的信号无法解调；具体地，在测量一个带宽为2Δf(如[f_c-Δf,f_c+Δf])的模拟通道的频率响应时，若使用基于单音信号的扫频方式，由于信号发生器或者接收机中的混频器始终工作在中心频率f_c上，因此每次都只能获取到中心频率处的幅频特性，而无法获取带宽内其他频率点上的幅频特性。