一種矢量調製信號的自動校準方法
2023-10-17 19:00:49
一種矢量調製信號的自動校準方法
【專利摘要】本發明公開了一種矢量調製信號的自動校準方法，包括：步驟S101，根據調製格式，利用計算機編輯出特定待調製的基帶數據，並將基帶數據輸入標準信號源進行調製，調製後輸出的IQ基帶信號輸入到被測設備中；此時設置標準信號源輸出載波信號，被測設備完成將載波信號和IQ基帶信號進行調製的功能，輸出載波帶調製的信號；步驟S102，確定所要校準的頻點；根據頻譜儀顯示的信號頻譜和載波洩露頻譜，確定校準後該頻點對應的I路電壓和Q路電壓；步驟S103，重新確定頻點，重複步驟S102，最終得到所有頻點對應的校準後的I路電壓和Q路電壓。本發明能夠自動完成校準的方法，大大提高模塊校準的效率，同時能夠使校準變成無人值守作業，節省人力和時間。
【專利說明】一種矢量調製信號的自動校準方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及信號校準【技術領域】，特別是涉及一種矢量調製信號的自動校準方法。【背景技術】
[0002]在VX1、PXI/PXIe、LXI等控制總線中，微波射頻儀器一直佔有重要的地位，其中的重要模塊之一是IQ調製器，IQ調製器的作用是將低頻段的IQ基帶信號調製到高頻段上，繼而進行發射輸出。
[0003]在IQ調製器的研發、調試和生產環節，對設備進行校準是一件非常費時費力的工作，因使用的器件一致性問題導致的生產出來的模塊差異較大，需要更多的後期調試和校準工作。其中最為複雜的就是影響矢量調製信號的指標——載波洩露。未經校準的IQ調製器模塊一般載波洩露較高，會對生成的矢量調製信號的質量造成嚴重影響，模塊的校準過程就是通過調整模塊1、Q兩路偏置電壓來壓制載波洩露的幅度，將載波洩露壓到一個較低的幅度，使矢量調製信號滿足指標要求。
[0004]現有技術中，缺少一種能夠自動完成校準的方法，以大大提高模塊校準的效率，節省人力和時間。
【發明內容】
[0005]本發明要解決的技術問題是提供一種矢量調製信號的自動校準方法，用以解決現有技術中無法自動校準的問題。
[0006]為解決上述技術問題，本發明提供一種矢量調製信號的自動校準方法，包括:
[0007]步驟S101，根據所要校準的矢量調製信號所使用的調製格式，利用計算機編輯出特定待調製的基帶數據，並將基帶數據輸入標準信號源進行此種調製，調製後輸出的IQ基帶信號通過線纜輸入到被測設備中；此時設置標準信號源輸出載波信號(本振激勵信號)，被測設備完成將載波信號和IQ基帶信號進行調製的功能，輸出載波帶調製的信號；
[0008]步驟S102，確定所要校準的頻點；根據頻譜儀顯示的信號譜線和載波洩露譜線的幅度差值，確定校準後該頻點對應的I路偏置電壓和Q路偏置電壓；
[0009]步驟S103，每重新確定一個所要校準的頻點，則重複步驟S102—次，得到校準後的該頻點對應的I路偏置電壓和Q路偏置電壓；最終得到所有頻點對應的校準後的I路偏置電壓和Q路偏置電壓。
[0010]進一步，根據頻譜儀顯示的信號譜線和載波洩露譜線，確定校準後該頻點對應的I路偏置電壓和Q路偏置電壓，具體包括:
[0011]被測設備輸出載波帶調的信號給頻譜儀，頻譜儀在對應頻率區間內顯示三根譜線，中間一根為需要調整的載波洩露譜線，兩邊兩根是本調製格式下所對應的調製信號的譜線；
[0012]利用頻譜儀的頻標追蹤功能，使用頻標I (Mkrl)和參考頻標I (Λ Mkrl)抓取一根信號譜線和一根載波洩露譜線，得出信號譜線和載波洩露譜線之間的功率差值，並存儲該功率差值；
[0013]利用計算機控制被測設備多次調整I路偏置電壓和/或Q路偏置電壓，獲取每一次調整對應的信號譜線和載波洩露譜線之間的功率差值；所得到的多個功率差值中的最大值所對應的的I路偏置電壓和Q路偏置電壓，即為校準後的I路偏置電壓和Q路偏置電壓。
[0014]進一步，利用計算機控制被測設備多次調整I路偏置電壓和Q路偏置電壓，最終獲得校準後的I路偏置電壓和Q路偏置電壓，包括如下步驟:
[0015]在要求範圍內任意選擇一個I路偏置電壓作為初始值，保持該I路偏置電壓不變，在Qmax與Qmin之間調整Q路偏置電壓變化m次，其中，Qmax表示Q路偏置電壓最大值，Qmin表示Q路偏置電壓最小值；每調整一次Q路偏置電壓，計算一次信號譜線和載波洩露譜線之間的功率差值，獲取m個功率差值中最大值對應的Q路偏置電壓；將此時該Q路偏置電壓作為調整I路偏置電壓時固定不變的Q路偏置電壓；保持上述步驟中確定的Q路偏置電壓固定不變，在Imax與Imin之間調整I路偏置電壓變化η次，其中，Imax表示I路偏置電壓最大值，Imin表示I路偏置電壓最小值；每調整一次I路偏置電壓，計算一次信號譜線和載波洩露譜線之間的功率差值，獲取η個功率差值中最大值對應的I路偏置電壓；將此時該I路偏置電壓作為調整Q路偏置電壓時固定不變的I路偏置電壓；
[0016]重複上述步驟一次或多次，得到校準後的I路偏置電壓或Q路偏置電壓；每次調整Q路偏置電壓時，保持上一步確定的I路偏置電壓不變，在(Q』 -ΔQ，Q』 +ΔQ)之間不斷調整Q路偏置電壓，其中，Q』表示上一步確定的Q路偏置電壓，Δ Q表示Q路偏置電壓的調整量，由校準人員進行設置；每次調整I路偏置 電壓時，保持上一步確定的Q路偏置電壓不變，在(I』 -ΔΙ,I』 ΔI)之間不斷調整I路偏置電壓，其中，I』表示上一步確定的I路偏置電壓，Λ I表示I路偏置電壓的調整量，由校準人員進行設置。
[0017]進一步，重新選擇所要校準的頻點時，選擇起始頻點後，以步進的方式進行頻點選擇；或者，根據預先定義的頻點列表選擇頻點。
[0018]進一步，最終得到所有頻點對應的校準後的I路偏置電壓和Q路偏置電壓之後，生成相應的數據記錄文件，記錄每個頻點對應的校準後的I路偏置電壓和Q路偏置電壓。
[0019]本發明有益效果如下:
[0020]本發明的矢量調製信號的自動校準方法，能夠自動完成校準的方法，大大提高模塊校準的效率，同時能夠使校準變成無人值守作業，節省人力和時間。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1是本發明實施例中一種矢量調製信號的自動校準方法的流程圖；
[0022]圖2是本發明實施例中實現矢量調製信號自動校準的裝置原理圖；
【具體實施方式】
[0023]以下結合附圖以及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不限定本發明。
[0024]如圖1所示，本發明實施例涉及一種矢量調製信號的自動校準方法，包括:
[0025]步驟S101，根據所要校準的矢量調製信號所使用的調製格式，利用計算機編輯出特定待調製的基帶數據，並將基帶數據輸入標準信號源進行調製，調製後輸出的IQ基帶信號通過線纜輸入到被測設備中；此時設置標準信號源輸出載波信號(本振激勵信號)，被測設備完成將載波信號和IQ基帶信號進行調製的功能，輸出載波帶調製的信號；
[0026]例如:對4GHz頻點下BPSK (Binary Phase Shift Keying,移相鍵控)方式進行校準，則需要本振信號為4GHz，根據BPSK調製格式，信號源採用IQ輸出FIX4碼元1010或者0101，即可實現在頻譜儀上輸出包括載波洩露在內的3根譜線。
[0027]本裝置的硬體連接原理圖如圖2所示，包括標準信號源、頻譜儀、PC機(計算機)和被測設備，以及相關連接線纜。標準信號源和被測試設備之間使用專用線纜連接；頻譜儀和被測設備之間使用專用線纜連接；PC機和標準信號源和頻譜儀之間使用網線連接，中間需要使用Hub進行分線；PC機和被測設備之間使用專用總線連接，這裡的專用總線不限類型，能滿足被測設備和PC機之間通信所使用的總線類型均可。
[0028]步驟S102，確定所要校準的頻點；根據頻譜儀顯示的信號譜線和載波洩露譜線，確定校準後該頻點對應的I路偏置電壓和Q路偏置電壓。
[0029]本步驟根據被測設備的帶寬確定頻點。
[0030]確定所要校準的頻點後，被測設備輸出載波帶調的信號給頻譜儀，頻譜儀在對應頻率區間內顯示3根譜線，中間一根即為需要調整的載波洩露譜線，兩邊兩根是本調製格式下所對應的調製信號的頻譜，兩根調製信號的頻譜完全相同；此時可使用頻譜儀的頻標追蹤功能，抓取一根信號譜線和一根載波洩露譜線，得出信號譜線和載波洩露譜線之間的功率差值，存儲該功率差值。利用計算機控制被測設備多次調整I路偏置電壓和/或Q路偏置電壓，獲取每一次信號譜線和載波洩露譜線之間的功率差值；其中多個功率差值中的最大值所對應的的I路偏置電壓和Q路偏置電壓，即為校準後的I路偏置電壓和Q路偏置電壓。
[0031]利用計算機控制被測設備多次調整I路偏置電壓和Q路偏置電壓，最終獲得校準後的I路偏置電壓和Q路偏置電壓，包括如下步驟:
[0032]在要求範圍內任意選擇一個I路偏置電壓作為初始值，保持該I路偏置電壓不變，在Qmax與Qmin之間調整Q路偏置電壓變化m次，其中，Qmax表示Q路偏置電壓最大值，Qmin表示Q路偏置電壓最小值；每調整一次Q路偏置電壓，計算一次信號譜線和載波洩露譜線之間的功率差值，獲取m個功率差值中最大值對應的Q路偏置電壓；將該Q路偏置電壓作為調整I路偏置電壓時固定不變的Q路偏置電壓；保持上述步驟中確定的Q路偏置電壓固定不變，在Imax與Imin之間調整I路偏置電壓變化η次，其中，Imax表示I路偏置電壓最大值，Imin表示I路偏置電壓最小值；每調整一次I路偏置電壓，計算一次信號譜線和載波洩露譜線之間的功率差值，獲取η個功率差值中最大值對應的I路偏置電壓；將該I路偏置電壓作為調整Q路偏置電壓時固定不變的I路偏置電壓；
[0033]重複上述步驟一次或多次，得到校準後的I路偏置電壓或Q路偏置電壓；本步驟調整Q路偏置電壓時，保持上一步確定的I路偏置電壓不變，在(Q』 -AQ, Q』 +AQ)之間不斷調整Q路偏置電壓，其中，Q』表示上一步確定的Q路偏置電壓，λ Q表示Q路偏置電壓的調整量，由校準人員進行設置；調整I路偏置電壓時，保持上一步確定的Q路偏置電壓不變，在(I』 - Λ I，I』 + Λ I)之間不斷調整I路偏置電壓，其中，I』表示上一步確定的I路偏置電壓，Λ I表示I路偏置電壓的調整量，由校準人員進行設置。
[0034]上述方法，採用固定I路偏移，調整Q路偏移時，使用一種與拉格朗日插值算法相類似的插值方法確定Q路偏移電壓調整點，一般在10個點以內可以確定該I路偏置電壓偏移的情況下最優的Q路偏置電壓值，此時再固定最優的Q路偏壓，回頭來調整I路偏壓，同樣使用此算法快速得出當前Q路偏壓下的I路偏壓，一般情況下可以確定這一對IQ偏壓值即為較優值。如果想得出更優的值，可重複進行上述步驟，建議重複過程不要超過兩次。
[0035]關於與拉格朗日插值算法相類似的插值方法，在拉格朗日插值算法的基礎上進行簡化操作，取其中一定範圍內的極值進行操作，可確定這條曲線上某一個範圍內的插值密度和區間。在本發明中，I或Q路偏置電壓和載波洩露的關係基本遵循拋物線規律，使用此插值算法進行頻點選擇可確定拋物線底端大致區間，加快校準速度。
[0036]步驟S103，每重新確定一個所要校準的頻點，則重複步驟S102 —次，得到校準後的該頻點對應的I路偏置電壓和Q路偏置電壓；最終得到所有頻點對應的校準後的I路偏置電壓和Q路偏置電壓。
[0037]重新選擇所要校準的頻點時，可以在選擇起始頻點後，以步進的方式進行頻點選擇；也可以自定義頻點列表，確定用戶關心的或希望校準的頻點。
[0038]上述步驟完成後，會生成相應的數據記錄文件，並提供所有頻點下最優的IQ偏壓值，此時的載波洩露值，可作為校準參考。
[0039]由上述實施例可以看出，本發明的矢量調製信號的自動校準方法，能夠自動完成校準的方法，大大提高模塊校準的效率，同時能夠使校準變成無人值守作業，節省人力和時間。
[0040]儘管為示例目的，已經公開了本發明的優選實施例，本領域的技術人員將意識到各種改進、增加和取代也是可能的，因此，本發明的範圍應當不限於上述實施例。
【權利要求】
1.一種矢量調製信號的自動校準方法，其特徵在於，包括: 步驟S101，根據所要校準的矢量調製信號所使用的調製格式，利用計算機編輯出特定待調製的基帶數據，並將基帶數據輸入標準信號源進行調製，調製後輸出的IQ基帶信號輸入到被測設備中；此時設置標準信號源輸出載波信號，被測設備完成將載波信號和IQ基帶信號進行調製的功能，輸出載波帶調製的信號； 步驟S102，確定所要校準的頻點；根據頻譜儀顯示的信號譜線和載波洩露譜線，確定校準後該頻點對應的I路偏置電壓和Q路偏置電壓； 步驟S103，每重新確定一個所要校準的頻點，則重複步驟S102 —次，得到校準後的該頻點對應的I路偏置電壓和Q路偏置電壓；最終得到所有頻點對應的校準後的I路偏置電壓和Q路偏置電壓。
2.如權利要求1所述的矢量調製信號的自動校準方法，其特徵在於，根據頻譜儀顯示的信號譜線和載波洩露譜線，確定校準後該頻點對應的I路偏置電壓和Q路偏置電壓，具體包括: 被測設備輸出載波帶調的信號給頻譜儀，頻譜儀在對應頻率區間內顯示三根譜線，中間一根為需要調整的載波洩露譜線，兩邊兩根是本調製格式下所對應的調製信號的譜線； 利用頻譜儀的頻標追蹤功能，抓取一根信號譜線和一根載波洩露譜線，得出信號譜線和載波洩露譜線之間的功率差值，存儲該功率差值； 利用計算機控制被測設備多次調整I路偏置電壓和/或Q路偏置電壓，獲取每一次調整對應的信號譜線和載波洩露譜線之間的功率差值；所得到的多個功率差值中的最大值所對應的的I路偏置電壓和Q路偏置電壓，即為校準後的I路偏置電壓和Q路偏置電壓。`
3.如權利要求2所述的矢量調製信號的自動校準方法，其特徵在於，利用計算機控制被測設備多次調整I路偏置電壓和Q路偏置電壓，最終獲得校準後的I路偏置電壓和Q路偏置電壓，包括如下步驟: 在要求範圍內任意選擇一個I路偏置電壓作為初始值，保持該I路偏置電壓不變，在Qmax與Qmin之間調整Q路偏置電壓變化m次，其中，Qmax表示Q路偏置電壓最大值，Qmin表示Q路偏置電壓最小值；每調整一次Q路偏置電壓，計算一次信號譜線和載波洩露譜線之間的功率差值，獲取m個功率差值中最大值對應的Q路偏置電壓；將該Q路偏置電壓作為調整I路偏置電壓時固定不變的Q路偏置電壓；保持上述步驟中確定的Q路偏置電壓固定不變，在Imax與Imin之間調整I路偏置電壓變化η次，其中，Imax表示I路偏置電壓最大值，Imin表示I路偏置電壓最小值；每調整一次I路偏置電壓，計算一次信號譜線和載波洩露譜線之間的功率差值，獲取η個功率差值中最大值對應的I路偏置電壓；將該I路偏置電壓作為調整Q路偏置電壓時固定不變的I路偏置電壓； 重複上述步驟一次或多次，得到校準後的I路偏置電壓或Q路偏置電壓；每次調整Q路偏置電壓時，保持上一步確定的I路偏置電壓不變，在(Q』 -AQ, Q』 +AQ)之間不斷調整Q路偏置電壓，其中，Q』表示上一步確定的Q路偏置電壓，AQ表示Q路偏置電壓的調整量，由校準人員進行設置；每次調整I路偏置電壓時，保持上一步確定的Q路偏置電壓不變，在(I』 - Λ I，I』 + Λ I)之間不斷調整I路偏置電壓，其中，I』表示上一步確定的I路偏置電壓，Λ I表示I路偏置電壓的調整量，由校準人員進行設置。
4.如權利要求1~3任一項所述的矢量調製信號的自動校準方法，其特徵在於，重新選擇所要校準的頻點時，選擇起始頻點後，以步進的方式進行頻點選擇；或者，根據預先定義的頻點列表選擇頻點。
5.如權利要求4所述的矢量調製信號的自動校準方法，其特徵在於，最終得到所有頻點對應的校準後的I路偏置電壓和Q路偏置電壓之後，生成相應的數據記錄文件，記錄每個頻點對應的校準後的I路偏置電壓和Q路偏置電壓。
【文檔編號】H04L27/38GK103701754SQ201310718379
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月23日 優先權日:2013年12月23日
【發明者】王凱, 楊依珍, 史浩, 齊博蕾, 呂佳 申請人:北京航天測控技術有限公司