基于分块式结构实现信号源功率快速校准的系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及测量校准技术领域，尤其涉及信号功率测量校准技术领域，具体是指 一种基于分块式结构实现信号源功率快速校准的系统及方法。
【背景技术】
[0002] 信号发生器又称信号源或振荡器，是用来产生各种电子信号的仪器，如连续波信 号、通用测量信号、模拟与数字调制信号、满足无线通信标准的矢量信号以及用户自定义的 信号等等，对于移动通信、航空航天、国防军工等各个领域的研发、生产测试，以及安全领域 的电子对抗等有着广泛的应用。
[0003] 对于任意一种信号源仪器来说，射频部分都会对信号源产生的信号的准确度造成 很大的影响，因此想要生产出具有高精度的信号源仪器就需要非常精确的实现射频部分功 能，而对精确的实现射频部分功能影响最大的就是信号源中的功率校准测量问题。一般情 况下，科学研究上往往采取对信号源整机进行功率校准测量，这种方法的好处就是对于所 有频点下的功率都可以达到很好准确度，但是需要花费大量的时间才能达到，对于科技研 究领域来说，这种方法或许可以被接受，但是这对于需要进行大批量信号源仪器生成的企 业来说就不同了，考虑到每一台信号源仪器在成产过程中或多或少会有一些不同，要对每 一台生产出来的信号源进行一一功率校准测量，就需要耗费大量的时间进行操作，这对于 主要以营利为目的企业来说是很难实现的。
[0004] 因此对于信号源中的功率校准测量方面还存在一定的缺陷，那么如何既能实现满 足信号源仪器产生的信号的准确度，又能很大程度上提高功率校准测量的效率成为本领域 技术人员亟待解决的问题。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种通过两个功率计模块对 信号源分别进行自动电平控制校准和链路增益校准，在保证信号源输出信号的准确度的同 时提高信号源功率校准的效率的基于分块式结构实现信号源功率快速校准的系统及方法。
[0006] 为了实现上述目的，本发明的基于分块式结构实现信号源功率快速校准的系统及 方法具有如下构成：
[0007] 该基于分块式结构实现信号源功率快速校准的系统，其主要特点是，所述的系统 包括：
[0008] 信号源、第一功率计和第二功率计，其中
[0009] 所述的信号源分别连接所述的第一功率计和所述的第二功率计，用以根据设定的 目标频率、目标功率、所述的第一功率计测量得到的自动电平控制数据和所述的第二功率 计测量得到的链路增益数据对所述的信号源进行自动电平控制校准和链路增益校准； [0010] 所述的第一功率计，用以测量得到所述的信号源的自动电平控制数据；
[0011] 所述的第二功率计，用以测量得到所述的信号源的链路增益数据。
[0012] 进一步地，所述的信号源包括控制模块、频综模块、自动电平控制模块和功率扩展 模块，其中：
[0013] 所述的控制模块的输出端连接所述的频综模块，用以设定所述的目标频率和所述 的目标功率，以及读取所述的第一功率计测量得到的自动电平控制数据或所述的第二功率 计测量得到的链路增益数据并存储；
[0014] 所述的频综模块连接所述的自动电平控制模块，用以根据所述的目标频率和目标 功率输出相应的频段；
[0015] 所述的自动电平控制模块连接所述的功率扩展模块和所述的第一功率计的输入 端，所述的功率扩展模块连接所述的第二功率计的输入端，所述的第一功率计的输出端和 所述的第二功率计的输出端分别连接所述的控制模块的输入端。
[0016] 进一步地，所述的信号源通过所述的第一功率计的探头线将待测量信号发送至所 述的第一功率计或所述的信号源通过所述的第二功率计的探头线将待测量信号发送至所 述的第二功率计，所述的信号源通过网口读取所述的第一功率计的自动电平控制数据或所 述的第二功率计的链路增益数据。
[0017] 本发明还提供一种基于分块式结构实现信号源功率快速校准的方法，其主要特点 是，所述的方法包括以下步骤：
[0018] (1)所述的信号源确定当前的目标频率和目标功率；
[0019] (2)所述的第一功率计测量得到所述的信号源的自动电平控制数据；
[0020] (3)所述的信号源读取所述的自动电平控制数据并进行自动电平控制校准；
[0021] (4)所述的信号源确定当前的目标频率及其相应的目标功率和目标检波电压；
[0022] (5)所述的第二功率计测量得到所述的信号源的链路增益数据；
[0023] (6)所述的信号源读取所述的链路增益数据并进行链路增益校准。
[0024] 进一步地，所述的信号源读取所述的自动电平控制数据并进行自动电平控制校 准，包括以下步骤：
[0025] (3. 1)所述的信号源读取所述的自动电平控制数据并计算所述的目标功率与所述 的自动电平控制数据之差；
[0026] (3. 2)所述的信号源判断所述的目标功率与所述的自动电平控制数据之差是否满 足精度要求，如果是，则继续步骤（3. 3)，否则继续步骤（3.4);
[0027] (3. 3)所述的信号源记录当前的目标频率、目标功率和信号源检波电压；
[0028] (3. 4)所述的信号源更新所述的目标功率并返回上述步骤（2)。
[0029] 更进一步地，所述的步骤（3)和（4)之间，还包括以下步骤：
[0030] (3. a)所述的信号源判断是否还存在待测的频率点，如果是，则继续步骤（3. b)， 否则继续步骤（4);
[0031] (3. b)所述的信号源将该待测的频率点对应的值作为当前的目标频率和确定当前 的目标功率，并返回上述步骤（2)。
[0032] 更进一步地，所述的步骤（3. 3)和（3. 4)之间，还包括以下步骤：
[0033] (3.3. 1)所述的信号源判断是否还存在待测的功率点，如果是，则继续步骤 (3. 3. 2)，否则，继续步骤（3. a);
[0034] (3. 3. 2)所述的信号源将该待测的功率点对应的值作为当前的目标功率和确定当 前的目标频率，并返回上述步骤（2)。
[0035] 更进一步地，其特征在于，所述的信号源确定当前的目标频率及其相应的目标功 率和目标检波电压，具体为：
[0036] 所述的信号源从记录的目标频率、目标功率和信号源检波电压中确定当前的目标 频率及其相应的目标功率和目标检波电压。
[0037] 更进一步地，所述的信号源读取所述的链路增益数据并进行链路增益校准，包括 以下步骤：
[0038] (6. 1)所述的信号源读取所述的链路增益数据并计算所述的目标功率与所述的链 路增益数据之差；
[0039] (6. 2)所述的信号源记录当前的目标频率以及所述的目标功率与所述的链路增益 数据之差。
[0040] 采用了本发明提出的基于分块式结构实现信号源功率快速校准的系统及方法，在 进行信号源的功率校准测量过程中不需要对该信号源仪器的所有频率点进行校准测量，而 只需要校准测量部分频率点的功率，大大缩短了信号源的功率校准所花费的时间；对于校 准的两个频率点之间的所有未校准的频率点，本发明通过拟合的方式得到其对应的校准 值，保证了信号源所有输出频点信号的准确度。因此，本发明所提出的系统和方法能在保 证信号源输出信号的准确度的同时，还能很大程度上提高信号源功率校准的效率，这不仅 为信号源的产品化提供了合适的方案，还为信号源功率校准测量方法的研究提供了理论参 考，具有更广泛的应用范围。
【附图说明】
[0041] 图1为本发明的基于分块式结构实现信号源功率快速校准的系统的结构框图。
[0042] 图2为本发明的基于分块式结构实现信号源功率快速校准的方法的自动电平控 制校准流程图。
[0043] 图3为本发明的基于分块式结构实现信号源功率快速校准的方法的链路增益校 准流程图。
【具体实施方式】
[0044] 为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的 描述。
[0045] 如图1所示，在一种实施方式中，本发明的基于分块式结构实现信号源功率快速 校准的系统主要包括信号源和功率计（频谱分析仪）两部分，功率计连接于信号源，对信号 源发射的信号进行功率测量。此外，信号源一方面通过第一或第二功率计的探头线将待测 量信号发送给相应的功率计进行功率测量，另一方面通过网口与第一或第二功率计连接， 以便读取功率计测量数据。
[0046] 其中，信号源主要包括用于设定目标频率和目标功率以及读取功率计测得的数据 并保存下来的（软件）控制模块、保证输出一定频段的频综模块（又称频率合成器）、确保 输出一定的功率范围的自动电平控制模块（ALC)、用于功率放大（AMP)或是功率衰减（ATT) 的功率扩展模块，对功率扩展模块部分进行的功率校准测量又称为链路功率校准测量。
[0047] 为实现上分块式快速实现信号源功率校准测量的技术效果，本发明将功率校准分 为两个部分，即ALC校准部分和链路增益校准部分，具体说明如下：
[0048] 1)ALC校准部分
[0049] 针对信号源的自动电平控制模块（ALC)进行校准，对ALC模块进行一部分频率点 的功率校准，ALC校准部分将所测得的结果记录下来，形成一个频率-功率-检波电压的二 维表；
[0050] 2)链路增益校准部分
[0051] 针对功率扩展模块进行校准，根据ALC校准部分获得的二维表在其中任意选取一 个功率点，在该功率点的条件下，进行功率扩展模块的功率校准（链路增益校准），从而实 现该频率点下的链路增益校准。
[0052] 此外，对于所有未校准的频率点以及功率点，通过拟合的方式获得其对应的校准 值。
[0053] 基于上述内容，本发明的基于分块式结构实现信号源功率快速校准的方法包括以 下步骤：
[0054] (1)对于任意一种信号源仪器，根据其所提供的频率范围X，对频率范围X进行分 段，分成若干段，对应每一段，确定一个频率步长，并根据频率步长挑出所有待测的频率点 集合P ;根据ALC所能承受的功率范围Y进行分段，对应每一段，确定一个功率步长，并根据 功率步长挑出所有待测的功率点集合Q ;
[0055] (2)A