射频信号系统、射频信号源和频率扩展装置的控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及测试测量技术领域，特别是涉及一种射频信号系统、射频信号源和频 率扩展装置的控制方法。
【背景技术】
[0002] 射频信号源是一种产生正弦信号及各种调制信号的信号发生装置，它的输出频率 范围宽，可以从几 kHz至几 GHz，甚至达到几十GHz，幅度输出范围大，且幅度输出精度高，具 有各种模拟调制和数字调制功能，广泛应用于军事、通信、教学等多领域。
[0003] 射频信号源输出信号的频率范围有限，现有技术通常采用倍频方式来实现频率扩 展。如图1所示，为现有技术公开的一种射频信号系统10的原理示意图。射频信号系统10 包括射频信号源110和频率扩展装置100,频率扩展装置100包括：由倍频器1011和滤波 器组1012构成的频率合成模块101、自动电平控制（ALC，Automatic Level Control)电路 102、可变衰减器103、直通通路104、开关105和开关106。频率合成模块IOUALC电路102 和可变衰减器103构成频率扩展通路。
[0004] 射频信号源110输出的射频信号作为频率扩展装置100的输入信号。倍频器1011 用于对输入信号进行倍频，通常利用放大器来实现，放大器处于压缩（即，非线性）状态，在 这种状态下，放大器输出的各次谐波将急剧变大，低次谐波甚至接近基波的幅度，然后通过 滤波器组1012将基波及不需要的谐波滤除掉，得到需要输出的频率信号，这里要求滤波器 组1012有很高的带外抑制。倍频器1011接收的输入信号通常要求具有较高的驱动功率， 其倍频后的输出信号通常幅度固定，要通过后级的ALC电路102和可变衰减器103进行大 范围精细的幅度控制，最终产生频率扩展信号。此外，还可以通过开关105切换选择，将输 入信号直接引入到直通通路104中，并通过开关106的切换选择，将直通通路104输出的信 号作为频率扩展装置100的输出信号。
[0005] 现有技术要求ALC电路102及可变衰减器103本身的工作频率覆盖到扩展频率范 围。ALC电路102中的衰减器、放大器以及检波器，随着频率的变化存在着频率响应，校准 时，对于同一输出幅度，需要对不同频点进行校准；而衰减器、检波器对于同一频率、不同幅 度又存在着线性误差，也需要进行校准补偿。因此，ALC电路102不但要进行频率响应的校 准，还要在不同输出信号的幅度下对线性误差进行校准补偿，相当于在一个曲面上进行校 准插值修正，在实际实现中增加了校准的复杂性和难度。
[0006] 此外，现有技术的射频信号系统10还存在一个问题：一方面，用户需要对射频信 号源110进行配置，例如，射频信号源110输出射频信号的幅度、频率等；另一方面，用户还 需要对频率扩展装置100进行配置，例如，直通通路104和频率扩展通路的切换选择。可以 看出，用户需要在两个仪器上分别配置调节，操作繁琐，特别是当射频信号源110和频率扩 展装置100距离较远时，操作更为不便。
【发明内容】
[0007] 本发明所要解决的技术问题是提供一种射频信号系统、射频信号源和频率扩展装 置的控制方法，实现射频信号源和频率扩展装置的相互控制，仅通过配置射频信号源就能 实现频率扩展功能，方便用户操作。
[0008] 为了解决上述问题，本发明公开了一种射频信号系统的控制方法，所述射频信号 系统包括射频信号源和频率扩展装置，所述方法包括：
[0009] 步骤A，所述射频信号源识别所述频率扩展装置；
[0010] 步骤B，识别成功后，所述射频信号源进行输出频率的配置；
[0011] 步骤C，所述射频信号源根据所述输出频率产生初始频率信号和开关控制信号；
[0012] 步骤D，所述频率扩展装置根据所述初始频率信号和所述开关控制信号产生所述 频率扩展装置的输出信号。
[0013] 本控制方法实现了射频信号源和频率扩展装置的信号交互，射频信号源可以对频 率扩展装置进行控制，仅通过配置射频信号源就能够控制实现频率扩展功能，用户无需在 两个仪器上分别进行配置调节，简化了操作步骤，用户使用便捷。
[0014] 作为一个举例说明，所述方法还包括：
[0015] 步骤E，所述射频信号源向所述频率扩展装置输出所述参考信号；
[0016] 步骤D为所述频率扩展装置根据所述参考信号、所述初始频率信号和所述开关控 制信号产生所述频率扩展装置的输出信号。
[0017] 则，频率扩展装置的锁相环模块输出的本振信号的频率将与射频信号源输出的初 始频率信号同频同相，保证了输出信号频率的准确性。
[0018] 作为一个举例说明，所述方法还包括：
[0019] 步骤F，由一个晶振向所述频率扩展装置输出所述参考信号；
[0020] 步骤D为所述频率扩展装置根据所述参考信号、所述初始频率信号和所述开关控 制信号产生所述频率扩展装置的输出信号。
[0021] 则，该频率扩展装置可以适用于没有参考输出端口的射频信号源。
[0022] 作为一个举例说明，所述步骤A包括：
[0023] 所述射频信号源检测到有外部装置连接时，查询所述外部装置的ID识别信息；当 查询到的ID识别信息与所述射频信号源预存的设备信息相同时，则识别成功。
[0024] 作为一个举例说明，所述射频信号源自身预存有频率转换表；所述频率转换表记 录有多个不同的输出频率和实际频率的对应关系；所述步骤C包括：所述射频信号源通过 查询所述频率转换表，将输出频率转换为实际频率；之后，按照所述实际频率产生所述初始 频率信号。
[0025] 作为一个举例说明，所述射频信号源自身预存有开关状态表；所述开关状态表记 录有多个不同的输出频率和开关状态的对应关系；所述步骤C包括：所述射频信号源通过 查询所述开关状态表，根据输出频率产生开关状态；之后，按照所述开关状态产生所述开关 控制信号。
[0026] 作为一个举例说明，所述频率扩展装置具有不同滤波频段的多个并联的滤波器， 选通一个所述滤波器对应一种开关状态；
[0027] 所述步骤D包括：
[0028] 依据所述参考信号通过锁相环产生一个本振信号；
[0029] 依据所述开关控制信号选通所述多个并联的滤波器中的其中一个滤波器；
[0030] 利用选通的滤波器滤除初始频率信号中的谐波，产生滤波后的初始频率信号；
[0031] 将滤波后的初始频率信号与本振信号进行混频和滤波，产生混频信号；
[0032] 对混频信号进行放大，产生频率扩展信号，所述频率扩展信号作为所述频率扩展 装置的输出信号。
[0033] 作为一个举例说明，所述频率扩展装置还包括：传输所述初始频率信号的直通通 路，选通所述直通通路对应另一种开关状态；
[0034] 所述步骤D包括：
[0035] 依据所述开关控制信号选通所述直通通路；
[0036] 将所述初始频率信号输入至所述直通通路；
[0037] 将直通通路输出的初始频率信号作为所述频率扩展装置的输出信号。
[0038] 本发明还公开了一种射频信号源的控制方法，包括：
[0039] 步骤A，所述射频信号源识别频率扩展装置；
[0040] 步骤B，识别成功后，所述射频信号源进行输出频率的配置；
[0041] 步骤C，所述射频信号源根据所述输出频率产生初始频率信号和开关控制信号，并 将所述初始频率信号和开关控制信号发送至所述频率扩展装置。
[0042] 本控制方法实现了射频信号源和频率扩展装置的信号交互，射频信号源可以对频 率扩展装置进行控制，仅通过配置射频信号源就能够控制实现频率扩展功能，用户无需在 两个仪器上分别进行配置调节，简化了操作步骤，用户使用便捷。
[0043] 作为一个举例说明，所述方法还包括：步骤E，所述射频信号源向所述频率扩展装 置输出一个参考信号。
[0044] 作为一个举例说明，所述步骤A包括：
[0045] 所述射频信号源检测到有外部装置连接时，查询所述外部装置的ID识别信息；当 查询到的ID识别信息与所述射频信号源预存的设备信息相同时，则识别成功。
[0046] 作为一个举例说明，所述射频信号源自身预存有频率转换表；所述频率转换表记 录有多个不同的输出频率和实际频率的对应关系；所述步骤C包括：所述射频信号源通过 查询所述频率转换表，将输出频率转换为实际频率；之后，按照所述实际频率产生所述初始 频率信号。
[0047] 作为一个举例说明，所述射频信号源自身预存有开关状态表；所述开关状态表记 录有多个不同的输出频率和开关状态的对应关系；所述步骤C包括：所述射频信号源通过 查询所述开关状态表，根据输出频率获得开关状态；之后，按照所述开关状态产生所述开关 控制信号。
[0048] 本发明还公开了一种频率扩展装置的控制方法，所述频率扩展装置包括：
[0049] 滤波模块，其具有不同滤波频段的多个并联的滤波器，用于通过控制单元选通的 滤波器滤除初始频率信号中的谐波，产生滤波后的初始频率信号；所述初始频率信号由一 个射频信号源产生；
[0050] 锁相环模块，用于依据一个参考信号通过锁相环产生一个本振信号；
[0051] 混频模块，用于将滤波后的初始频率信号和本振信号进行混频和滤波，产生混频 信号；
[0052] 放大器，用于通过对混频信号进行放大弥补插入损耗，产生频率扩展信号；
[0053] 控制模块，用于对锁相环模块和滤波模块进行控制；
[0054] 所述方法包括：
[0055] 步骤G，控制模块控制锁相环模块产生所述本振信号；
[0056] 步骤H，控制模块响应于所述射频信号源发送的开关控制信号，选通所述多个并联 的滤波器中的其中一个