一种测量射频线缆衰减的方法及系统与流程

本发明涉及一种测量衰减的方法，尤其涉及一种测量射频线缆衰减的方法，并涉及采用了该测量射频线缆衰减的方法的系统。

背景技术：

无线产品指标测试中，无线产品的发射功率和接收灵敏度都是衡量无线产品性能的重要指标。在测试组网中无线产品与测量仪器之间通常需要一段射频线缆进行链接，在测试开始之前需要先将这段线缆的衰减测量出来，线缆测量的准确度将直接影响测量无线产品指标的准确度。

测量线损最好用矢量网络分析仪，但是该仪器价格较昂贵，在实际工业生产中，该仪器很难充分保障。在实际测试中，最常用的是射频信号发生源(即信号源，简称vsg)和射频信号分析仪(也称矢量分析仪器，简称vsa，可以是频谱仪或综测仪的接收单元)的方式来测量待测链路的线损。

其中，假设m为被测射频线缆，简称被测线缆或被测线缆m。测量原理如下：vsg发射功率的标称值与vsa测量到的功率值的差值即为vsg与vsa之间被测线缆的测量值。在实际应用中，由于仪器本身校准不准确或者校准过期，以及仪器本身的精度所限，射频线缆衰减(也称线损)的测量值会收到仪器测量精度的干扰。

若调整vsg的发送功率使其标准值为p1，vsg的功率精度误差记为△g，实际发射功率记为pg，则pg＝p1+△g；vsg通过线缆m链接到vsa的输入端口，调整vsa使其接收频率与vsg的发射频率相同，并调节vsa的参考电平使其处于最佳状态，记录vsa的测量功率p2，vsa的测量精度误差记为△a，vsa的实际接收到功率记为pa，则pa＝p2+△a；若被测线缆m的真实衰减值记为m，测量衰减值记为m1,那么vsg发射功率的标称值与vsa的测量功率值之差即为线缆m的线衰的测量值m1＝p1–p2，根据vsa、vsg、线缆三者的实际值有m＝pg–pa；以上联立，得出m1＝pg-△g–(pa-△a)＝pg–pa+△a-△g＝m+△a-△g。由此可见，被测线缆m的测量值将会受到vsa和vsg精度的直接影响。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是需要提供一种能够尽量降低测量仪器精度误差所带来的影响，从而提高测量精度的测量射频线缆衰减的方法，并进一步提供采用了该测量射频线缆衰减的方法的系统。

对此，本发明提供一种测量射频线缆衰减的方法，包括以下步骤：

步骤s1，测量辅助线缆的第一衰减测量值；

步骤s2，通过双阴头转接头将被测线缆和辅助线缆连接起来，并测量连接在一起之后的被测线缆和辅助线缆的第二衰减测量值；

步骤s3，对所述第二衰减测量值和所述第一衰减测量值进行做差处理，以此作为被测线缆的第三衰减测量值。

本发明的进一步改进在于，所述步骤s1中，所述辅助线缆为能够覆盖所述被测线缆所支持的频段的射频线缆。

本发明的进一步改进在于，所述步骤s1中，通过公式n1＝n+△a1–△g1来表示测量所述辅助线缆的第一衰减测量值n1，其中，n为辅助线缆n的衰减值，△a1为测量辅助线缆时的射频信号分析仪的功率精度误差，△g1为测量辅助线缆时的射频信号发生源的功率精度误差。

本发明的进一步改进在于，所述步骤s2中，通过公式l1＝n+m+k+△a2–△g2来表示测量所述被测线缆和辅助线缆的第二衰减测量值l1，其中，m为被测线缆m的衰减值，k为双阴头转接头k的衰减值，△a2为测量所述被测线缆和辅助线缆时的射频信号分析仪的功率精度误差，△g2为测量所述被测线缆和辅助线缆时的射频信号发生源的功率精度误差。

本发明的进一步改进在于，所述步骤s3中，通过公式m2＝l1–n1计算被测线缆m的第三衰减测量值m2。

本发明的进一步改进在于，所述步骤s1和所述步骤s2采用相同的射频信号分析仪，并采用相同的射频信号发生源。

本发明的进一步改进在于，所述步骤s1和所述步骤s2在测量过程中其射频信号发生源的发送功率保持一致。

本发明的进一步改进在于，所述步骤s1和所述步骤s2之间的测量时间间隔低于预设的间隔阈值。

本发明的进一步改进在于，选取衰减值小于预设衰减阈值的射频线缆作为所述辅助线缆。

本发明还提供一种测量射频线缆衰减的系统，采用了如上所述的测量射频线缆衰减的方法。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：通过引入一段辅助线缆，然后分别对所述辅助线缆以及连接在一起的被测线缆和辅助线缆进行测量，并对两次测量结果做差值处理，进而尽量抵消掉仪器精度对于测量准确度所带来的影响，有效提高了射频线缆衰减测量的准确度和精度，操作过程简单有效，成本低。

附图说明

图1是本发明一种实施例的工作流程示意图；

图2是本发明一种实施例步骤s1的测量原理示意图；

图3是本发明一种实施例步骤s2的测量原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的较优的实施例作进一步的详细说明。

如图1至图3所示，本例提供一种测量射频线缆衰减的方法，包括以下步骤：

步骤s1，测量辅助线缆的第一衰减测量值；

步骤s2，通过双阴头转接头将被测线缆和辅助线缆连接起来，并测量连接在一起之后的被测线缆和辅助线缆的第二衰减测量值；

步骤s3，对所述第二衰减测量值和所述第一衰减测量值进行做差处理，以此作为被测线缆的第三衰减测量值。

假设被测线缆为被测线缆m，辅助线缆为辅助线缆n，射频信号发生源简称vsg，射频信号分析仪简称vsa；本例引入一个与被测线缆m相同接口和规格范围的辅助线缆n，相同接口和规格范围主要是指辅助线缆n能够覆盖被测线缆m所支持的频段，即所述步骤s1中，所述辅助线缆为能够覆盖所述被测线缆所支持的频段的射频线缆。

本例首先测量辅助线缆n的线损，即第一衰减测量值；然后将被测线缆m和辅助线缆n链接在一起测量整体衰减，即第二衰减测量值；最后将前后两次的测量结果做差，即可得到被测线缆m的实际线损值，即被测线缆的第三衰减测量值。由于前后两次测量都存在vsa和vsg精度的影响，若能够设定一定的条件，前后两次vsa和vsg的精度误差会非常近似，做差之后基本上能够抵消vsa和vsg的精度误差的影响，从而提高了测量精度。

对于射频信号发生源(vsg)和射频信号分析仪(vsa)，发射不同功率等级(对于vsg)或者接收不同功率等级(对于vsa)的信号，其功率精度也会略有波动(线性度越好，这个差异越小)；在其内部工作状态不变的情况下，其精度也会随着时间发生微弱波动。因此，先假定在以下两步操作时vsg与vsa的精度误差有一定的波动。如图2所示，本例所述步骤s1中，通过公式n1＝n+△a1–△g1来表示测量所述辅助线缆的第一衰减测量值n1，其中，n为辅助线缆n的实际的衰减值，△a1为测量辅助线缆时的射频信号分析仪的功率精度误差，△g1为测量辅助线缆时的射频信号发生源的功率精度误差。所述辅助线缆n的第一衰减测量值n1为通过图2所示的方式对辅助线缆n进行测量的衰减测量值；所述n为辅助线缆n的理论的衰减值，即辅助线缆n的衰减值n为辅助线缆n的衰减值的绝对真实值，而第一衰减测量值n1是通过测量到的衰减测量值，该第一衰减测量值n1可以通过p1-p2计算得到的；其中p1为vsg所设定的发射功率，是已知的；p2为vsa测量到的接收功率，也是已知的。但是由于测试系统测量误差的存在，而不可能直接测量到这个实际的衰减值n，因此，本例旨在通过通过步骤s1至步骤s3的这种联立方程做差抵消来使得测量值尽可能的逼近所述辅助线缆n的衰减值n。

也就是说，而辅助线缆n的真实的衰减值n隐含在第一衰减测量值n1中、并且与第一衰减测量值n1存在一定的误差，通过公式n1＝n+△a1–△g1来表示第一衰减测量值n1与辅助线缆n的真实的衰减值n之间的关系，此时测量辅助线缆时的射频信号分析仪的功率精度误差△a1和测量辅助线缆时的射频信号发生源的功率精度误差△g1的值是未知的，因为测量系统都会有误差，虽然实践中上测量仪器每年都会进行第三方校准，但测量误差会随着时间和温度等因素的改变而发生改变，因此，本例通过步骤s1至步骤s3这种两次测量的方式来抵消掉这两个未知的值。值得一提的是，本例通过两次测量，即便射频信号分析仪的功率精度误差△a1、射频信号发生源的功率精度误差△g1以及下面的测量所述被测线缆和辅助线缆时的射频信号分析仪的功率精度误差△a2、测量所述被测线缆和辅助线缆时的射频信号发生源的功率精度误差△g2都会随着时间和温度等因素的改变而发生改变，但通过联立方程基本可以抵消掉两个值(在特定条件下△a1≈△a2，△g1≈△g2)，从而测量到较为真实的线损值(衰减值)。

如图3所示，本例所述步骤s2中，通过公式l1＝n+m+k+△a2–△g2来表示测量所述被测线缆和辅助线缆的第二衰减测量值l1，其中，m为被测线缆m的衰减值，k为双阴头转接头k的衰减值，△a2为测量所述被测线缆和辅助线缆时的射频信号分析仪的功率精度误差，△g2为测量所述被测线缆和辅助线缆时的射频信号发生源的功率精度误差。所述被测线缆和辅助线缆的第二衰减测量值l1为被测线缆和辅助线缆连接在一起之后的总的衰减测量值，如图3所示，所述m为被测线缆m的理论衰减值，同样的，被测线缆m的衰减值m为被测线缆m的衰减值的绝对真实值，但是由于测试系统测量误差的存在而不可能直接测量到这个值，本例旨在通过步骤s1至步骤s3的这种联立方程做差抵消来使得测量值尽可能的逼近被测线缆m的衰减值m。

被测线缆m和辅助线缆n都是实际工业生产中常见的两端都是sma公头的射频线缆，所以需要一个双阴头转接头k来实现连接，将被测线缆m和辅助线缆n通过双阴头转接头k连接起来，如图3所示。

本例所述步骤s3中，通过公式m2＝l1–n1计算被测线缆m的第三衰减测量值m2。即m2＝l1–n1＝n+m+k+△a2–△g2–(n+△a1–△g1)＝m+k+(△a2-△a1)+(△g1-△g2)。所述被测线缆m的第三衰减测量值m2为被测线缆m在实际测量中得到的实际的衰减测量值。

本例所述步骤s1和所述步骤s2采用相同的射频信号分析仪，并采用相同的射频信号发生源。即所述步骤s1和所述步骤s2优选采用相同的vsg和vsg，并保持各自的输出或输入端口不变。

本例所述步骤s1和所述步骤s2在测量过程中其射频信号发生源的发送功率保持一致。

本例所述步骤s1和所述步骤s2之间的测量时间间隔低于预设的间隔阈值，所述预设的间隔阈值为提前设置好的可以调整的时间间隔阈值，进而保证所述步骤s1和所述步骤s2不会间隔太长时间。

本例选取衰减值小于预设衰减阈值的射频线缆作为所述辅助线缆。所述预设衰减阈值为提前设置好的可以调整的衰减值得阈值，用于保证选取衰减比较小的辅助线缆n。

本例这样设置的目的是尽可能保障所述步骤s1和所述步骤s2的vsa和vsg的精度误差时相等或者极其近似的。分析如下：

对于vsg精度误差，所述步骤s1和所述步骤s2在时间很接近，而且发送功率相同，也就是其内部工作状态没有发生变化，因此vsg功率精度可以认为在在两个步骤中是一致的，△g1≈△g2。

对于vsa精度误差，所述步骤s1和所述步骤s2在时间很接近，vsg发射功率相同，辅助线缆n衰减很小，因此所述步骤s1和所述步骤s2的vsa接收到的功率差异也很小，其内部工作状态的差异也很小，因此vsa功率精度也是非常接近的，△a1≈△a2。

比较传统方法测量到的线损(即射频线衰减)，m1＝m+△a-△g，误差绝对值(误差可以是正向，也可以是负向，这里取绝对值进行比较)为|△a-△g|。而本例测量到的线损(即射频线衰减)，m2＝m+k+(△a2-△a1)+(△g1-△g2)，误差绝对值为|m+k+(△a2-△a1)+(△g1-△g2)|。

双阴头转接头k的衰减基本上都很小，也即双阴头转接头k的衰减值k的值基本可以忽略，再基于上面的分析可知，|m+k+(△a2-△a1)+(△g1-△g2)|<|△a-△g|，也就是说本例对于射频线衰减的测量误差要远小于传统测量方式。

即，本例在测试步骤上变成了步骤s1和步骤s2，在测试所需材料上增加了一个双阴头转接头k和辅助线缆n，在增加的成本很低的基础上，就基本上可以排除测量仪器(vsa和vsg)的精度误差，测量精度取得明显的提高，明显优于传统测量射频线缆的方法。

本例还提供一种测量射频线缆衰减的系统，采用了如上所述的测量射频线缆衰减的方法。

综上所述，本例通过引入一段辅助线缆，然后分别对所述辅助线缆以及连接在一起的被测线缆和辅助线缆进行测量，并对两次测量结果做差值处理，进而尽量抵消掉仪器精度对于测量准确度所带来的影响，有效提高了射频线缆衰减测量的准确度和精度，操作过程简单有效，成本低。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。