一种基于内置噪声源的跟踪预选器校准系统及方法
【专利摘要】本发明提供一种基于内置噪声源的跟踪预选器校准系统及方法，其中，该方法包括：根据校准频率点设置相应的本振频率；改变预选器调谐电路控制DAC的数据位；通过中频接收机检测中频带宽内噪声功率的变化曲线，将该变化曲线中的最大功率值作为参考值；以该参考值为标准，搜索-3dB功率值，得到相应的两个频率值f-3dB左和f-3dB右；计算该两个频率的平均值，作为YIG调谐滤波器(YTF)的中心频率fYTF；记录该中心频率调谐电流对应DAC的数据位。本发明可实现YTF的中心频率的自动搜索与调整，由于噪声源输出宽带连续频谱，利用内置噪声源作YTF校准的参考信号，可以实现YTF任意频点的连续校准，避免YTF调谐非线性及温漂引入的偏差，提高测量准确度。
【专利说明】一种基于内置噪声源的跟踪预选器校准系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及信号接收与分析【技术领域】，具体涉及一种基于内置噪声源的跟踪预选 器校准系统及方法。
【背景技术】
[0002] 信号接收与分析类仪器是微波电子测量领域应用最为广泛的仪器门类之一，扫频 超外差式实现方案具有测量频率范围宽、动态范围大、成本相对低等突出优点得到了广泛 的应用。跟踪预选器即HG调谐带通滤波器（YTF)，是现代扫频超外差式信号接收与分析仪 的重要组成部分，其作用是在系统控制下与第一本振HG振荡器（YT0)同步调谐预选输入 信号，对超外差接收方案引入的镜像和带外响应进行有效地抑制。
[0003] 扫频超外差式信号接收与分析仪接收前端的原理框图如图1所示。通过混频器和 本地振荡器（L0)将输入信号转换到中频，然后用一个固定中心频率的中频滤波器来得到 仪器的频率分辨率。采用扫频超外差式接收方案，对于特定频率的本振信号，总有对称于本 振两侧的两个频率的信号能够和本振混频生成中频，其中一个是射频频率，另外一个是镜 像频率。在超外差式设计中，高频段采用基波和谐波混频相结合的混频方案，镜像和多重响 应的数目随信号频率及本振扫频范围而变化，为了消除镜像（包括多重响应）干扰，一般采 用跟踪预选器技术。
[0004] 在预选方案中，需要预选器与扫频本振同步调谐，即同步扫描跟踪，使混频后的中 频信号稳定，确保信号接收与分析仪测量的准确性和一致性。现代扫频超外差式信号接收 与分析仪内部的第一本振常采用合成锁相YT0,通过预置电压和锁相误差共同驱动，实现本 振信号的稳定输出；而YTF的驱动是开环的，调谐频率只是其带宽范围内靠近中心点的近 似值。
[0005] 由于制作材料及工艺的原因，YTF具有一定程度的调谐非线性、温漂等特点，造成 预选器跟踪不良，如图2所示，（实线为预选器理想调谐曲线，虚线为实际调谐曲线），导致 信号接收与分析仪测量幅度下降，给测量结果带来较大不确定性，甚至导致仪器无法使用， 因此需要对定期对YTF进行校准。
[0006] YTF由腔体、磁极、线包和置于其中的YIG小球构成，YTF校准就是通过改变加在线 包上的调谐电流来改变YIG小球外加偏置磁场，实现对YTF中心频率的校准，提高扫描超外 差式信号接收与分析仪的测量准确度和一致性。
[0007] 宽带预选器的校准是扫频超外差式接收方案的一个技术难点。现有常用的方法有 两种：
[0008] 第一种方法是通过外加宽带合成信号源作为校准的频率参考，对YTF的中心频率 进行校准，如图3所示。
[0009] 第二种方法是通过内置的梳状波发生器产生梳状波（COMB)信号作为校准的频率 参考，该方法与本发明的方法最接近，校准方案如图4所示。
[0010] 梳状波（COMB)校准信号，主要由点频振荡器、梳状波发生器、输出匹配电路和偏 置电源四个部分构成。点频振荡器是梳状波发生器的激励源，激励梳状波发生器（阶跃恢 复二极管）产生等频率间隔梳状波信号，经匹配电路输出。
[0011] 在进行预选器校准时，需要用校准电缆将内部产生的梳状波校准信号连接至超外 差式信号接收与分析仪的射频输入端（或通过内部开关切换到射频输入通道），作为YTF调 整的频率参考源。通过仪器内部的YTF调谐软件功能执行校准程序实现YTF中心频率的调 整，该方法可极大改善YTF宽带扫频的跟踪特性。
[0012] 以频率100MHz，功率+23dBm振荡器激励为例，生成的梳状波频谱测试结果如图5 所示。
[0013] 梳状波发生器输出频谱覆盖100MHz?26. 5GHz、100MHz等频率间隔梳状波校准信 号，输出信号的功率平坦度及各波段典型频点的信号输出功率如表1所示，为梳状波校准 信号的典型技术指标：
[0014]
【权利要求】
1. 一种基于内置噪声源的跟踪预选器校准系统，其特征在于，包括： 噪声源产生电路、开关选择器、钇铁石榴石（YIG)调谐滤波器、混频器以及本振源； 所述噪声源产生电路的输出端通过所述开关选择器与所述YIG调谐滤波器的输入端 连接； 所述调谐滤波器的输出端连接所述混频器的第一输入端； 所述混频器连接所述混频器的第二输入端。
2. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于： 所述噪声源产生电路包括顺次连接的电流调整电路、噪声二极管以及输出隔直和匹配 电路； 所述输出隔直和匹配电路与所述噪声源产生电路的输出端连接。
3. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于： 所述开关选择器包括第一接入点、第二接入点； 所述噪声源产生电路连接该第一接入点； 所述第二接入点用于接入射频信号； 该开关选择器可选择将所述第一接入点或所述第二接入点与所述YIG调谐滤波器相 连。
4. 一种基于内置噪声源的跟踪预选器校准方法，其特征在于，包括： 根据校准频率点设置相应的本振频率； 改变预选器调谐电路控制数模转换器DAC的数据位； 通过中频接收机检测中频带宽内噪声功率的变化曲线，将该变化曲线中的最大功率值 作为参考值； 以该参考值为标准，搜索_3dB功率值，得到相应的两个频率值f_3dB左和f_3dB;& ; 计算该两个频率的平均值，作为YIG调谐滤波器的中心频率fYTF:
记录该中心频率调谐电流对应DAC的数据位。
【文档编号】H04B17/21GK104410469SQ201410736179
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年12月4日 优先权日:2014年12月4日
【发明者】宋青娥, 李文军, 郑利颖, 薛龙, 杜以涛 申请人:中国电子科技集团公司第四十一研究所