本發(fā)明涉及一種多通道信號接收端的離線校準(zhǔn)方法，屬于微波信號測量技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

直接序列擴(kuò)頻(DSSS)具有抗多徑衰落、抗干擾能力強(qiáng)，發(fā)射功率低，截獲率低，保密性好等特點。隨著IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的制定，直接序列擴(kuò)頻技術(shù)成為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)底層通信模式之一，廣泛的應(yīng)用于軍事，工農(nóng)業(yè)控制，環(huán)境檢測等諸多領(lǐng)域中。

多通道幅相測試系統(tǒng)基于DSSS，應(yīng)用于數(shù)字波束成形的天線陣列的幅相一致性測試，在測試中需要保證接收端面各通道的幅度和相位的一致性，所以需要對多通道福相測試系統(tǒng)接收端面各通道進(jìn)行離線校準(zhǔn)。在實際應(yīng)用中，現(xiàn)有的技術(shù)不適用于對多通道信號接收端進(jìn)行離線校準(zhǔn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有的校準(zhǔn)技術(shù)不適用于多通道信號接收端各通道間幅度和相位的校準(zhǔn)，提出了一種多通道信號接收端各通道間幅度和相位的離線校準(zhǔn)方法，通過功分交換線原理測量出接收端的幅度和相位不一致性，并且把測得的接收端的幅度和相位不一致性補(bǔ)償?shù)绞斩?，從而進(jìn)行接收端的離線校準(zhǔn)。

一種多通道信號接收端的離線校準(zhǔn)方法，其步驟如下：

步驟一、多通道幅相測試系統(tǒng)信號產(chǎn)生端將多通道幅相測試系統(tǒng)預(yù)發(fā)送的擴(kuò)頻碼進(jìn)行波形成型、調(diào)制、配置幅度相位、上變頻，得到發(fā)送通道的擴(kuò)頻信號，將產(chǎn)生的擴(kuò)頻信號接入多通道幅相測試系統(tǒng)的信號調(diào)理網(wǎng)絡(luò)中相應(yīng)發(fā)送通道，多波束信號依次經(jīng)過發(fā)送通道內(nèi)的帶通濾波器、數(shù)控衰減器和帶通濾波器后接入功分；

所述多通道幅相測試系統(tǒng)包括一個信號產(chǎn)生端、一個信號調(diào)理網(wǎng)絡(luò)、一個 功分、一個采集分析端和上位機(jī)，信號調(diào)理網(wǎng)絡(luò)包括一個發(fā)送通道、通道切換器和一個接收通道。發(fā)送通道由帶通濾波器、數(shù)控衰減器和帶通濾波器順次相連而成，接收通道由數(shù)控衰減器和濾波器順次相連而成。

步驟二、選擇多通道幅相測試系統(tǒng)接收端的任意兩個端口進(jìn)行測試，其中一個端口作為基準(zhǔn)端口，另外一個端口作為待測端口；

步驟三、將步驟一功分輸出的兩路信號按正接方法接入步驟二中選擇的兩個測試端口，所述正接方法為：功分1口接信號接收端基準(zhǔn)端口，功分2口接信號接收端待測端口。兩個接入接收端端口的信號通過通道切換器時分接入信號調(diào)理網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的接收通道。再經(jīng)過接收通道內(nèi)的數(shù)控衰減器和濾波器接入到多通道幅相測試系統(tǒng)的采集分析端。

步驟四、兩個接入接收端端口的信號通過通道切換器時分的接入信號調(diào)理網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的接收通道。再經(jīng)過接收通道內(nèi)的數(shù)控衰減器和濾波器接入到多通道幅相測試系統(tǒng)的采集分析端。采集分析端通過高速AD對接入的信號采樣，得到數(shù)字信號，然后將數(shù)字信號進(jìn)行下變頻、抽取、匹配濾波、數(shù)字匹配濾波(DMF)和碼捕獲處理，將碼捕獲后得到的I、Q兩路相關(guān)峰數(shù)據(jù)傳給上位機(jī)，其中I路為同相分量信號，Q路為正交分量信號。上位機(jī)將I、Q兩路相關(guān)峰數(shù)據(jù)按照公式A＝I²+Q²和求出各通道的幅度A和相位將待測端口所在通道的幅度和相位減去基準(zhǔn)端口所在通道的幅度和相位得到兩通道的幅度差和相位差，即通過回接到多通道幅相測試系統(tǒng)采集分析端的信號解算得兩通道的正接幅度差和相位差；

步驟五、將步驟一得到功分輸出的兩路信號按反接方法接入步驟二中選擇的兩個測試端口，所述反接方法為：功分1口接信號接收端待測端口，功分2口接信號接收端基準(zhǔn)端口；

步驟六、按照步驟四的方法測得兩通道的反接幅度差和相位差。

步驟七、通過步驟四得到的正接幅度差、相位差和步驟六得到的反接幅度差、相位差聯(lián)立計算得到信號接收端待測端口相對于基準(zhǔn)端口的幅相不一致性，將測得的幅相不一致性通過上位機(jī)補(bǔ)償給待測端口即完成了待測端口的校準(zhǔn)；

步驟八、保持基準(zhǔn)端口不變，再選擇另外一端口作待測端口重復(fù)步驟三至步驟七直到所有端口都校準(zhǔn)完成。

經(jīng)過上述八個步驟即完成了多通道幅相測試系統(tǒng)的信號接收端的幅度及相位的一致性的校準(zhǔn)。

有益效果

本發(fā)明通過測量多通道信號接收端各通道相對于基準(zhǔn)通道的幅相不一致性，并且將測得的幅相不一致性補(bǔ)償給接收端，完成多通道信號接收端的離線校準(zhǔn)，減小了多通道幅相測試系統(tǒng)的測量誤差。

附圖說明

圖1是具體實施方式中多通道幅相測試系統(tǒng)信號接收端各通道的幅相不一致性校準(zhǔn)連接示意圖；

圖2是具體實施方式中功分交換線校準(zhǔn)原理示意圖；其中(a)為正接示意圖，(b)為反接示意圖；

圖3是本發(fā)明中多通道幅相測試系統(tǒng)發(fā)送端產(chǎn)生信號的流程圖；

圖4是本發(fā)明中多通道幅相測試系統(tǒng)接收端接收并且分析信號的流程圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明和詳細(xì)描述。

圖1是多通道幅相測試系統(tǒng)信號接收端各通道的幅相不一致性校準(zhǔn)連接示意圖，由圖1可見，多通道幅相測試系統(tǒng)信號產(chǎn)生端產(chǎn)生配置幅相的擴(kuò)頻信號，將產(chǎn)生的信號接入多通道幅相測試系統(tǒng)的信號調(diào)理網(wǎng)絡(luò)相應(yīng)發(fā)送通道，多波束信號依次經(jīng)過發(fā)送通道內(nèi)的濾波器、數(shù)控衰減器和濾波器后接入功分，經(jīng)過功分后輸出兩路信號接入多通道幅相測試系統(tǒng)接收端的基準(zhǔn)端口和待測端口，兩端口信號經(jīng)過通道切換器、接收通道內(nèi)的數(shù)控衰減器和濾波器接入到多通道幅相測試系統(tǒng)的采集分析端；

圖2是功分交換線校準(zhǔn)原理示意圖，由圖2可見，首先正接，即功分1口接信號接收端待測端口A，功分2口接信號接收端待測端口B，測試出正接的兩通道幅度差P_Z和相位差然后反接，即功分1口接信號接收端待測端口B，功分2口接信號接收端待測端口A，測試出反接的兩通道幅度差P_F和相位差通過計算得到待測端口相對于基準(zhǔn)端口的幅度不一致性P_B-P_A＝(P_Z+P_F)/2和 相位不一致性

圖3是本發(fā)明中多通道幅相測試系統(tǒng)信號產(chǎn)生端產(chǎn)生信號的流程圖，多通道幅相測試系統(tǒng)發(fā)送端對PN碼進(jìn)行波形成形，將波形成形后的信號進(jìn)行調(diào)制，然后配置幅相信息和上變頻，得到配置幅相的擴(kuò)頻信號。

圖4是本發(fā)明中多通道幅相測試系統(tǒng)采集分析端接收并且分析信號的流程圖，多通道幅相測試系統(tǒng)接收端對接收到的信號進(jìn)行下變頻得到I、Q兩路，將得到的兩路信號進(jìn)行抽取、匹配濾波、數(shù)字匹配濾波和碼捕獲得到I、Q兩路相關(guān)峰，再通過兩路相關(guān)峰解算出幅度和相位。

實施例

以通道數(shù)為36的多通道幅相測試系統(tǒng)信號接收端校準(zhǔn)為例，對本發(fā)明的具體實施過程進(jìn)行說明。

步驟一、多通道幅相測試系統(tǒng)信號產(chǎn)生端將多通道幅相測試系統(tǒng)預(yù)發(fā)送的擴(kuò)頻碼進(jìn)行波形成型、調(diào)制、配置幅度相位、上變頻，產(chǎn)生通道1的發(fā)送數(shù)據(jù)，將產(chǎn)生的擴(kuò)頻信號接入多通道幅相測試系統(tǒng)的信號調(diào)理網(wǎng)絡(luò)中相應(yīng)發(fā)送通道，多波束信號依次經(jīng)過發(fā)送通道內(nèi)的帶通濾波器、數(shù)控衰減器和帶通濾波器后接入功分；

步驟二、選擇多通道幅相測試系統(tǒng)接收端兩個端口進(jìn)行測試，其中一個端口作為基準(zhǔn)端口，另外選取一個端口作為待測端口，本實施例中選擇多通道福相測試系統(tǒng)接收端的端口1作為基準(zhǔn)端口A，首先選擇接收端的端口2作為待測端口B；

步驟三、將步驟一得到功分輸出的兩路信號按正接方法接入步驟二中選擇的兩個測試端口，所述正接方法為：功分1口接信號接收端基準(zhǔn)端口A，功分2口接信號接收端待測端口B。兩個接入接收端端口的信號通過通道切換器時分的接入信號調(diào)理網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的接收通道。再經(jīng)過接收通道內(nèi)的數(shù)控衰減器和濾波器接入到多通道幅相測試系統(tǒng)的采集分析端。

步驟四、兩個接入接收端端口的信號通過通道切換器時分的接入信號調(diào)理網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的接收通道。再經(jīng)過接收通道內(nèi)的數(shù)控衰減器和濾波器接入到多通道幅相測試系統(tǒng)的采集分析端。采集分析端通過高速AD對接入的信號采樣，得到數(shù)字信號，然后通過數(shù)字載波將數(shù)字信號進(jìn)行下變頻、抽取、匹配濾波、數(shù)字 匹配濾波(DMF)和碼捕獲等處理，然后將碼捕獲后得到的I、Q兩路相關(guān)峰數(shù)據(jù)傳給上位機(jī)，其中I路為同相分量信號，Q路為正交分量信號。上位機(jī)將I、Q兩路相關(guān)峰數(shù)據(jù)按照公式A＝I²+Q²和求出各通道的幅度A和相位將待測端口所在通道的幅度P_BZ和相位減去基準(zhǔn)端口所在通道的幅度P_AZ和相位得到正接時兩通道的幅度差P_Z＝P_BZ-P_AZ和相位差

步驟五、將步驟一得到功分輸出的兩路信號按反接方法接入步驟二中選擇的兩個測試端口，所述反接方法為：功分1口接信號接收端待測端口B，功分2口接信號接收端基準(zhǔn)端口A；

步驟六、重復(fù)步驟四測得反接時兩通道的幅度差P_F＝P_BF-P_AF和相位差

步驟七、通過步驟四得到的正接幅度差P_Z、相位差和步驟六得到的反接幅度差P_F、相位差按照公式P_B-P_A＝(P_Z+P_F)/2和計算得到信號接收端待測端口相對于基準(zhǔn)端口的幅度不一致性P_B-P_A和相位不一致性將測得的幅相不一致性通過上位機(jī)補(bǔ)償給待測端口即完成了待測端口的校準(zhǔn)；

步驟八、令基準(zhǔn)端口不變，仍為端口1，輪流選擇端口3至端口36作待測端口重復(fù)步驟三至步驟七直到所有端口都校準(zhǔn)完成。

以上所述為本發(fā)明的較佳實施例而已，本發(fā)明不應(yīng)該局限于該實施例和附圖所公開的內(nèi)容。凡是不脫離本發(fā)明所公開的精神下完成的等效或修改，都落入本發(fā)明保護(hù)的范圍。