[发明专利]提取本振的相位噪声的方法

说明书

技术领域

本发明涉及噪声检测技术领域，特别涉及一种提取本振的相位噪声的方法。

背景技术

相位噪声是现代电子系统中的关键性技术问题之一，它是衡量信号频率稳定度的重要指标。在通信系统中，随着通信带宽的不断提高和信道越来越密集，对通信系统中关键信号的相位噪声要求越来越高；在雷达技术中，系统关键信号的相位噪声直接影响着雷达系统对目标探测的分辨能力。在仪器技术中，相位噪声指标是衡量许多仪器性能的重要指标，降低相位噪声是提高仪器设备性能的重要内容，低相位噪声源是诸多仪器中的核心技术之一。因此相位噪声测量越来越成为电子测量领域中的关键问题，受到越来越多地关注。

针对不同应用领域和不同的测量要求，相位噪声测量主要有以下几种方法：

1.频谱仪测量法：直接频谱仪法是简单易行的一种相位噪声测量方法，它将待测频率源的输出信号直接输入到频谱仪的输入端，调谐频谱分析仪的载波频率，通过测量被测信号的频谱而得到被测信号的相位噪声。频谱仪测量法在应用中受到以下因素的制约：测量结果受频谱仪本振源相位噪声的制约、不能区分相位噪声和幅度噪声、不易测量近载波处的相位噪声。

2.鉴相法也称为双源测量方法或锁相环测量方法，这种方法将被测信号与一个同频率且正交的高稳定度的参考源信号作为鉴相器的两个输入信号，鉴相器输出为与被测信号的相位起伏成比例的低频噪声电压，经过低通滤波器和低噪声放大器，加到频谱仪上测出不同f_m处的噪声电平，计算得出被测信号源的或将经过低通滤波和低噪声放大后的鉴相器输出信号采样后变换到数字域，利用数字信号处理的方法求得被测信号的单边带功率谱。鉴相法的主要优点是测量灵敏度高、频率分辨率高、输出频率范围宽、对幅度噪声具有较好的抑制能力；该方法的局限性在于测量结果受到参考源与被测源频率差和参考源的相位噪声的影响。

具有混频结构的通信系统仿真模型通常由多个子模型构成，其中本振模型是最关键的部分之一。本振模型的作用是提供稳定幅度和频率(或相位)的单频率的本振信号，其幅度噪声和相位噪声的特性对发射和接收性能有举足轻重的影响。特别在窄带通信领域中，本振模型的相位噪声是影响收发性能最重要的因素之一，因此掌握实际芯片的本振对发射和接收性能的贡献，是必须明确的。而最简易的研究方法就是建立和实际特性一致的本振模型，并通过仿真链路得出指标影响程度的结论。

具体如图1～3所示：

图1是理想的本振模型在频域和时域上的结果图，在时域上是恒定幅度恒定频率的正弦波，在频域上对应f₀频率上的单谱线。

图2是基于现有参数设置能表示的本振仿真模型在频域和时域上的结果图，从时域上幅度满足某种分布条件，而频率和相位特性可以通过频率上用折线定义的相位噪声曲线定义，当定义的折线足够多时能满足仿真的需求，此时在幅度和相位上没有突变现象。

图3是实际的本振模型在频域和时域上的结果图，在频域上除了具有基底的分布相位噪声和幅度噪声分布特性外，在时域上接收发射开始时会受到PLL残余稳定时间的影响，引起相位和幅度的变化，此外在各种非周期干扰下会有幅度和相位的突变。

综上内容可知，频谱仪测量法和鉴相法适用于稳态和稳定情况下的本振特性(如图2所示情况)，但是不适用于非稳态及存在突发扰动下的情况(如图3所示情况)。原因在于：(1)频谱仪测试相位噪声采用扫频方式，在扫描频率RBW带宽外的突发扰动会被遗漏；(2)采用鉴相法等非扫频的相位噪声测量法，对仪表要求高，测量繁复；(3)任何相位噪声测量法都需要长时间的测试才能保证测量的频率和噪声精度，时间根据测量频宽和精度要求通常在秒级别，所以这种测量法描述的是稳定和长时间平均情况下的本振特性。因此不能很好的反映实际信号瞬时的信号质量、辐射和误码特性。另一方面，通常的本振仿真模型在幅度上描述为服从某种分布(如正态分布)的统计模型，在实际出现突发幅度变化的情况下是无法准确表示的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提取本振的相位噪声的方法，以解决采用现有方法无法准确获取非稳态及存在突发扰动下本振模型的相位噪声的特性的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种提取本振的相位噪声的方法，所述提取本振的相位噪声的方法包括：

根据发射机的输入信号及发射机的本振信号得到所述发射机的输出信号；

将所述发射机的输出信号作为与所述发射机输出端连接的采集仪表的输入信号；

根据所述采集仪表的输入信号设置所述采集仪表的本振频率，以使所述采集仪表直接采集所述发射机的时域本振波形；