[发明专利]一种数字式载波高精度测相方法及装置

权利要求书

1.一种数字式载波高精度测相方法，其特征在于包括：

(1)信号源通过功分器产生两个同相信号S1和S2；

(2)将S1作为基准信号输入信号处理模块的P1口，在不同频段下，信号处理模块通过数字移相将相位校准为0，S2信号进入被测设备输入端后，与信号处理模块的P2口连接，信号处理模块通过信号自相关运算和相位相干算法进行信号处理产生两组相关功率结果，通过串口传输给主控和测相模块进行相位计算。

2.如权利要求1所述的数字式载波高精度测相方法，其特征在于所述信号自相关运算包括以下步骤：首先将输入的射频载波信号通过变频、抽样、滤波等信号处理，得到0中频信号，将0中频信号根据奈奎斯特采样定理处理信号，采样率为4倍带宽，采样中保证信号不失帧，然后将低采样率的信号与预先存在数字端的同样采样率的数字信号进行相关运算得到相关峰，即得到了该频点上信号的功率值，信号输出结果采样16位数据，则输出的功率值范围为0-65536，该功率值将增益变化放大几十倍。

3.如权利要求1所述的数字式载波高精度测相方法，其特征在于所述相位相干算法包括：以正弦信号为例，输入的两个信号，分别为：

S₁(t)＝A₁sin(wt)

S₂(t)＝A₂sin(wt+δ)

其中，δ为S2信号相对于S1信号的相位差，A₁和A₂为两个信号的最大电平值，对S2信号分别进行和的相移后：

将S₁(t)分别与S₂(t)、S₂′(t)信号进行矢量和运算：

将P₁与P₂信号分别求功率得到：

将PP₂与PP₁做差得到两个信号通过自相关后的功率差：

最终推导出信号S2和信号S1的相位差，即是被测设备的相位值：

根据函数的单调关系，当固定相移为90度的时候，相位精度最高，则：

分析最终得到的公式，相位的精度与两个矢量信号合成的电平乘积成反比，与两组信号的功率差成正比，根据测试通过调节数字端相位，功率差能够达到10，而A₁和A₂大小最大为256，则该相位测试方法的精度能够达到0.005度以下。

4.一种数字式载波高精度测相装置，其特征在于：包括信号源、功分器、信号处理模块以及主控和测相模块，其中信号源通过功分器产生两个同相信号S1和S2，S1作为基准信号输入信号处理模块的P1口，在不同频段下，信号处理模块通过数字移相将相位校准为0，S2信号进入被测设备输入端后，与信号处理模块的P2口连接，信号处理模块通过信号自相关运算和相位相干算法进行信号处理并产生两组相关功率结果，通过串口传输给主控和测相模块进行相位计算。