[发明专利]适用于调制域的一体化矢量网络分析仪及测量方法

说明书

本发明公开了适用于调制域的一体化矢量网络分析仪及测量方法，矢量网络分析仪包括频率参考单元、本振信号发生单元、激励信号发生单元和信号分离与开关单元，频率参考单元分别与本振信号发生单元和激励信号发生单元相连，激励信号发生单元和信号分离与开关单元相连。本发明公开的调制域网络参数的顺序测量与拼接技术，对于矢量调制分析带宽在接收机带宽以内的信号，可以一次性的获取整个带宽内的网络参数；对于分析带宽大于接收机带宽的调制信号，本发明采用频段拼接的技术，实现调制域网络参数顺序测量，最终实现调制域分析带宽达GHz的网络参数分析能力。

技术领域

本发明涉及矢量网络分析仪领域，具体涉及适用于调制域的一体化矢量网络分析仪及测量方法。

背景技术

传统的矢量网络分析仪主要以正弦波信号作为被测网络的激励信号，采用窄带锁相跟踪滤波方式接收被测网络的响应信号，通过逐点扫频测量方式，获得被测网络的静态S参数。

矢量网络分析仪应用对象统称为“被测网络”，被测网络小到二极管、三极管、MMIC等半导体芯片，以及电阻、电容和电感等器件，大到放大器、混频器、倍频器、滤波器、衰减器等部件，以及电缆组件、开关组件、T/R组件、MIMO阵列等多功能组件和模块，通过S参数测量，获得被测半导体器件、电真空器件、多功能组件、多功能模块的性能特性，是相控阵雷达、宽带移动通信、卫星通信和卫星导航、电子侦察与电子对抗、空间探测等电子设备科研和生产测试必备的关键核心测试仪器。

随着无线技术的快速发展，人们对信息传输速率的要求不断提升，实际通信信号的复杂度和调制带宽也因此越来越高。在3G时期，WCDMA的载波间隔为200kHz、带宽达到5MHz、峰均比3.5dB，指标已经远高于GSM信号。当前，4G无线通信的TD-LTE载波间隔进一步减少到15kHz，同时带宽拓展到最高20MHz，峰均比提高到7.5dB。对于未来5G通信而言，百MHz或GHz的调制带宽将成为主流，峰均比甚至达到10dB以上。正是因为通信系统的实际工作状态越来越复杂，脉冲调制连续波状态的测量手段逐渐无法满足研究需要，宽带复杂调制激励信号对功放、混频器等核心射频微波器件的测试和表征提出了新的要求。面对新的测试需求，传统矢量网络分析仪主要存在以下问题：一是激励信号样式单一，无法准确表征工作于复杂调制状态的被测网络性能特性；二是测量带宽有限，无法准确表征大实时带宽被测网络的动态性能特性。

总体来看，国内外调制信号激励的网络参数分析技术更多偏重于单频脉冲调制的网络参数的测试及分析，进一步通过基于矢量网络分析仪的频谱分析功能对输入输出谱进行测试，对于宽带复杂调制信号作用下，微波器部件的网络参数表征及提取的方案尚未见到。

如果使用矢量信号发生器和矢量网络分析仪的方式构建测试系统，系统的成本和复杂度均非常高，同时需要二次开发测试程序；通过系统的方式完成测试，消耗时间测试效率低。

构建测试系统的方案无法完成调制信号带宽大于接收机带宽的网络参数测试。

发明内容

针对现有的矢量网络分析仪存在的问题，本发明的第一目的是提供了一种适用于调制域的一体化矢量网络分析仪。

本发明采用以下的技术方案：

适用于调制域的一体化矢量网络分析仪，包括频率参考单元、本振信号发生单元、激励信号发生单元和信号分离与开关单元，频率参考单元分别与本振信号发生单元和激励信号发生单元相连，激励信号发生单元和信号分离与开关单元相连；

激励信号发生单元包括可编程任意波形发生单元和两个激励信号合成通路，每个激励信号合成通路均包括合成源，合成源连接有倍频源，倍频源连接有调制器，调制器连接有上变频器；所述可编程任意波形发生单元与调制器相连；

所述信号分离与开关单元包括两个同轴开关和同轴合路器，两个同轴开关均与同轴合路器相连；

每个上变频器与一个同轴开关相连；