[发明专利]一种耦合式实时校准的多通道相参信号模拟装置及方法

说明书

本发明公开一种耦合式实时校准的多通道相参信号模拟装置，其包括若干个任意波形发生器、耦合式实时幅相校准模块、时钟同步模块和工控机，任意波形发生器与工控机通过数据线连接，用于在工控机的控制下产生多通道同步的相参信号；耦合式实时幅相校准模块，用于对所述多通道同步的相参信号进行校准并将校准数据上报给工控机；时钟同步模块，用于对任意波形发生器和耦合式实时幅相校准模块提供参考时钟并实现相位同步；工控机，用于根据耦合式幅相校准模块上报的校准数据修正各通道输出信号的幅度和相位。本发明能够同时进行多个通道的校准，提高了校准的效率。

技术领域

本发明属于雷达信号处理技术领域，尤其是涉及一种耦合式实时校准的多通道相参信号模拟装置及方法。

背景技术

在复杂电磁环境的半实物仿真构建、相控阵体制的雷达、测向定位雷达、多输入多输出(MIMO)通信的测试验证等应用场合中，都需要产生多通道的相参信号，每一路输出信号的相位和幅度都是经过严格控制的，否则就会对仿真效果的可信性及测试结果的精度产生重要影响。在实际应用中，频率参考、触发、采样时钟等因素都会影响多通道信号的相参性，甚至连接线缆、信号的频率以及设备使用环境的温度都会对信号造成影响。为了减少上述因素的影响，需要对产生相参信号的各通道的幅度和相位偏差进行校准和补偿，提高幅度和相位一致性。通常采用数字示波器或矢量网络分析仪对通道间固有相位和幅度偏差进行准确测量，然后再通过信号预失真的方式对偏差进行补偿，以达到各通道信号严格相参的目的。

中国专利申请“多通道宽频带信号相参特性快速校准系统”（专利申请号CN201910391423.3）公开了一种基于射频开关矩阵和多通道数采的多通道相参信号校准系统，其通过快速切换通道的多组射频开关的组合，将被测多通道相参信号分时输出至射频前端信号调理模块，将射频信号多次变频至中频，再送入多通道数采信号处理板卡进行相参特性测量，最后再由内置软件完成相参特性的上报，最终实现多通道相参信号的快速校准。该方法的实质仍是选择一路通道作为参考通道，其他通道作为待校准通道，由射频开关矩阵对待校准通道进行快速切换，对待校准通道和参考通道进行幅相参数比较从而实现校准，虽然降低了校准时间，但是校准时只有一个通道工作，其他通道断开，不能实现实时校准。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的是提供一种耦合式实时校准的多通道相参信号模拟装置，其能够实时、动态测试并校准输出的多通道相参信号。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种耦合式实时校准的多通道相参信号模拟装置，其包括若干个任意波形发生器、耦合式实时幅相校准模块、时钟同步模块和工控机，任意波形发生器与工控机通过数据线连接，用于在工控机的控制下产生多通道同步的相参信号；耦合式实时幅相校准模块，用于对所述多通道同步的相参信号进行校准并将校准数据上报给工控机；时钟同步模块，用于对任意波形发生器和耦合式实时幅相校准模块提供参考时钟并实现相位同步；工控机，用于根据耦合式幅相校准模块上报的校准数据修正各通道输出信号的幅度和相位；其中，

所述耦合式实时幅相校准模块包括本振模块、功分器和若干个耦合校准模块，若干个耦合校准模块分别与若干个任意波形发生器的输出端一一对应连接；所述每个耦合校准模块由定向耦合器、下变频模块和中频接收模块组成，定向耦合器的输入端连接与之相对应的任意波形发生器的输出端，所述下变频模块包括信号调理模块、混频器和低通滤波器，信号调理模块的射频端口与定向耦合器的输出端连接，信号调理模块的输出端与混频器的射频输入端连接，混频器的本振端与功分器的输出端连接，中频端与低通滤波器的输入端连接；所述中频接收模块包括信号调理模块和A/D转换器，信号调理模块的输入端与低通滤波器的输出端连接，输出端与A/D转换器的输入端连接，A/D转换器的输出端输出一个通道的幅相数据；所述本振模块的输入端与时钟同步模块的输出端连接，输出端与功分器的输入端连接。

进一步地，上述的功分器为一个或两个以上，两个以上功分器采用级联结构。