一種產生相位相干信號的方法與裝置制造方法
【專利摘要】本發明提供一種產生相位相干信號的方法與裝置，由同步信號控制若干射頻信號發生模塊組成；所述射頻信號發生模塊由鑒相器、環路濾波器、壓控振蕩器、小數分頻邏輯單元及相位設置模塊相互連接及相互通訊組成；所述同步信號，用于實現所述若干射頻信號發生模塊的同步工作；所述鑒相器，用于將分頻后的信號與所述時鐘參考信號進行比相得到比較結果；所述環路濾波器，用于將所述比較結果進行預定帶寬條件下的濾波后發送給所述壓控振蕩器；所述壓控振蕩器，用于產生射頻信號。采用上述方案，具有擴展和配置的靈活性，可根據需要配置信號通道數，進一步節約成本。再配合信號相位接收和檢測模塊，更可以實現相位閉環控制，方便監測和修正。
【專利說明】一種產生相位相干信號的方法與裝置
【技術領域】
[0001]本發明屬于電子測量儀器領域，尤其涉及的是一種產生相位相干信號的方法與裝置。
【背景技術】
[0002]在電子測試【技術領域】，經常需要相位相干的多通道射頻信號，這些信號具有相同的頻率，而且具有確定的相互相位關系。如圖1所示，三個信號具有相同的變化周期，只是初始相位(即零時刻時的相位)有所區別(初始相位任意，也可以相同，不影響相位相干特性)。例如相控陣雷達信號模擬與測試、差分放大器差模/共模性能測試、微波非線性網絡參數測試等場合，都涉及此類多通道之間頻率相同且具有一定相位關系的射頻信號的發射和接收。
[0003]目前，相位相干信號發生的技術方案主要有移相器法、開關延遲線法、矢量信號發生器法幾種方案。
[0004]根據相位相干的特點，最直觀的用于產生這類信號的方法就是使用移相器，將信號進行一定角度的移相(相位延遲)再輸出，就與原信號形成相位相干關系。移相器有模擬移相器和數字移相器，原理相同，只是控制方法不同。
[0005]開關延遲線法通過多路開關的方式讓同一信號經過不同電長度的延遲線后輸出，由于不同延遲線的電長度不一樣，同一信號通過各路延遲線后輸出信號間的相位延遲就不一樣，從而實現了多通道相位相干信號的發生。
[0006]基于矢量信號發生器的方案實際是多機組成的系統，將一臺通用信號發生器的射頻信號輸出通過功分器分別送入其它幾個信號發生器(數量由需要的信號通道數決定)作為本振信號，替代其機內本振信號，利用機內矢量調制控制電路實現對射頻相位的控制，從而實現多通道相位相干信號的發生。該方案中改變信號相位是通過改變信號源內部用于矢量調制的雙任意波形發生器的控制數據實現的，必須保證基帶信號的相干性，因此還需要另外一臺信號發生器通過功分器提供統一的基帶處理時鐘。
[0007]開關延遲線法中，由于延遲線的長度是固定的，相位延遲的大小和信號頻率有關，另外不同長度延遲線的數量也有限，因此開關延遲線法的工作頻段一般較窄，相位相干的相位調整范圍只能是有限的幾個，無法實現對相干性的實時校準、修正和連續準確的調節，應用范圍有限，測試精度難以保證。而且通道之間也無法實現幅度的連續調節。
[0008]移相器法中，相位調整精度取決于數控移相器的相位分辨率，工作頻率范圍也比較有限，移相器法也基本上用于一些專用測試系統的組建上，難以實現大范圍的通用。
[0009]以上兩種方法只是可實現的技術途徑，必須配合現有的信號發生裝置才能完成對信號相位的控制，在實際應用中非常不靈活，由于各自方法本身的局限性，其應用范圍大大受限。
[0010]另一種較通用的技術方案是基于矢量信號發生器的方法，它是基于通用矢量信號發生器加上專用測試軟件以及測試附件實現的，每一路信號就需要一臺造價不菲的通用矢量信號發生器，龐大的系統組成難以滿足現場測試的需要，不利于大范圍的推廣應用。
[0011]以上幾種方案在用于電子測試領域時，都要組成測試系統，體積龐大，造價昂貴，難于以單一測量儀器的形式完成測試任務。
[0012]因此，現有技術存在缺陷，需要改進。
【發明內容】
[0013]本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供一種產生相位相干信號的方法與裝置。
[0014]本發明的技術方案如下:
[0015]一種產生相位相干信號的裝置，其中，由同步信號控制若干射頻信號發生模塊組成；所述射頻信號發生模塊由鑒相器、環路濾波器、壓控振蕩器、小數分頻邏輯單元及相位設置模塊相互連接及相互通訊組成；所述同步信號，用于產生同步控制信號發送至所述若干射頻信號發生模塊；所述鑒相器，用于將所述小數分頻邏輯單元分頻后的信號與所述時鐘參考信號進行比相得到比較結果發送到所述環路濾波器；所述環路濾波器，用于將所述比較結果進行預定帶寬條件下的濾波后發送給所述壓控振蕩器；所述壓控振蕩器，用于產生射頻信號；所述小數分頻邏輯單元，用于對所述射頻信號進行小數值的分頻；所述相位設置模塊，用于調節小數分頻邏輯單元產生小數分頻值時的初始相位偏移。
[0016]所述的產生相位相干信號的裝置，其中，所述射頻信號發生模塊中還包括射頻相位接收與檢測模塊，用于將相位信息與預設的相位值進行比較，將比較后形成的相位差值發送至所述相位設置模塊，所述相位設置模塊對所述相位差值進行實時監測、修正和校準。
[0017]所述的產生相位相干信號的裝置，其中，所述射頻相位接收與檢測模塊由定向耦合器、混頻器及中頻處理單元組成；所述定向耦合器用于將射頻輸出信號和反饋檢測信號進行分離；所述混頻器用于將射頻信號轉換到中頻；所述中頻處理單元用于將混頻器輸出的中頻信號進行數字化處理后得到信號的相位信息。
[0018]所述的產生相位相干信號的裝置，其中，所述射頻信號發生模塊中還包括倍頻器，所述倍頻器用于擴展所述射頻信號的頻率范圍。
[0019]所述的產生相位相干信號的裝置，其中，所述相位設置模塊中調節小數分頻邏輯
單元產生小數分頻值時發生相位偏移的計算方法為:相位設置模塊中相位設置量位寬設置
為B位，相位設置值設置為b，則所述相位設置值b相對于相位值O對于輸出信號相位的影
響為P，則:
【權利要求】
1.一種產生相位相干信號的裝置，其特征在于，由同步信號控制若干射頻信號發生模塊組成；所述射頻信號發生模塊由鑒相器、環路濾波器、壓控振蕩器、小數分頻邏輯單元及相位設置模塊相互連接及相互通訊組成；所述同步信號，用于產生同步控制信號發送至所述若干射頻信號發生模塊；所述鑒相器，用于將所述小數分頻邏輯單元分頻后的信號與所述時鐘參考信號進行比相得到比較結果發送到所述環路濾波器；所述環路濾波器，用于將所述比較結果進行預定帶寬條件下的濾波后發送給所述壓控振蕩器；所述壓控振蕩器，用于產生射頻信號；所述小數分頻邏輯單元，用于對所述射頻信號進行小數值的分頻；所述相位設置模塊，用于調節小數分頻邏輯單元產生小數分頻值時的初始相位偏移。
2.如權利要求1所述的產生相位相干信號的裝置，其特征在于，所述射頻信號發生模塊中還包括射頻相位接收與檢測模塊，用于將相位信息與預設的相位值進行比較，將比較后形成的相位差值發送至所述相位設置模塊，所述相位設置模塊對所述相位差值進行實時監測、修正和校準。
3.如權利要求2所述的產生相位相干信號的裝置，其特征在于，所述射頻相位接收與檢測模塊由定向耦合器、混頻器及中頻處理單元組成；所述定向耦合器用于將射頻輸出信號和反饋檢測信號進行分離；所述混頻器用于將射頻信號轉換到中頻；所述中頻處理單元用于將混頻器輸出的中頻信號進行數字化處理后得到信號的相位信息。
4.如權利要求3所述的產生相位相干信號的裝置，其特征在于，所述射頻信號發生模塊中還包括倍頻器，所述倍頻器用于擴展所述射頻信號的頻率范圍。
5.如權利要求4所述的產生相位相干信號的裝置，其特征在于，所述相位設置模塊中調節小數分頻邏輯單元產生小數分頻值時發生相位偏移的計算方法為:相位設置模塊中相位設置量位寬設置為B位，相位設置值設置為b，則所述相位設置值b相對于相位值O對于輸出信號相位的影響為P，則:
6.一種產生相位相干信號的方法，其特征在于，包括以下步驟:步驟一:設置若干射頻信號發生模塊輸出頻率信號，并將頻率信號鎖定；步驟二:設置若干射頻信號發生模塊中的相位設置模塊所需要發送的相位數據；步驟三:發送同步信號至若干射頻信號發生模塊，使若干射頻信號發生模塊同步開始改變信號相位；步驟四:將若干射頻信號發生模塊接收的頻率信號重新鎖定后，發送頻率輸出信號。
7.如權利要求6所述產生相位相干信號的方法，其特征在于，所述步驟一中射頻信號發生模塊由鑒相器、環路濾波器、壓控振蕩器、小數分頻邏輯單元及相位設置模塊相互連接及相互通訊組成。
8.如權利要求6所述產生相位相干信號的方法，其特征在于，所述步驟二中，發送相位數據用于調節小數分頻邏輯單元產生小數分頻值時發生的相位偏移，其計算方法為:相位設置模塊中相位設置量位寬設置為B位，相位設置值設置為b，則所述相位設置值b相對于相位值O對于輸出信號相位的影響為P，則.
【文檔編號】H03L7/099GK103560785SQ201310518511
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年10月28日 優先權日:2013年10月28日
【發明者】張慶龍, 許春卿, 李樹彪, 梁勝利, 曹志英 申請人:中國電子科技集團公司第四十一研究所