高精度多通道相參信號(hào)源系統(tǒng)測(cè)量與校準(zhǔn)技術(shù)

　　與基于相消干涉的相參測(cè)量校準(zhǔn)方法的比較

　　對(duì)于相參信號(hào)源系統(tǒng)，另外一種常用的測(cè)量與校準(zhǔn)方法是基于功率相消干涉的方法，其基本思想是：當(dāng)兩個(gè)幅度相等、包絡(luò)對(duì)齊的相參信號(hào)相位差為180°的時(shí)候，兩信號(hào)之和的功率為0，因此固定一個(gè)信號(hào)，調(diào)整另一個(gè)信號(hào)的相位并測(cè)量兩路信號(hào)和信號(hào)的功率至最小(接近0)，此時(shí)可以測(cè)量出兩相參信號(hào)的相位差。

　　與基于功率相消干涉的相參信號(hào)測(cè)量校準(zhǔn)方法相比，我們所采用的基于信號(hào)相關(guān)處理的方法具有以下優(yōu)點(diǎn)：

　　1. 基于功率相消干涉的方法無法對(duì)存在路徑延時(shí)誤差的相參信號(hào)進(jìn)行測(cè)量，而基于信號(hào)相關(guān)處理的方法則能夠精確地測(cè)量并校準(zhǔn)相參信號(hào)中的路徑延時(shí)誤差。

　　2.基于功率相消干涉的方法要求各相參信號(hào)的幅度相等，信號(hào)幅度的不匹配會(huì)造成相參相位的測(cè)量誤差，理論上0.2dB的幅度偏差會(huì)引起約2°的相位測(cè)量誤差;而基于信號(hào)相關(guān)處理的方法對(duì)于各路相參信號(hào)的幅度沒有限制。

　　3.基于功率相消干涉的方法由于要測(cè)量相參信號(hào)在功率相消情況下的和信號(hào)功率，此時(shí)的和信號(hào)功率非常低(接近0)，因此噪聲對(duì)于測(cè)量結(jié)果會(huì)產(chǎn)生很大的測(cè)量誤差，理論上要達(dá)到1°的測(cè)量精度需要保證信噪比和載波抑制比大于35dB;基于信號(hào)相關(guān)處理的方法由于采用了信號(hào)相關(guān)處理，信號(hào)的相關(guān)處理增益(在一般的實(shí)際應(yīng)用中都可以獲得超過20dB的相關(guān)處理增益)能夠大大降低噪聲對(duì)測(cè)量結(jié)果帶來的誤差。

　　因此基于信號(hào)相關(guān)處理的相參信號(hào)源測(cè)量與 校準(zhǔn)方法具有更廣泛的適用性和更好的魯棒性。

　　安捷倫多通道相參信號(hào)源系統(tǒng)測(cè)量與校準(zhǔn)解決方案

　　基于上節(jié)描述的基于信號(hào)相關(guān)處理的相參信號(hào)測(cè)量與校準(zhǔn)方法，我們提出多通道相參信號(hào)源系統(tǒng)的測(cè)量與校準(zhǔn)解決方案。仍以基于E8267D的雙通道相參信號(hào)源系統(tǒng)為例，相參測(cè)量與校準(zhǔn)解決方案的框圖如圖4。

　　該解決方案使用安捷倫高性能數(shù)字示波器DSA91304A對(duì)相參信號(hào)的高速數(shù)字采樣，同時(shí)使用自動(dòng)化相參誤差測(cè)量與校準(zhǔn)軟件對(duì)采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字下變頻、包絡(luò)延時(shí)和射頻相位誤差的測(cè)量與校準(zhǔn)，并將校準(zhǔn)后的基帶波形數(shù)據(jù)重新下載給各個(gè)相參信號(hào)源，完成對(duì)整個(gè)相參信號(hào)源系統(tǒng)的校準(zhǔn)。

　　該解決方案可靈活地進(jìn)行擴(kuò)展以支持多路相參信號(hào)源系統(tǒng)的測(cè)量與校準(zhǔn)：對(duì)于不超過四通道的相參信號(hào)源系統(tǒng)，由于DSA91304A具有四路數(shù)據(jù)輸入通道，因此該解決方案可以同時(shí)完成四通道相參信號(hào)源系統(tǒng)的測(cè)量與校準(zhǔn)工作;對(duì)于四通道以上的相參信號(hào)源系統(tǒng)，則需要對(duì)所有信號(hào)源分組依次進(jìn)行測(cè)量與校準(zhǔn)，具體方法是：選定主E8267D作為參考信號(hào)源，將其余從信號(hào)源以三個(gè)一組進(jìn)行分組，參考信號(hào)源固定連接在示波器通道1上，每次選取一組從信號(hào)源分別連接到示波器通道2至通道4上，對(duì)該組從信號(hào)源進(jìn)行相參測(cè)量與校準(zhǔn)，之后保持參考信號(hào)源連接不變，通道2至通道4切換到下一組從信號(hào)源進(jìn)行測(cè)量和校準(zhǔn)……直至全部信號(hào)源測(cè)量與校準(zhǔn)完畢。