用于从测量的射频(RF)信号中去除影像和毛刺的系统和方法技术方案

本申请提供了用于执行预选以从正在被测量的信号中去除影像和毛刺的测量系统和方法，该测量系统和方法自动确定用于预选算法中的阈值。在预选算法中使用自动确定的阈值通过在最终迹线中包含影像或毛刺的风险与噪音偏移的平均水平之间进行权衡来改善从显示在测量系统的显示装置上的最终迹线的影像和毛刺的去除。

【技术实现步骤摘要】
用于从测量的射频(RF)信号中去除影像和毛刺的系统和方法
技术介绍
测量系统(如信号分析仪和频谱分析仪)广泛应用于在不同条件下测量多种类型的信号。在航空航天和国防应用中，信号测量任务可用于在宽频谱中搜寻已知或未知的信号。在无线通信中，需要尽可能快地在不断增长的条件和设备状态数量下表征出越来越复杂的设备。在所有情况下，搜寻信号影像(images)和毛刺(spurs)都需要能在宽频率范围内定位未知频率的低位信号的仪器。进行上述测量需要频谱分析仪或信号分析仪(以下统称为“信号分析仪”)，它们能在进行高速测量的同时具有低噪音基底、最少的毛刺和影像、以及高动态范围。信号分析仪通常分为两大类，即预选信号分析仪和非预选信号分析仪。预选信号分析仪具有执行预选算法的预选电路，该算法从正在被测量的预期射频(RF)信号中去除影像和毛刺。然而，典型的预选信号分析仪不能快到足以支持高速、高分辨率的测量。在非预选信号分析仪中，预选算法在软件中执行，因此去除了预选电路。与预选信号分析仪相比，非预选信号分析仪可以通过去除预选电路以及在软件中执行预选算法从而提供在速度、精度和噪音基底方面的优势。然而，在非预选信号分析仪的软件中实现的预选算法必须足够稳健，以去除不想要的影像和毛刺状混合产物。在软件中执行的预选算法在其最简单的形式中典型地包括：通过第一频率范围扫描(sweep)或步进(step)该信号分析仪的本地振荡器(LO)的频率，该第一频率范围具有小于该待测量的预期RF信号的频率的最低频率(低侧混合(low-sidemix))并包括预期RF信号的频率；测量输入RF信号以获得基准迹线；将该LO的频率范围向更高方向偏移中间频率(IF)的两倍，到第二频率范围(高侧混合(high-sidemix))；通过该第二频率范围扫描或步进该LO的频率并且重新测量该输入RF信号以获得替代迹线；执行处理该基准迹线和该替代迹线的数学运算以去除测量的RF信号中的任何影像；以及显示已经去除影像的最终迹线。这种处理基准迹线和替代迹线以去除测量的RF信号中的任何影像的数学运算通常被称作最小选择运算(min-selectoperation)。通常情况下，当该基准迹线和替代迹线一致时，响应是真实的；而当这两种迹线不一致时，这种不一致即为应当拒绝的影像。由于影像只能增加到响应中，可以通过比较每一个点或频率增量处的基准迹线和替代迹线的最小值来除去这些影像，并选取这两个值中的最小值作为待用于所显示的最终迹线中的值。上述预选算法的缺点在于，当正在被测量的输入信号为类噪音信号时，使用上述两个值中的最小值将会在最终信号中引入偏移。实际上，上述最小选择运算将影响测量的噪音的统计值并使测量结果偏移。用于减少这种负向偏移的一种解决方案为在进行最小选择运算之前对这些替代迹线中的每一个在时间上求平均值。这种解决方案减少但是未完全消除偏移。用于消除偏移的一种已知的解决方案为在最小选择运算中使用用户选定的阈值，但这种解决方案并非完全有效。通过这种手段，将在每个点或频率增量处该基准迹线和该替代迹线的最小值相互比较，之后将这两个值中的最小值与用户选定的阈值进行比较。如果该最小值大于该阈值，则该最小值用在被显示的最终迹线中；否则，将该基准迹线值用在该最终迹线中。这种解决方案的缺点在于阈值的选取由使用者决定，而使用者通常并不知晓应如何选取合适的阈值。如果阈值设置过高，将无法拒绝较低分贝水平的影像。如果阈值设置过低，部分迹线将具有足够大的可变性，使得不能消除偏移问题。需要能够以消除上述偏移问题且稳固、精确并能够在高速下执行以满足工业中测量高速信号的需要的方式来执行预选算法的非预选信号分析仪。附图说明当与附图一起阅读时，从以下的具体实施方式可以最好地理解以下实施方案。需要强调的是，各个特征不一定都是按照比例绘制的。事实上，可能会为方便讨论而将尺寸任意增大或减小。在适用和实际的情况下，相同的标号表示相同的元件。图1是根据一个代表性实施方案的测量系统的示意性框图。图2展示了流程图，该流程图代表由图1中所示的处理器执行的预选过程，用于根据一个代表性实施方案从正在被测量的预期RF信号中去除影像和毛刺中的一个或多个。图3A-3C分别展示正在被测量的输入RF信号、低侧混合响应和高侧混合响应的功率对频率图，用于说明由图1中所示的测量仪器所进行的影像去除或拒绝的实例。图4展示了图1中所示的显示装置上所显示的三条迹线的实例，顶端迹线表示具有输入RF信号的所扫描的LO的低侧混合，中间迹线表示具有相同输入RF信号的所扫描的LO的高侧混合，而底部迹线表示已经根据代表性实施方案执行预选算法后的最终RF信号。图5是展示由图2中的框201代表的过程的流程图。具体实施方式本申请公开的代表性实施方案针对用于执行预选算法的测量系统和方法，该预选算法自动确定阈(TH)值并在该预选算法中使用该TH值。在该预选算法中使用该自动确定的TH值通过在最终迹线中包含影像或毛刺的风险与噪音偏移的平均水平之间进行权衡来改善影像和毛刺的去除。在下文的详细说明中，出于解释而非限制的目的阐述了公开具体细节的示例性实施方案，以更全面地理解根据本教导的实施方案。然而，对于得益于本公开文本的本领域技术人员来说，即使脱离了在此公开的具体细节，根据本教导的其他实施方案显然仍落入所附权利要求书的范围中。另外，已知的装置和方法在此不在赘述，以免影响对示例性实施方案的说明。所述装置和方法显然落在本教导的范围内。本文所用术语仅出于描述具体实施方式的目的且不意图为限制性的。所定义的术语附加于在本教导的
中通常理解和接受的所定义术语的技术和科学含义之上。如在本说明书和所附的权利要求书中所使用的，术语“一个(a)”、“一种(an)”和“该(the)”包括单数和复数指示物，除非上下文以另外的方式清楚地指明。因此，例如“装置(adevice)”包括一个装置和复数个装置的情况。可能使用关系术语来说明如在附图中所示的不同元件之间的关系。这些关系术语意在包含设备和/或元件的除附图中描绘的取向之外的不同取向。应当理解，当元件被称为与另一个元件“连接”、“偶联”或“电偶联”时，这两个元件能够直接连接或偶联，或者可以存在中间元件。和其他在本公开文本中使用的术语一样，术语“储存器”或“储存器设备”旨在表示计算机可读储存介质，该计算机可读储存介质可以储存用于由一个或多个处理器执行的计算机指令或计算机代码。本公开文本中提及“储存器”或“储存器设备”时应理解为一个或多个储存器或储存器设备。存储器可例如是同一个计算机系统内的多个存储器。存储器也可以是在多个计算机系统或计算设备中分布的多个存储器。如在此所使用的，术语“处理器”包含能够执行计算机程序或可执行计算机指令的电子部件。本公开文本中提及包括“处理器”的系统时应理解为具有一个或多个处理器或处理核心的系统。处理器可例如是多核处理器。处理器也可指单个计算机系统中的或分布在多个计算机系统中的处理器的集合。如在此所使用的，术语“计算机”应理解为可能指代单个计算机或计算装置，或指代多个计算机或计算装置的集合或网络，每个计算机或计算装置包括一个或多个处理器。计算机程序的指令可以由单个计算机或处理器、或由可位于同一个计算机中的多个处理器或者分布于多个计算机中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于从正在被测量的预期射频(RF)信号中去除影像和毛刺中的一者或两者的方法，该方法包括：在测量系统中，自动确定阈(TH)值；在通过被细分成N个频率增量的第一预定频率范围来扫描该测量系统的本地振荡器(LO)的同时，对在该测量系统的输入端口接收的输入RF信号进行第一测量，从而分别获得包含N个基准迹线元素的基准迹线，其中N为大于或等于一的正整数；在通过M个预定频率范围来扫描该测量系统的LO的同时，分别对该输入RF信号进行M次额外测量，从而分别获得M个替代迹线，其中M为大于或等于一的正整数，该M个频率范围中的每一个被细分为N个频率增量，该M个替代迹线中的每一个包含N个替代迹线元素；在该M个替代迹线中，确定最小替代迹线，该最小替代迹线包含N个最小替代迹线元素；对于该N个最小替代迹线元素中的每一个，分别通过取该N个基准迹线元素和该N个最小替代迹线元素之间的分贝差的绝对值来计算N个限定迹线元素，该N个限定迹线元素构成限定迹线；比较每个限定迹线元素与该TH值，并且当该限定迹线元素大于或等于该TH值时，使用对应的基准迹线元素的最小值以及对应的最小替代迹线元素作为包含N个最终迹线元素的最终迹线的对应的最终迹线元素，且当该限定迹线元素小于该TH值时，使用对应的基准迹线元素作为该最终迹线中的对应的最终迹线元素；以及显示该最终迹线。...

【技术特征摘要】
2017.05.26 US 15/607,0021.一种用于从正在被测量的预期射频(RF)信号中去除影像和毛刺中的一者或两者的方法，该方法包括：在测量系统中，自动确定阈(TH)值；在通过被细分成N个频率增量的第一预定频率范围来扫描该测量系统的本地振荡器(LO)的同时，对在该测量系统的输入端口接收的输入RF信号进行第一测量，从而分别获得包含N个基准迹线元素的基准迹线，其中N为大于或等于一的正整数；在通过M个预定频率范围来扫描该测量系统的LO的同时，分别对该输入RF信号进行M次额外测量，从而分别获得M个替代迹线，其中M为大于或等于一的正整数，该M个频率范围中的每一个被细分为N个频率增量，该M个替代迹线中的每一个包含N个替代迹线元素；在该M个替代迹线中，确定最小替代迹线，该最小替代迹线包含N个最小替代迹线元素；对于该N个最小替代迹线元素中的每一个，分别通过取该N个基准迹线元素和该N个最小替代迹线元素之间的分贝差的绝对值来计算N个限定迹线元素，该N个限定迹线元素构成限定迹线；比较每个限定迹线元素与该TH值，并且当该限定迹线元素大于或等于该TH值时，使用对应的基准迹线元素的最小值以及对应的最小替代迹线元素作为包含N个最终迹线元素的最终迹线的对应的最终迹线元素，且当该限定迹线元素小于该TH值时，使用对应的基准迹线元素作为该最终迹线中的对应的最终迹线元素；以及显示该最终迹线。2.根据权利要求1的方法，其中至少部分地基于该预期RF信号中的噪音偏移风险以及无法将影像从该预期RF信号中去除的风险来自动确定该TH值。3.根据权利要求1的方法，其中至少部分地基于该预期RF信号中的噪音偏移风险以及该预期RF信号高于该测量系统的噪音基底的量来自动确定该TH值。4.根据权利要求1的方法，其中至少部分地基于在该最终迹线中估算的标准偏差来自动确定该TH值，假设该最终迹线具有与类噪音信号的统计变化类似的统计变化。5.根据权利要求4的方法，其中至少部分地基于该基准迹线元素的标准偏差来自动确定该TH值，该标准偏差是使用该测量系统的状态估算的。6.根据权利要求1的方法，其中至少部分地基于该基准迹线元素的标准偏差来自动确定该TH值，该标准偏差是基于用于制造、对齐和校准该测量系统的工艺知识而估算的。7.根据权利要求1的方法，其中至少部分地基于该基准迹线元素的标准偏差来自动确定该TH值，该标准偏差是至少部分地基于该基准迹线的功率与该测量系统的预测噪音基底功率的信噪比(SNR)而估算的。8.根据权利要求1的方法，其中至少部分地基于该基准迹线元素的标准偏差来自动确定该TH值，至少部分地基于该测量系统的解析带宽(RBW)、N以及与该第一预定频率范围的N个频率增量中相邻频率增量的中心之间的LO的扫描持续时段相等的扫描时间来估算该标准偏差。9.一种用于从正在被测量的信号中去除影像和毛刺中的一者或两者的测量系统，该测量系统包括：存储器；以及处理器，该处理器处理基准迹线和M个替代迹线以除去预期射频(RF)信号中的影像，该基准迹线包含N个基准迹线元素，每个替代迹线包含N个替代迹线元素，其中M是大于或等...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·M·戈林，G·斯特罗恩，
申请(专利权)人：是德科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US