一种面向射频前端的校准系统及校准方法技术方案

本发明专利技术公开了一种面向射频前端的校准系统及校准方法。该校准系统包括信号源设备、采样及基带处理模块、结果记录模块以及控制模块；其中，控制模块分别与信号源设备、采样及基带处理模块、结果记录模块进行连接；信号源设备生成特定频率的单音信号，输入给待测的射频前端；采样及基带处理模块对待测的射频前端输出的中频/基带信号进行采集以统计其平均功率，输出结果进入结果记录模块；在结果记录模块中，对频率－功率的对应关系进行记录。本发明专利技术通过联合控制信号源、射频前端和基带处理模块，可以快速便捷地得到射频前端在不同频点上的增益特性和射频前端内部低通/带通滤波器的插入损耗特性，有利于提高校准测试效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种面向射频前端的校准系统，同时也涉及相应的校准方法，属于通信测试

技术介绍
射频前端的作用在于通过低噪声放大器、混频器、滤波器、可变增益放大器等模块将射频信号放大到一定的功率值，并通过混频操作将射频信号搬移到中频或基带。它在移动通信终端、基站及其测试系统中发挥着不可替代的重要作用。图1显示了射频前端的一个典型结构示例。在图1所示的射频前端中，模拟部分的低噪声放大器(LNA)、混频器(Mixer)、各级滤波器(Filters)、可变增益放大器(PGA)等模块都会存在一致性差异，这会对射频前端的频响特性造成影响。当本振频率不同时，射频前端的增益有所不同；而在同一本振的前提下，宽带信号不同频点处的增益也会有所不同。目前，在用于移动通信测试测量的仪器设备中，特别是对于宽频带仪器设备，受到射频前端的设计复杂度和器件一致性的影响，射频前端在不同频点上的频响特性会有所差异，进而会影响到仪器设备的整体性能。只有在进行全面准确校准的前提下，利用根据校准结果预置的软件参数对器件一致性带来的硬件参数偏差进行补偿，方可确保仪器设备性能的准确性和可靠性。专利号为ZL201180053547.2的中国专利技术专利中公开了一种使用连续扫描频率的系统频率响应测试方法。但该方法只是对本振频率进行测量，而对于不同本振频率下宽带信号的特性则未做校准，导致了校准精度有限的不足。另外，申请号为201310551590.2的中国专利申请公开了一种具有校准功能的频谱分析仪。该频谱分析仪仅将输入划分为高频段/低频段，与接收前端进行对应从而进行校准，并未考虑射频前端各模块作用的影响，同样存在校准精度不足的问题。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术所要解决的首要技术问题在于提供一种面向射频前端的校准系统。本专利技术所要解决的另一技术问题在于提供一种面向射频前端的校准方法。为实现上述的专利技术目的，本专利技术采用下述的技术方案：根据本专利技术实施例的第一方面，提供一种面向射频前端的校准系统，包括信号源设备、采样及基带处理模块、结果记录模块以及控制模块；其中，所述控制模块分别与所述信号源设备、所述采样及基带处理模块、所述结果记录模块进行连接；所述信号源设备生成特定频率的单音信号，输入给待测的射频前端；所述采样及基带处理模块对待测的射频前端输出的中频/基带信号进行采集以统计其平均功率，输出结果进入结果记录模块；在所述结果记录模块中，对频率－功率的对应关系进行记录。其中较优地，所述控制模块控制所述信号源设备输出的信号频率和待测的射频前端的本振频率，复位并启动所述采样及基带处理模块的工作，并将相应输出结果送至所述结果记录模块。其中较优地，所述信号源设备为矢量信号发生器。其中较优地，所述采样及基带处理模块为基带DSP单元，所述结果记录模块为主控MCU。根据本专利技术实施例的第二方面，提供一种面向射频前端的校准方法，基于上述的校准系统实现，包括如下步骤：(1)信号源设备按照预设频率间隔依次发送不同频率的单音信号至待校准的射频前端，待校准的射频前端的频率设为单音信号的频率与固定频率之和进行接收，统计不同频率下的接收功率；归一化得到本振频率不同时所述射频前端的增益；(2)固定待校准的射频前端的本振频率，令所述信号源设备按照预设频率间隔，在预定频率范围内依次发送单音信号至待校准的射频前端，统计不同信号频率下所述射频前端的接收功率；在此基础上去除步骤(1)中结果带来的影响，归一化得到同一本振频率下，所述射频前端对宽带信号不同频点处的增益；(3)综合利用步骤(1)和步骤(2)所得的校准结果，对射频信号的幅频特性进行补偿。其中较优地，所述步骤(1)中，所述单音信号的频率覆盖所述射频前端的有效通带范围。其中较优地，所述步骤(2)中，所述单音信号的频率覆盖所述射频前端内部的低通/带通滤波器的有效通带带宽。其中较优地，所述预定频率范围为f1－BW/2～f1+BW/2，其中f1为所述本振频率，BW为所述射频前端内部的低通/带通滤波器的有效通带带宽。其中较优地，所述步骤(3)中，在每个频点上遵循如下公式：result1(f)＝result0(f)-GAIN1(f)-GAIN2(f)其中，result1(f)为补偿后的幅频特性，result0(f)为补偿前的幅频特性，为，GAIN1(f)为步骤(1)中获得的本振频率不同时所述射频前端的增益，GAIN2(f)为步骤(2)中获得的同一本振频率下所述射频前端对宽带信号不同频点处的增益。其中较优地，如果步骤(3)中的频点在步骤(1)和步骤(2)中未进行直接测量，则通过查表方式或插值方式获得相应的补偿值。与现有技术相比较，本专利技术通过联合控制信号源、射频前端和基带模块，可快速便捷地得到射频前端在不同频点上的增益特性和射频前端内部低通/带通滤波器的插入损耗特性，从而在应用射频前端的过程中更好地对其进行补偿，进一步获取更加精确的处理性能。本专利技术能够提升校准精确度，而且运算简便、实现简单，因而具有很好的应用前景。附图说明图1为射频前端的典型结构示例图；图2为本专利技术所提供的校准系统的基本结构示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术的
技术实现思路
展开详细具体的说明。图2所示为本专利技术提供的校准系统的基本结构。该校准系统包括信号源设备、采样及基带处理模块、结果记录模块以及控制模块。其中，控制模块是该校准系统的核心，分别与信号源设备、采样及基带处理模块、结果记录模块进行连接。信号源设备可生成特定频率的单音信号。该单音信号输入给待测的射频前端。待测的射频前端输出中频/基带信号。采样及基带处理模块按照一定的采样频率对待测的射频前端输出的中频/基带信号进行模数转换，采集一定长度的信号以统计其平均功率。该采样及基带处理模块的输出结果进入结果记录模块。在结果记录模块中，对频率－功率的对应关系进行记录。控制模块对以上各模块进行联合控制，主要是控制信号源设备输出的信号频率和待测的射频前端的本振频率，复位并启动采样及基带处理模块的工作，并将相应信息送至结果记录模块。在本专利技术的一个实施例中，采用矢量信号发生器AgilentE4438C作为信号源设备，待测的射频前端为某型号的Wi-Fi信号测试仪，基带DSP单元为采样及基带处理模块，主控MCU作为结果记录模块，采用PC或者服务器作为控制模块。PC或者服务器通过网线与信号源设备E4438C和待测的Wi-Fi信号测试仪相连接，控制信号源设备E4438C发送单音信号的频率和被测射频前端的本振频率，并使得主控MCU和基带DSP单元能够根据要求进行运算并存储结果。在本专利技术中，考虑射频前端各模块综合作用的影响，为了提高校准补偿精度，分别对本振频率不同导致射频增益的不同和在同一本振前提下宽带信号不同频点处增益的不同进行校准，在补偿过程中将两方面因素结合。下面结合上述实施例的具体工作过程对本专利技术所提供的射频前端校准方法进行说明。(1)信号源设备按照预设频率间隔fstep1依次发送单音信号(频率f0)至待校准的射频前端，待校准的射频前端LO的频率设为(f0+△f)进行接收，统计不同信号频率下的接收功率。以此方式归一化得到当本振频率不同时射频前端的不同增益：GAIN1(f),f∈[FL,FL+fstep1,FL+2×本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种面向射频前端的校准系统，其特征在于包括信号源设备、采样及基带处理模块、结果记录模块以及控制模块；其中，所述控制模块分别与所述信号源设备、所述采样及基带处理模块、所述结果记录模块进行连接；所述信号源设备生成特定频率的单音信号，输入给待测的射频前端；所述采样及基带处理模块对待测的射频前端输出的中频/基带信号进行采集以统计其平均功率，输出结果进入结果记录模块；在所述结果记录模块中，对频率－功率的对应关系进行记录。

【技术特征摘要】
1.一种面向射频前端的校准系统，其特征在于包括信号源设备、采样及基带处理模块、结果记录模块以及控制模块；其中，所述控制模块分别与所述信号源设备、所述采样及基带处理模块、所述结果记录模块进行连接；所述信号源设备生成特定频率的单音信号，输入给待测的射频前端；所述采样及基带处理模块对待测的射频前端输出的中频/基带信号进行采集以统计其平均功率，输出结果进入结果记录模块；在所述结果记录模块中，对频率－功率的对应关系进行记录。2.如权利要求1所述的校准系统，其特征在于：所述控制模块控制所述信号源设备输出的信号频率和待测的射频前端的本振频率，复位并启动所述采样及基带处理模块的工作，并将相应输出结果送至所述结果记录模块。3.如权利要求1或2所述的校准系统，其特征在于：所述信号源设备为矢量信号发生器。4.如权利要求1或2所述的校准系统，其特征在于：所述采样及基带处理模块为基带DSP单元，所述结果记录模块为主控MCU。5.一种面向射频前端的校准方法，基于权利要求1或2所述的校准系统实现，其特征在于包括如下步骤：(1)信号源设备按照预设频率间隔依次发送不同频率的单音信号至待校准的射频前端，待校准的射频前端的频率设为单音信号的频率与固定频率之和进行接收，统计不同频率下的接收功率；归一化得到本振频率不同时所述射频前端的增益；(2)固定待校准的射频前端的本振频率，令所述信号源设备按照预设频率间隔，在预定频率范围内依次发送单音信号至待校准的射...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱骅，
申请(专利权)人：上海无疆信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31