一种针对多本振频点微波变频器的频谱杂散测试方法

技术领域

本发明属于电子测量行业微波射频测试领域，涉及一种针对多本振频点微波变频器频谱杂散的测试方法。

背景技术

微波变频器是卫星转发器分系统的关键部件，可以将通信信道的信号进行频率转换并滤波放大。目前微波有源部件的频谱特性测试原理是采用激励响应测试法，使用微波信号发生器产生激励信号输入给微波变频器部件，然后将待测件的输出信号输入到频谱分析仪进行分析。

多本振频点的变频器是指微波变频器具有本振频率步进控制功能，其输入输出频率转换特性一般具有两种类型：第一种是输入频率固定不变，输出频率随本振频率步进控制而相应改变。第二种是输入频率随本振步进控制而相应改变，输出频率固定不变。微波变频器整机的频谱谐杂波的可能来源包括本振混频电路输出产物、射频混频电路输出产物、电源开关频率的谐杂波以及这些频率信号的混合产物。变频器的混频产物之间频率数学关系通常为线性关系，因此定义混频产物的频率值为f

在多本振频点微波变频器产品的实际调试和测试过程中，传统的测试方法通常采用人工操作仪器或使用自动测试系统的方式进行产品测试。在测试频谱杂散时常见的杂散搜索方法主要有以下两种：单点频率搜索和频率范围搜索。该方法的主要存在以下问题：

(1)受变频器本振步进控制精度、频谱仪本底噪声、频谱仪采样点孔径大小的影响，本振偏移杂散的频谱分布具有一定的随机性。使用单点频率搜索或频率范围搜索的方法进行杂散测试时需要进行繁琐的频率参数设置，给多本振频点模式下的频谱自动化测试带来了一定困难。

(2)多本振频点微波变频的频率杂散的分布可能是多种类型杂散信号的混合的结果。采用单一模式的频率搜索方法的局限性在于当待测频谱范围内存在多种类型的频率杂散，单一的频率搜索难以灵活应对多类型频谱杂散混合分布的测试场景，需要进行多次测量才能完成测试，使得测试工作量大大增加。

发明内容

本发明解决的技术问题是：提供一种针对多本振频点微波变频器的频谱杂散测试方法，解决了频谱杂散测试过程中重复设置频率参数的问题和多类型频谱杂散混合测试的问题。

本发明所采用的技术方案是：一种针对多本振频点微波变频器的频谱杂散测试方法，包括：

S1、对多本振频点微波变频器的工作频谱带宽进行频谱区域子带划分，并对每个本振频点频谱子带进行等带宽频谱分区划分；

S2、根据微波变频器分别工作在首、末本振频点时的频谱杂散所处对应频谱子带分区中的分布情况确定首末本振频谱杂散对，根据首末本振频谱杂散对在各自频谱子带的频谱分区的分布位置确定该首末本振频谱杂散对所对应的频谱杂散分布类型；

S3、根据频谱杂散分布类型确定杂散搜索模式和搜索范围；

S4、切换微波变频器工作本振频点，首次切换时使微波变频器工作在首本振频点，获取当前本振频点下工作子带频谱轨迹数据采样点；

S5、按照S3中确定的杂散搜索模式和搜索范围完成当前本振频点工作子带的频谱杂散搜索；

S6、重复S4和S5，依次完成所有K个本振频点工作子带的频谱杂散搜索，K为正整数。

进一步的，S1中，对于具有K个本振频点的微波变频器，变频器工作在首本振频点和末本振频点下的输出中心载波频率分别为IF

在工作频谱带宽范围内划分K个频谱子带，并对每个本振频点所对应频谱子带分别划分M个等带宽频谱分区。

进一步的，S2中，根据微波变频器分别工作在首、末本振频点时的频谱杂散所处对应频谱子带分区中的分布情况确定首末本振频谱杂散对，包括：

切换微波变频器工作本振频点至首本振频点，记录变频器工作在首本振频点时，频谱子带内所有杂散所处的频谱分区的位置和幅度；如果同一频谱分区内存在多个频谱杂散时，则记录该频谱分区内频谱杂散的幅度最大值；

切换微波变频器工作本振频点至末本振频点，记录变频器工作在末本振频点时，频谱子带内所有杂散所处的频谱分区的位置和幅度；如果同一频谱分区内存在多个频谱杂散时，则记录该频谱分区内频谱杂散的幅度最大值；

根据所记录的微波变频器工作在首本振频点和末本振频点下频谱杂散的个数、分区位置和幅值，将其中幅度差值小于设定门限值V

进一步的，S2中，根据首末本振频谱杂散对在各自频谱子带的频谱分区的分布位置确定该首末本振频谱杂散对所对应的频谱杂散分布类型，包括三种类型：

第一种类型：首末本振频谱杂散对的两个杂散分别位于各自频谱子带的同一频谱分区内；

第二种类型：首末本振频谱杂散对的两个杂散分别位于各自子带的不同频谱分区，且分布于子带中心载波的同侧，即两个分区的频谱范围同时高于或同时低于子带中心载波频率；

第三种类型：首末本振频谱杂散对的两个杂散分别位于各自子带的不同频谱分区，且均分布于载波的两侧，即一个分区的频谱范围低于子带中心载波频率，另外一个分区的频谱范围高于子带中心载波频率。

进一步的，S3中，根据频谱杂散分布类型确定杂散搜索模式和搜索范围，包括：

根据S2中确定的频谱杂散分布类型的三种类型，对所有本振点频谱子带分别采用定区搜索、边带搜索和组合搜索的搜索模式进行频谱杂散搜索。

进一步的，所述定区搜索模式，包括：

在每个子带中指定的单个频谱分区所对应的采样点中找出幅值最大的采样点；对于S2中确定的频谱杂散分布类型的第一种类型，如果首末本振点的频谱杂散均位于同一频谱分区中，则对该分区采用定区搜索。

进一步的，所述边带搜索模式，包括：

在S1中划分的M个本振点子带频谱分区的基础上，依次划分H半区和L半区各

对于S2中确定的频谱杂散分布类型的第二种类型，如果首末本振点杂散f

进一步的，所述组合搜索模式，包括：

对于S2中确定的频谱杂散分布类型的第三种类型，采用定区搜索和边带搜索组合的方式进行频谱杂散搜索：

对于首末本振频点的杂散f

对于末本振频点杂散f

在全部的

进一步的，S4中，切换变频器工作本振频点，首次切换时使变频器工作在首本振频点，获取当前本振频点下工作子带频谱轨迹数据采样点，包括：

本振频点工作子带频谱分区与在S4中获取的频谱轨迹数据Z个采样点的分配关系为：将Z个采样点划分为M个分区，以子带中心频点采样点，即第

将频率低于中心基准点的采样点按频率由低到高划分为

进一步的，S5中，如果在S2中确定的首末本振频谱杂散对的个数为P，P为正整数，则根据S2中确定的首末本振频谱杂散对的杂散类型和在S3中确定的频谱杂散搜索模式和搜索范围，完成当前本振频点子带的P次频谱杂散搜索。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明通过划定频谱分区，将频谱杂散的参考坐标系由绝对频率坐标轴转换为相对于载波的频谱分区，解决了频谱杂散测试过程中重复设置频率参数的问题，在相对于载波的频谱分区的参考系中，只需一次性指定所有子带相应的搜索模式和搜索区域。将本方法应用在自动测试系统的测试程序上，降低了自动测试程序开发和使用的难度，简化了测试人员的操作步骤，具有良好的产品适用性，提升了多本振频点变频器的测试效率。

(2)本发明针对变频器频谱杂散的三种分布特点，采用定区搜索、边带搜索和组合搜索三种搜索模式。当多本振频点微波变频器的频谱杂散，本专利方法通过灵活组合和配置可以实现在单次频谱扫描过程中完成多种类型的频谱杂散的混合测试。

附图说明

图1是一种针对多本振频点微波变频器的频谱杂散测试方法流程图；

图2是将具有8个本振频点的微波变频器的工作频带范围划分为8个频谱子带的图；

图3是将中心载波频率为25300MHz的LO

图4是两种不同类型频谱杂散在频谱子带混合分布示意图；

图5是对2组不同的首末本振频谱杂散对分别进行定区搜索和边带搜索的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。

本发明提供一种针对多本振频点微波变频器的频谱杂散测试方法，包括步骤如下：

(1)对多本振频点微波变频器的频谱带宽进行频谱区域子带划分，并对每个本振频点频谱子带进行等带宽频谱分区划分；

(2)根据微波变频器工作在首末本振频点时的频谱杂散所处频谱分区位置确定频谱杂散分布类型；

(3)根据频谱杂散分布类型确定杂散搜索模式和搜索范围；

(4)切换变频器工作本振频点，首次切换时使变频器工作在首本振频点，获取当前本振频点下工作子带频谱轨迹数据采样点；

(5)按照步骤(3)中确定的杂散搜索模式和搜索范围完成当前本振频点工作子带的频谱杂散搜索；

(6)重复步骤(4)和(5)，依次完成所有K个本振频点工作子带的频谱杂散搜索。

在步骤(1)中，对于具有K个本振频点的微波变频器，变频器工作在首本振频点和末本振频点下的输出中心载波频率分别为IF

在步骤(2)中，根据多本振频点微波变频器分别工作在首本振频点和末本振频点时的频谱杂散所处对应频谱子带分区中的分布情况确定首末本振频谱杂散对，其具体过程如下：

(2a)切换变频器工作本振频点至首本振频点，记录变频器工作在首本振频点时频谱子带内所有杂散所处的频谱分区的位置和幅度。如果同一频谱分区内存在多个频谱杂散时，则记录该频谱分区内频谱杂散的幅度最大值。

(2b)切换变频器工作本振频点至末本振频点，记录变频器工作在末本振频点时频谱子带内所有杂散所处的频谱分区的位置和幅度，如果同一频谱分区内存在多个频谱杂散时，记录该频谱分区内频谱杂散的幅度最大值

(2c)根据上述所记录的变频器工作在首本振频点和末本振频点下频谱杂散的个数、分区位置和幅值，将其中幅度差值小于设定门限值、所处分区位置具有耦合性的两个频谱杂散确定为一组首末本振频谱杂散对。

在步骤(2)中，根据首末本振频谱杂散对在各自频谱子带的频谱分区的分布位置确定该首末本振频谱杂散对所对应的杂散类型，多本振频点变频器首末本振频谱杂散对的分布有如下三种类型：

第一种类型：首末本振频谱杂散对的两个杂散分别位于各自频谱子带的同一频谱分区内；

第二种类型：首末本振频谱杂散对的两个杂散分别位于各自子带的不同频谱分区，且分布于子带中心载波的同侧，即两个分区的频谱范围同时高于或同时低于子带中心载波频率；

第三种类型：首末本振频谱杂散对的两个杂散分别位于各自子带的不同频谱分区，且均分布于载波的两侧，即一个分区的频谱范围低于频谱子带中心载波频率，另外一个分区的频谱范围高于频谱子带中心载波频率。

在步骤(3)中，根据步骤(2)中确定的频谱杂散类型的三种情况，对所有本振频点频谱子带对应采用定区搜索、边带搜索和组合搜索三种不同的搜索模式进行频谱杂散搜索。

定区搜索模式：即在每个子带中指定的单个频谱分区所对应的采样点中找出幅值最大的采样点。定区搜索模式针对步骤(2)中的第一种杂散类型，如果首末本振点的频谱杂散均位于同一频谱分区中，则对该分区采用定区搜索；

边带搜索模式：在步骤(1)中划分的M个本振点子带频谱分区的基础上，依次划分H半区和L半区各

组合搜索模式：针对步骤(2)中确定的第三种杂散类型，采用定区搜索和边带搜索组合的方式进行频谱杂散搜索。对于首末本振点的杂散f

在步骤(5)中，如果在步骤(2)中确定的首末本振频谱杂散对的个数为P，P为正整数，则根据步骤(2)中确定的首末本振频谱杂散对的杂散类型和在步骤(3)中确定的频谱杂散搜索模式和搜索范围，在步骤(5)中完成当前本振频点子带的P次频谱杂散搜索；

实施例1

参见附图1，它是本实施例提供的一种针对多本振频点微波变频器的频谱杂散测试方法流程图；首先通过对变频器的工作带宽进行频谱划分，再通过判断变频器首末本振频点下的杂散位置确定频谱杂散分布类型，然后根据杂散分布类型确定杂散搜索模式和搜索范围，切换变频器本振频点至首本振频点，获取当前本振频点下工作子带频谱轨迹采样点，按照之前步骤中确定的杂散搜索模式完成当前本振点工作子带的频谱杂散搜索，然后将变频器切换到下一个本振频点，再重复之前步骤中的获取频谱轨迹采样点和频谱搜索的步骤完成当前本振频点下频谱杂散的测试，当依次遍历完变频器的每个本振频点，则完成了多本振频点每个本振频点下工作子带的频谱杂散测试。

现设定待测多本振频点微波变频器的本振频点个数K＝8，工作频谱带宽范围为25275MHz～25745MHz，本振频点步进为60MHz，频谱子带带宽Span＝50MHz，变频器输入频率为3760MHz，IF

本发明的具体步骤如下：

步骤1、对微波变频器的工作频谱带宽范围25275MHz～25745MHz内划8个带宽为50MHz的频谱子带，频谱子带的中心频率依次为IF

附表1

然后对每个本振频点所对应的频谱子带带宽50MHz划分M＝10个等带宽频谱分区，每个分区带宽为5MHz。首本振频点21540MHz所对应的频谱子带的1001个采样点划分关系如图3和附表2所示。图3中的中心载波频率IF

附表2

步骤2、切换变频器工作本振频点至首本振频点，给变频器输入3760MHz激励信号，记录变频器工作在首本振频点LO

步骤3、由步骤2中结果可知，f

步骤4、将变频器本振频点切换到LO

步骤5、由步骤2和步骤3结果可得，对微波变频器所处当前LO

步骤6、重复步骤4和5，依次完成LO

本发明未详细说明的部分属于本领域技术人员公知技术。