CN105119671A - 一种适用于复杂调制与相位相干体制的多通道散射参数测试电路及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种适用于复杂调制与相位相干体制的多通道散射参数测试电路，包括：主控计算机、PXI机箱、共享本振信号发生单元、共享时钟参考发生单元、多通道复杂调制与相位相干激励信号发生单元、多通道复杂调制与相位相干激励信号调理单元、多通道复杂调制与相位相干激励信号分离及反射提取单元、多通道复杂调制与相位相干响应信号分离及传输提取单元、多通道复杂调制与相位相干响应信号接收调理单元、多通道复杂调制与相位相干响应测试分析单元。本发明将实际应用中测试端口与测试校准面之间存在通路长、失配多等非常规影响因素有效减少或移除，同时可以通过性能可视情配置的实现达到信号分离及提取技术特性的扩展目的。

Description

一种适用于复杂调制与相位相干体制的多通道散射参数测试电路及方法

技术领域

本发明涉及测试技术领域，特别涉及一种适用于复杂调制与相位相干体制的多通道散射参数测试电路，还涉及一种适用于复杂调制与相位相干体制的多通道散射参数测试方法。

背景技术

随着微波技术、微电子技术、信息技术等的不断快速发展和应用融合，推动测试对象(以微波复杂网络/组件为典型代表)的功能更加丰富、技术组成与应用状态更加复杂，对其在相应复杂状态下的特性表征(如散射参数的准确获取)也呈现出更为迫切的需求，因此，对测试技术或相关产品提出更新、更高的技术要求。基于传统单机框架及模式的矢量网络分析仪及其架构已在很多情况下不能适应新的测试需求，需要创新性地提出或形成与应用需求相适应的测试方法与技术。

通常状态下，表征微波网络技术特性的方法是采用矢量网络分析仪测试其散射参数，其测试原理是矢量网络分析仪为测试对象提供一路连续波(或仅能提供简单脉冲调制)的激励信号，同时接收带有测试对象特性信息的一路反射响应信号和一路传输响应信号，经过测试分析处理后，得到表征微波网络技术特性的散射参数。

或者，在激励端通过多路同相功分的方式提供多路连续波(或仅能提供多路简单脉冲调制)的相参激励信号，而在接收端通过开关切换的巡测方式分时(非多路同步实时)接收带有测试对象特性信息的多路响应信号，经过测试分析处理后，得到表征微波网络技术特性的散射参数。

根据实际应用的需求分析，矢量网络分析仪测试微波复杂网络/组件的散射参数存在如下不足：

(1)、测试的激励信号受限于矢量网络分析仪的固有技术特性(仅支持连续波及简单脉冲调制模式而不能支持更多体制、更复杂的调制模式)，不能满足多通道复杂调制与相位相干模式下对测试激励信号的多通道、复杂调制、相位相干、激励性能可配置等技术要求；

(2)、矢量网络分析仪通过在激励端增加多路同相功分提供多路连续波(或仅能提供简单脉冲调制)相位相干激励信号的方式存在固有技术局限：不支持复杂调制激励；激励通道***损耗大，影响测试时的激励功率范围；激励通道间隔离度差，影响校准效果与测试结果；需通过较为复杂的校准方法对多路同相功分引入的***误差进行误差修正，操作复杂、效率低，所提供的测试性能不能满足实际测试应用需求的相应技术要求；

(3)、测试的信号分离及反射/传输提取受限于矢量网络分析仪的固有技术特性，不能满足多通道复杂调制与相位相干模式下对激励、响应信号分离及反射/传输提取的多通道、分离/提取性能可配置等技术要求；

(4)、测试的响应信号接收受限于矢量网络分析仪的固有技术特性，不能满足多通道复杂调制与相位相干模式下对测试响应信号的多通道、复杂调制、相位相干、响应性能可配置等技术要求；

(5)、矢量网络分析仪通过接收端增加切换开关进行分时(非多路同步实时)巡测被测试对象各通道散射参数的方式存在固有技术局限：不支持复杂调制模式下的协同接收测试，缺乏实时性，无法进行各通道间的同步一致性对比测试等，所提供的测试性能不能满足实际测试应用需求的相应技术要求；

(6)、测试的校准效果受限于矢量网络分析仪校准所需技术状态的要求范围，在多通道复杂调制与相位相干模式下，由于测试端口与测试校准面(扩展)之间存在通路长、***损耗大、失配环节多、通道组合状态多等难以通过传统矢量网络分析仪校准方式消除的非传统常规因素影响，不能满足实际应用对测试准确度的要求；

(7)、测试的应用受限于矢量网络分析仪传统单机框架的固有技术特性(如外形尺寸、重量、固定且不可配置调整的性能指标等)，不能通过级联扩展的方式满足复杂调制与相位相干模式下通道规模较大的多通道散射参数测试需求；

(8)、测试的扩展应用受限于矢量网络分析仪传统单机框架的固有技术特性，不能以软件无线电的方式，通过装载不同的测试软件，在基本硬件平台体制不变的情况下，实现频域/时域等多参数的各种测试功能。

因此，如何提供一种适用于复杂调制与相位相干体制，且性能可视情配置实现的多通道散射参数测试电路和方法，以通用化的方式，最大限度地满足实际应用中更高的测试技术能力要求以及更复杂的测试需求，是目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明提供了一种适用于复杂调制与相位相干体制的多通道散射参数测试电路及方法，无需使用矢量网络分析仪，可以针对不同的实际应用测试需求，解决多通道复杂调制与相位相干模式下的散射参数测试与校准，以及功能/性能的灵活配置等技术问题，以通用化的方式，最大限度地满足实际应用中更高的测试技术能力要求以及更复杂的测试需求。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种适用于复杂调制与相位相干体制的多通道散射参数测试电路，包括：主控计算机、PXI机箱、共享本振信号发生单元、共享时钟参考发生单元、多通道复杂调制与相位相干激励信号发生单元、多通道复杂调制与相位相干激励信号调理单元、多通道复杂调制与相位相干激励信号分离及反射提取单元、多通道复杂调制与相位相干响应信号分离及传输提取单元、多通道复杂调制与相位相干响应信号接收调理单元、多通道复杂调制与相位相干响应测试分析单元；

其中，主控计算机通过PXI机箱及背板总线，在PXI总线的框架内对多通道复杂调制与相位相干激励信号发生单元、多通道复杂调制与相位相干激励信号调理单元、多通道复杂调制与相位相干响应信号接收调理单元、多通道复杂调制与相位相干响应测试分析单元、共享本振信号发生单元、共享时钟参考发生单元协同控制；

共享时钟参考发生单元为多通道复杂调制与相位相干激励信号发生单元、多通道复杂调制与相位相干激励信号调理单元、多通道复杂调制与相位相干响应信号接收调理单元、多通道复杂调制与相位相干响应测试分析单元、共享本振信号发生单元提供同一个时钟参考以及触发同步时钟信号，以保证各单元在时间/频率上的相干性；

共享本振信号发生单元锁定在共享时钟参考信号上，分别为多通道复杂调制与相位相干激励信号发生单元和多通道复杂调制与相位相干响应信号接收调理单元提供射频载波和本振信号，以保证相应单元输出信号的复杂调制与相干性；

多通道复杂调制与相位相干信号发生单元采用若干个基于PXI总线的小型化矢量信号发生模块，各个模块内部基带信号发生采用同一个共享时钟参考及触发同步模式，以保证多通道基带信号的相干性；各个模块内部矢量调制通道采用同一个共享本振，并通过矢量调制实现对相位的实时调整与修正，以保证多通道射频激励信号的相干性；

多通道复杂调制与相位相干激励信号调理单元采用若干个基于PXI总线的小型化可编程放大/衰减/上变频的调理通道模块，通过与多通道复杂调制与相位相干信号发生单元的适应性配置，满足不同需求对于激励信号频率范围、功率范围特性的差异化要求；

多通道复杂调制与相位相干激励信号分离及反射提取单元采用若干外置的双定向耦合器模块，所述双定向耦合器模块根据不同技术指标的要求进行设计实现，通过与多通道复杂调制与相位相干信号发生单元、多通道复杂调制与相位相干激励信号调理单元的适应性配置，满足不同需求对于激励信号、反射响应信号提取特性的差异化要求；

多通道复杂调制与相位相干响应信号分离及传输提取单元采用若干外置的双定向耦合器和负载模块，所述双定向耦合器和负载模块根据不同技术指标的要求进行设计实现，通过与多通道复杂调制与相位相干信号发生单元、多通道复杂调制与相位相干激励信号调理单元、多通道复杂调制与相位相干激励信号分离及反射提取单元的适应性配置，满足不同需求对于传输响应信号提取等特性的差异化要求；

多通道复杂调制与相位相干响应信号接收调理单元采用若干衰减/下变频的调理通道模块，通过与多通道复杂调制与相位相干激励信号分离及反射提取单元、多通道复杂调制与相位相干响应信号分离及传输提取单元的适应性配置，接收来自相应单元的参考耦合、反射耦合以及传输耦合信号，满足不同需求对于激励接收、响应接收等特性的差异化要求；

多通道复杂调制与相位相干响应测试分析单元采用若干多通道数字化仪模块，通过与多通道复杂调制与相位相干响应信号接收调理单元的适应性配置，满足不同需求对于激励与响应测试分析特性的差异化要求。

可选地，获得实时协同工作模式下的参考耦合信号R、反射耦合信号A以及传输耦合信号B的幅度及相位信息，根据散射参数的计算公式：S11＝A/R，S21＝B/R，得到复杂调制与相位相干模式下多通道测试对象的散射参数。

可选地，所述散射参数的测试校准是基于12项误差修正模型，分别测试开路器、短路器、负载、直通校准件，通过计算提取出各误差项的误差系数，在实际测试时进行修正运算，获得测试结果。

基于上述测试电路，本发明还提供了一种适用于复杂调制与相位相干体制的多通道散射参数测试方法，以主控计算机加载应用软件，通过PXI机箱及背板总线，在PXI总线的框架内控制多通道复杂调制与相位相干激励信号发生单元、多通道复杂调制与相位相干激励信号调理单元、多通道复杂调制与相位相干响应信号接收调理单元、多通道复杂调制与相位相干响应测试分析单元、共享本振信号发生单元、共享时钟参考发生单元，协同为待测试对象构建和提供多通道、复杂调制、相位相干激励信号与环境，并实时接收分析反射/传输的响应信号，通过散射参数的计算公式以获得待测试对象在复杂调制与相位相干模式下的散射参数特性；

共享时钟参考发生单元为多通道复杂调制与相位相干激励信号发生单元、多通道复杂调制与相位相干激励信号调理单元、多通道复杂调制与相位相干响应信号接收调理单元、多通道复杂调制与相位相干响应测试分析单元、共享本振信号发生单元提供同一个时钟参考以及触发同步时钟信号，以保证各单元在时间/频率上的相干性；

共享本振信号发生单元锁定在共享时钟参考信号上，分别为多通道复杂调制与相位相干激励信号发生单元和多通道复杂调制与相位相干响应信号接收调理单元提供射频载波和本振信号，以保证相应单元输出信号的复杂调制与相干性；

多通道复杂调制与相位相干信号发生单元采用若干个基于PXI总线的小型化矢量信号发生模块，各个模块内部基带信号发生采用同一个共享时钟参考及触发同步模式，以保证多通道基带信号的相干性；各个模块内部矢量调制通道采用同一个共享本振，并通过矢量调制实现对相位的实时调整与修正，以保证多通道射频激励信号的相干性；

多通道复杂调制与相位相干激励信号调理单元采用若干个基于PXI总线的小型化可编程放大/衰减/上变频的调理通道模块，通过与多通道复杂调制与相位相干信号发生单元的适应性配置，满足不同需求对于激励信号频率范围、功率范围特性的差异化要求；

多通道复杂调制与相位相干激励信号分离及反射提取单元采用若干外置的双定向耦合器模块，所述双定向耦合器模块根据不同技术指标的要求进行设计实现，通过与多通道复杂调制与相位相干信号发生单元、多通道复杂调制与相位相干激励信号调理单元的适应性配置，满足不同需求对于激励信号、反射响应信号提取特性的差异化要求；

多通道复杂调制与相位相干响应信号分离及传输提取单元根据采用若干外置的双定向耦合器和负载模块，所述双定向耦合器和负载模块根据不同技术指标的要求进行设计实现，通过与多通道复杂调制与相位相干信号发生单元、多通道复杂调制与相位相干激励信号调理单元、多通道复杂调制与相位相干激励信号分离及反射提取单元的适应性配置，满足不同需求对于传输响应信号提取等特性的差异化要求；

多通道复杂调制与相位相干响应信号接收调理单元采用若干衰减/下变频的调理通道模块，通过与多通道复杂调制与相位相干激励信号分离及反射提取单元、多通道复杂调制与相位相干响应信号分离及传输提取单元的适应性配置，接收来自相应单元的参考耦合、反射耦合以及传输耦合信号，满足不同需求对于激励接收、响应接收等特性的差异化要求；

多通道复杂调制与相位相干响应测试分析单元采用若干多通道数字化仪模块，通过与多通道复杂调制与相位相干响应信号接收调理单元的适应性配置，满足不同需求对于激励与响应测试分析特性的差异化要求。

可选地，本发明的测试方法还包括：获得实时协同工作模式下的参考耦合信号R、反射耦合信号A以及传输耦合信号B的幅度及相位信息，根据散射参数的计算公式：S11＝A/R，S21＝B/R，得到复杂调制与相位相干模式下多通道测试对象的散射参数。

可选地，所述散射参数的测试校准是基于12项误差修正模型，分别测试开路器、短路器、负载、直通校准件，通过计算提取出各误差项的误差系数，在实际测试时进行修正运算，获得测试结果。

本发明的有益效果是：

(1)测试的激励信号不再受限于矢量网络分析仪的固有技术特性，可以满足不同实际测试应用需求对于多通道复杂调制与相位相干模式下散射参数测试时对激励信号的多通道、复杂调制、相位相干、激励性能可配置等技术要求；

(2)多通道复杂调制与相位相干信号发生不再通过在激励端增加多路同相功分的方式，激励信号通道***损耗小且可通过调理满足测试对激励功率范围的要求，激励通道间隔离度大可达到较好的校准效果与测试结果，同时无需通过较为复杂的校准方法对多路同相功分引入的***误差进行误差修正，可以满足实际测试应用需求的相应技术要求；

(3)测试的信号分离及反射/传输提取不再受限于矢量网络分析仪的固有技术特性，可以满足不同实际测试应用需求对于多通道复杂调制与相位相干模式下散射参数测试时对激励、响应信号分离及反射/传输提取的多通道、分离/提取性能可配置等技术要求；

(4)测试的响应信号接收不再受限于矢量网络分析仪的固有技术特性，可以满足多通道复杂调制与相位相干模式下散射参数测试时对测试响应信号的多通道、复杂调制、相位相干、响应性能可配置等技术要求；

(5)多通道复杂调制与相位相干测试分析不再采用接收端增加切换开关进行分时巡测被测试对象各通道散射参数的方式，具有支持复杂调制模式下的接收测试以及多通道同步测试的实时性，同时可以进行各通道间的同步一致性对比测试，所提供的测试性能可以满足实际测试应用需求的相应技术要求；

(6)测试的校准效果不再受限于矢量网络分析仪校准所需技术状态的要求范围，采用将激励和响应信号分离及提取单元进行外置的灵活部署方式，通过基于散射参数级联的校准移除修正算法，可以将实际应用中测试端口与测试校准面(连接测试对象)之间存在通路长、失配多等非常规影响因素有效减少或移除，同时可以通过性能可配置实现信号分离及提取的技术特性扩展，满足不同应用需求对于良好校准效果的较高要求；

(7)测试的应用不再受限于矢量网络分析仪传统单机框架的固有技术特性(如外形尺寸、重量以及固定且不可配置调整的性能指标等)，可以通过级联与灵活配置的方式满足复杂调制与相位相干模式下通道规模较大的多通道散射参数及多参数测试需求；

(8)与采用传统单机框架及模式的矢量网络分析仪通过同比增加资源数量支持以及通过并行测试扩展规模的方式相比，采用本发明提供的测试电路及测试方法，测试设备在外形尺寸、重量、测试功能、性能指标、测试效率、部署应用的经济性和便捷性等方面都具有明显的优势；

(9)测试设备具有开放式的平台架构，可扩展性好，配置灵活，可以根据不同的实际测试应用需求提供满足相应要求的复杂调制与相位相干模式多通道散射参数测试能力；

(10)不仅可以支持外部矢量调制，基于用户自定义波形、外部调制输入等模式生成复杂调制激励信号，而且从基带信号到射频载波信号都实现相位相干，且各通道相位可以通过数字方式实现实时校准和修正，多通道信号之间相干性和稳定性俱佳；

(11)测试设备可以通过级联与灵活组合的方式较为方便地实现测试应用规模的扩展，以满足复杂调制与相位相干模式下通道规模较大时多通道散射参数及多参数的测试需求；

(12)测试设备具有“软件无线电”的“平台架构、一机多能”特点，通过装载不同的测试软件，可以在基本硬件平台体制不变的情况下，实现散射参数或频域/时域等多参数的各种测试功能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种适用于复杂调制与相位相干体制的多通道散射参数测试电路的原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明一种适用于复杂调制与相位相干体制的多通道散射参数测试电路，包括：主控计算机、PXI机箱、共享本振信号发生单元、共享时钟参考发生单元、多通道复杂调制与相位相干激励信号发生单元、多通道复杂调制与相位相干激励信号调理单元、多通道复杂调制与相位相干激励信号分离及反射提取单元、多通道复杂调制与相位相干响应信号分离及传输提取单元、多通道复杂调制与相位相干响应信号接收调理单元、多通道复杂调制与相位相干响应测试分析单元等。

其中，主控计算机装载相应测试分析软件，实现人机交互，显示各种信息状态，并实现散射参数以及频域/时域等多参数的运算与处理。主控计算机通过PXI机箱及背板总线，在PXI总线的框架内对多通道复杂调制与相位相干激励信号发生单元、多通道复杂调制与相位相干激励信号调理单元、多通道复杂调制与相位相干响应信号接收调理单元、多通道复杂调制与相位相干响应测试分析单元、共享本振信号发生单元、共享时钟参考发生单元协同控制。

采用本发明提供的测试电路，测试设备具有开放式的平台架构，可扩展性好，配置灵活，可以根据不同的实际测试应用需求提供满足相应要求的复杂调制与相位相干模式多通道散射参数测试能力；同时，测试应用不再受限于矢量网络分析仪传统单机框架的固有技术特性(如外形尺寸、重量以及固定且不可配置调整的性能指标等)，可以通过级联与灵活组合的扩展方式满足复杂调制与相位相干模式下通道规模较大的多通道散射参数及多参数测试需求，与采用传统单机框架及模式的矢量网络分析仪通过同比增加资源数量支持并行测试扩展规模的方式相比，测试设备在外形尺寸、重量、测试功能、性能指标、测试效率、部署应用的经济性和便捷性等方面都具有明显的优势；除此而外，测试设备具有“软件无线电”的“平台架构、一机多能”特点，通过装载不同的测试软件，可以在基本硬件平台体制不变的情况下，实现散射参数或频域/时域等多参数的各种测试功能。

共享时钟参考发生单元采用一个基于PXI总线的小型化模块，为多通道复杂调制与相位相干激励信号发生单元、多通道复杂调制与相位相干激励信号调理单元、多通道复杂调制与相位相干响应信号接收调理单元、多通道复杂调制与相位相干响应测试分析单元、共享本振信号发生单元提供同一个时钟参考以及触发同步时钟信号，以保证各单元在时间/频率上的相干性。

采用本发明提供的测试电路，测试设备各功能单元的时钟参考及同步触发都源于同一个时钟基准，在保证各功能单元在时间/频率上的相干性外，还可以实现测试应用时测控时序的同步协同以及较好的测试稳定性。

共享本振信号发生单元采用两个基于PXI总线的小型化模块，锁定在共享时钟参考信号上，分别为多通道复杂调制与相位相干激励信号发生单元和多通道复杂调制与相位相干响应信号接收调理单元提供射频载波和本振信号，以保证相应单元输出信号的复杂调制与相干性。

采用本发明提供的测试电路，测试设备不仅可以支持外部矢量调制，基于用户自定义波形、外部调制输入等模式生成复杂调制激励信号，而且从基带信号到射频载波信号都可以实现相位相干，同时各通道相位可以通过数字方式进行实时校准和修正，以获得真正意义上的相位相干性和稳定性俱佳的多通道复杂调制激励信号。

多通道复杂调制与相位相干信号发生单元根据实际应用需求采用若干个基于PXI总线的小型化矢量信号发生模块，各个模块内部基带信号发生采用同一个共享时钟参考及触发同步模式，以保证多通道基带信号的相干性，而且，各个模块内部基带信号能够实现任意波形发生；同时，各个模块内部矢量调制通道采用同一个共享本振，并通过矢量调制和控制软件实现对相位的实时调整与修正，以保证多通道射频激励信号的相干性；而且，多通道复杂调制与相位相干信号发生单元支持外部矢量调制，基于用户自定义波形、外部调制输入等模式生成复杂调制激励信号。

采用本发明提供的测试电路，测试设备的激励信号不再受限于矢量网络分析仪的固有技术特性，可以满足不同实际测试应用需求对于多通道复杂调制与相位相干模式下散射参数测试时对激励信号的多通道、复杂调制、相位相干、激励性能可配置等技术要求；同时，不再通过在激励端增加多路同相功分的传统方式，激励信号通道***损耗小且可通过信号调理满足测试对激励功率范围的要求，激励通道间隔离度大可达到较好的校准效果与测试结果，同时无需通过较为复杂的校准方法对多路同相功分引入的***误差进行误差修正，可以满足实际测试应用需求的相应技术要求。

多通道复杂调制与相位相干激励信号调理单元根据实际应用需求采用若干个基于PXI总线的小型化可编程放大/衰减/上变频的调理通道模块，通过与多通道复杂调制与相位相干信号发生单元的适应性配置，满足不同需求对于激励信号频率范围、功率范围等特性的差异化要求。

采用本发明提供的测试电路，测试设备激励信号的调理不再受限于矢量网络分析仪的固有技术特性，可以满足不同实际测试应用需求对于多通道复杂调制与相位相干模式下散射参数测试时对激励信号在功率范围、频谱特性等方面的不同要求，通过性能可视情配置实现测试技术特性与应用的适配及扩展目的，满足不同应用的测试需求。

多通道复杂调制与相位相干激励信号分离及反射提取单元根据实际应用需求采用若干外置的双定向耦合器模块，这些双定向耦合器模块根据不同技术指标的要求进行设计实现，通过与多通道复杂调制与相位相干信号发生单元、多通道复杂调制与相位相干激励信号调理单元的适应性配置，满足不同需求对于激励信号、反射响应信号提取等特性的差异化要求。

采用本发明提供的测试电路，测试设备的信号分离及反射/传输提取不再受限于矢量网络分析仪的固有技术特性，可以满足不同实际测试应用需求对于多通道复杂调制与相位相干模式下散射参数测试时对激励、响应信号分离及反射/传输提取的多通道、分离/提取性能可配置等技术要求，同时，结合基于散射参数级联的校准移除修正算法，不仅可以有效减少或移除测试端口与测试校准面(扩展)之间存在通路长、***损耗大、失配环节多、通道组合状态多等难以通过传统矢量网络分析仪校准方式消除的非传统常规因素影响，而且可以通过性能可视情配置实现测试技术特性与应用的适配及扩展目的，满足不同应用需求对于测试准确度的较高要求。

多通道复杂调制与相位相干响应信号分离及传输提取单元根据实际应用需求采用若干外置的双定向耦合器和负载模块，这些双定向耦合器和负载模块根据不同技术指标的要求进行设计实现，通过与多通道复杂调制与相位相干信号发生单元、多通道复杂调制与相位相干激励信号调理单元、多通道复杂调制与相位相干激励信号分离及反射提取单元的适应性配置，满足不同需求对于传输响应信号提取等特性的差异化要求。

采用本发明提供的测试电路，测试设备的信号分离及反射/传输提取不再受限于矢量网络分析仪的固有技术特性，可以满足不同实际测试应用需求对于多通道复杂调制与相位相干模式下散射参数测试时对激励、响应信号分离及反射/传输提取的多通道、分离/提取性能可配置等技术要求，同时，结合基于散射参数级联的校准移除修正算法，不仅可以有效减少或移除测试端口与测试校准面(扩展)之间存在通路长、***损耗大、失配环节多、通道组合状态多等难以通过传统矢量网络分析仪校准方式消除的非传统常规因素影响，而且可以通过性能可视情配置实现测试技术特性与应用的适配及扩展目的，满足不同应用需求对于测试准确度的较高要求。

多通道复杂调制与相位相干响应信号接收调理单元根据实际应用需求采用若干衰减/下变频的调理通道模块，通过与多通道复杂调制与相位相干激励信号分离及反射提取单元、多通道复杂调制与相位相干响应信号分离及传输提取单元的适应性配置，接收来自相应单元的参考耦合、反射耦合以及传输耦合信号，满足不同需求对于激励接收、响应接收等特性的差异化要求。

采用本发明提供的测试电路，测试设备对测试响应信号的调理不再受限于矢量网络分析仪的固有技术特性，可以满足不同实际测试应用需求对于多通道复杂调制与相位相干模式下散射参数测试时对测试响应信号在功率范围、接收采集频段等方面的不同要求，通过性能可视情配置实现测试技术特性与应用的适配及扩展目的，满足不同应用的测试需求。

多通道复杂调制与相位相干响应测试分析单元根据实际应用需求采用若干多通道数字化仪模块，通过与多通道复杂调制与相位相干响应信号接收调理单元的适应性配置，满足不同需求对于激励与响应测试分析等特性的差异化要求。

采用本发明提供的测试电路，测试设备对测试响应信号的接收分析不再受限于矢量网络分析仪的固有技术特性，可以满足多通道复杂调制与相位相干模式下散射参数测试时对测试响应信号的多通道、复杂调制、相位相干、响应性能可配置等技术要求；同时，不再采用接收端增加切换开关进行分时巡测被测试对象各通道散射参数的方式，具有支持复杂调制模式下的接收测试以及多通道同步测试的实时性，而且可以进行各通道间的同步一致性对比测试，所提供的测试性能可以满足实际测试应用需求的相应技术要求。

通过获得实时协同工作模式下的参考耦合信号R(幅度/相位信息)、反射耦合信号A(幅度/相位信息)、传输耦合信号B(幅度/相位信息)，根据散射参数的计算公式：S11＝A/R，S21＝B/R，就可以得到复杂调制与相位相干模式下多通道测试对象的散射参数。

通常散射参数的测试校准是基于12项误差修正模型，分别测试开路器、短路器、负载、直通等校准件，通过计算提取出各误差项的误差系数，在实际测试时视情进行相应误差的建模分析与修正运算，以获得准确度较高的测试结果。

测试的校准效果不再受限于矢量网络分析仪校准所需技术状态的要求范围，结合激励和响应信号分离及提取单元进行外置的灵活部署方式，通过基于散射参数级联的校准移除修正算法，可以将实际应用中测试端口与测试校准面(连接测试对象)之间存在通路长、失配多等非常规影响因素有效减少或移除，同时可以通过性能可配置实现信号分离及提取的技术特性扩展，满足不同应用需求对于良好校准效果的较高要求。

基于上述多通道散射参数测试电路，本发明还提供了一种适用于复杂调制与相位相干体制的多通道散射参数测试方法，其工作原理与上述多通道散射参数测试电路相同。

本发明的测试电路及测试方法，采用将激励和响应信号分离及提取单元进行外置的灵活部署方式，通过基于散射参数级联的校准移除修正算法，可以将实际应用中测试端口与测试校准面(连接测试对象)之间存在通路长、失配多等非常规影响因素有效减少或移除，同时可以通过性能可视情配置的实现达到信号分离及提取的技术特性扩展目的，满足不同应用需求对于良好校准效果的较高要求。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种适用于复杂调制与相位相干体制的多通道散射参数测试电路，其特征在于，包括：主控计算机、PXI机箱、共享本振信号发生单元、共享时钟参考发生单元、多通道复杂调制与相位相干激励信号发生单元、多通道复杂调制与相位相干激励信号调理单元、多通道复杂调制与相位相干激励信号分离及反射提取单元、多通道复杂调制与相位相干响应信号分离及传输提取单元、多通道复杂调制与相位相干响应信号接收调理单元、多通道复杂调制与相位相干响应测试分析单元；

其中，主控计算机通过PXI机箱及背板总线，在PXI总线的框架内对多通道复杂调制与相位相干激励信号发生单元、多通道复杂调制与相位相干激励信号调理单元、多通道复杂调制与相位相干响应信号接收调理单元、多通道复杂调制与相位相干响应测试分析单元、共享本振信号发生单元、共享时钟参考发生单元协同控制；

共享时钟参考发生单元为多通道复杂调制与相位相干激励信号发生单元、多通道复杂调制与相位相干激励信号调理单元、多通道复杂调制与相位相干响应信号接收调理单元、多通道复杂调制与相位相干响应测试分析单元、共享本振信号发生单元提供同一个时钟参考以及触发同步时钟信号，以保证各单元在时间/频率上的相干性；

共享本振信号发生单元锁定在共享时钟参考信号上，分别为多通道复杂调制与相位相干激励信号发生单元和多通道复杂调制与相位相干响应信号接收调理单元提供射频载波和本振信号，以保证相应单元输出信号的复杂调制与相干性；

多通道复杂调制与相位相干信号发生单元采用若干个基于PXI总线的小型化矢量信号发生模块，各个模块内部基带信号发生采用同一个共享时钟参考及触发同步模式，以保证多通道基带信号的相干性；各个模块内部矢量调制通道采用同一个共享本振，并通过矢量调制实现对相位的实时调整与修正，以保证多通道射频激励信号的相干性；

多通道复杂调制与相位相干激励信号调理单元采用若干个基于PXI总线的小型化可编程放大/衰减/上变频的调理通道模块，通过与多通道复杂调制与相位相干信号发生单元的适应性配置，满足不同需求对于激励信号频率范围、功率范围特性的差异化要求；

多通道复杂调制与相位相干激励信号分离及反射提取单元采用若干外置的双定向耦合器模块，所述双定向耦合器模块根据不同技术指标的要求进行设计实现，通过与多通道复杂调制与相位相干信号发生单元、多通道复杂调制与相位相干激励信号调理单元的适应性配置，满足不同需求对于激励信号、反射响应信号提取特性的差异化要求；

多通道复杂调制与相位相干响应信号分离及传输提取单元采用若干外置的双定向耦合器和负载模块，所述双定向耦合器和负载模块根据不同技术指标的要求进行设计实现，通过与多通道复杂调制与相位相干信号发生单元、多通道复杂调制与相位相干激励信号调理单元、多通道复杂调制与相位相干激励信号分离及反射提取单元的适应性配置，满足不同需求对于传输响应信号提取等特性的差异化要求；

多通道复杂调制与相位相干响应信号接收调理单元采用若干衰减/下变频的调理通道模块，通过与多通道复杂调制与相位相干激励信号分离及反射提取单元、多通道复杂调制与相位相干响应信号分离及传输提取单元的适应性配置，接收来自相应单元的参考耦合、反射耦合以及传输耦合信号，满足不同需求对于激励接收、响应接收等特性的差异化要求；

多通道复杂调制与相位相干响应测试分析单元采用若干多通道数字化仪模块，通过与多通道复杂调制与相位相干响应信号接收调理单元的适应性配置，满足不同需求对于激励与响应测试分析特性的差异化要求。

2.如权利要求1所述的一种适用于复杂调制与相位相干体制的多通道散射参数测试电路，其特征在于，获得实时协同工作模式下的参考耦合信号R、反射耦合信号A以及传输耦合信号B的幅度及相位信息，根据散射参数的计算公式：S11＝A/R，S21＝B/R，得到复杂调制与相位相干模式下多通道测试对象的散射参数。

3.如权利要求2所述的一种适用于复杂调制与相位相干体制的多通道散射参数测试电路，其特征在于，所述散射参数的测试校准是基于12项误差修正模型，分别测试开路器、短路器、负载、直通校准件，通过计算提取出各误差项的误差系数，在实际测试时进行修正运算，获得测试结果。

4.一种适用于复杂调制与相位相干体制的多通道散射参数测试方法，其特征在于，

以主控计算机加载应用软件，通过PXI机箱及背板总线，在PXI总线的框架内控制多通道复杂调制与相位相干激励信号发生单元、多通道复杂调制与相位相干激励信号调理单元、多通道复杂调制与相位相干响应信号接收调理单元、多通道复杂调制与相位相干响应测试分析单元、共享本振信号发生单元、共享时钟参考发生单元，协同为待测试对象构建和提供多通道、复杂调制、相位相干激励信号与环境，并实时接收分析反射/传输的响应信号，通过散射参数的计算公式以获得待测试对象在复杂调制与相位相干模式下的散射参数特性；

共享时钟参考发生单元为多通道复杂调制与相位相干激励信号发生单元、多通道复杂调制与相位相干激励信号调理单元、多通道复杂调制与相位相干响应信号接收调理单元、多通道复杂调制与相位相干响应测试分析单元、共享本振信号发生单元提供同一个时钟参考以及触发同步时钟信号，以保证各单元在时间/频率上的相干性；

共享本振信号发生单元锁定在共享时钟参考信号上，分别为多通道复杂调制与相位相干激励信号发生单元和多通道复杂调制与相位相干响应信号接收调理单元提供射频载波和本振信号，以保证相应单元输出信号的复杂调制与相干性；

多通道复杂调制与相位相干信号发生单元采用若干个基于PXI总线的小型化矢量信号发生模块，各个模块内部基带信号发生采用同一个共享时钟参考及触发同步模式，以保证多通道基带信号的相干性；各个模块内部矢量调制通道采用同一个共享本振，并通过矢量调制实现对相位的实时调整与修正，以保证多通道射频激励信号的相干性；

多通道复杂调制与相位相干激励信号调理单元采用若干个基于PXI总线的小型化可编程放大/衰减/上变频的调理通道模块，通过与多通道复杂调制与相位相干信号发生单元的适应性配置，满足不同需求对于激励信号频率范围、功率范围特性的差异化要求；

多通道复杂调制与相位相干激励信号分离及反射提取单元采用若干外置的双定向耦合器模块，所述双定向耦合器模块根据不同技术指标的要求进行设计实现，通过与多通道复杂调制与相位相干信号发生单元、多通道复杂调制与相位相干激励信号调理单元的适应性配置，满足不同需求对于激励信号、反射响应信号提取特性的差异化要求；

多通道复杂调制与相位相干响应信号分离及传输提取单元根据采用若干外置的双定向耦合器和负载模块，所述双定向耦合器和负载模块根据不同技术指标的要求进行设计实现，通过与多通道复杂调制与相位相干信号发生单元、多通道复杂调制与相位相干激励信号调理单元、多通道复杂调制与相位相干激励信号分离及反射提取单元的适应性配置，满足不同需求对于传输响应信号提取等特性的差异化要求；

多通道复杂调制与相位相干响应信号接收调理单元采用若干衰减/下变频的调理通道模块，通过与多通道复杂调制与相位相干激励信号分离及反射提取单元、多通道复杂调制与相位相干响应信号分离及传输提取单元的适应性配置，接收来自相应单元的参考耦合、反射耦合以及传输耦合信号，满足不同需求对于激励接收、响应接收等特性的差异化要求；

多通道复杂调制与相位相干响应测试分析单元采用若干多通道数字化仪模块，通过与多通道复杂调制与相位相干响应信号接收调理单元的适应性配置，满足不同需求对于激励与响应测试分析特性的差异化要求。

5.如权利要求4所述的一种适用于复杂调制与相位相干体制的多通道散射参数测试方法，其特征在于，获得实时协同工作模式下的参考耦合信号R、反射耦合信号A以及传输耦合信号B的幅度及相位信息，根据散射参数的计算公式：S11＝A/R，S21＝B/R，得到复杂调制与相位相干模式下多通道测试对象的散射参数。

6.如权利要求5所述的一种适用于复杂调制与相位相干体制的多通道散射参数测试方法，其特征在于，所述散射参数的测试校准是基于12项误差修正模型，分别测试开路器、短路器、负载、直通校准件，通过计算提取出各误差项的误差系数，在实际测试时进行修正运算，获得测试结果。