一种用于矢量网络分析仪的本振馈通消除装置和方法与流程

1.本技术涉及通信测试仪器仪表技术领域，具体涉及一种用于矢量网络分析仪的本振馈通消除装置和方法。


背景技术：

2.矢量网络分析仪作为一款通用的s参数测试仪器，广泛应用于各科研院校、实验室、生产线，进行s参数测量，如应用于各种天线测试、腔体滤波器测试、介质滤波器测试、环形器测试、耦合器测试、分路器合路器测试等。当矢量网络分析仪在接收靠近零频附近的信号时，本振馈通会被接收机采集，并引起矢量网络分析仪的接收机底噪恶化，进而影响矢量网络分析仪的测量动态范围。


技术实现要素：

3.本技术要解决的技术问题是如何消除或抑制矢量网络分析仪的本振馈通信号。
4.第一方面，一实施例中提供一种用于矢量网络分析仪的本振馈通消除装置，包括第一混频器、cic滤波器、本振馈通获取单元、延迟单元和减法器；所述第一混频器与所述cic滤波器连接，所述第一混频器用于将待处理数字中频信号与一第一预设混频信号进行混频，以获取第一数字下变频信号，并将所述第一数字下变频信号发送至所述cic滤波器；所述cic滤波器分别与所述本振馈通获取单元和所述延迟单元连接，所述cic滤波器用于对所述第一混频信号进行积分梳状滤波，以获取第一基带信号，并将所述第一基带信号分别发送至所述本振馈通获取单元和所述延迟单元；所述本振馈通获取单元与所述减法器连接，所述本振馈通获取单元用于从所述第一基带信号中提取本振馈通信号，并将所述本振馈通信号发送至所述减法器；所述延迟单元与所述减法器连接，所述延迟单元用于对所述第一基带信号进行延时操作，以得到基带延迟信号，并将所述基带延迟信号发送至减法器；其中，所述延迟单元对所述第一基带信号进行延时的延时时间与所述本振馈通获取单元提取所述本振馈通信号的时间相同；所述减法器用于将获取的所述基带延迟信号减去所述本振馈通信号，以获取第二基带信号；所述第二基带信号用于作为消除了本振馈通信号的基带信号。
5.一实施例中，所述本振馈通获取单元包括第二混频器、fir滤波器和第三混频器；所述第二混频器与所述cic滤波器和所述fir滤波器连接，所述第二混频器用于将所述第一基带信号与一第二预设混频信号进行混频，以获取第二混频信号，并将所述第二混频信号发送至所述fir滤波器；所述第二混频信号为所述第一基带信号的零频搬移信号；所述fir滤波器与所述第三混频器连接，所述fir滤波器用于对所述第二混频信号进行滤波，以获取第二数字下变频信号，并将所述第二数字下变频信号发送至第三混频器；所述第三混频器与所述减法器连接，所述第三混频器用于将所述第二数字下变频
信号与一第三预设混频信号进行混频，以获取本振馈通信号，并将所述本振馈通信号发送至所述减法器；所述第三预设混频信号为所述第二预设混频信号的镜像信号。
6.一实施例中，所述本振馈通获取单元还包括镜像器；所述镜像器与所述第三混频器连接，所述镜像器用于将所述第二预设混频信号进行镜像操作，以获取所述第三预设混频信号，并将所述第三预设混频信号发送至所述第三混频器。
7.一实施例中，本振馈通消除装置还包括中频滤波单元，与所述减法器连接；所述中频滤波单元用于对所述减法器输出的所述第二基带信号进行滤波，以获取第三基带信号；所述第三基带信号为消除本振馈通后按一预设数字中频带宽限制的基带信号。
8.第二方面，一实施例中提供一种用于矢量网络分析仪的本振馈通消除方法，包括：将待处理数字中频信号与一第一预设混频信号进行混频，以获取第一数字下变频信号；对所述第一数字下变频信号进行积分梳状滤波以获取第一基带信号；所述第一基带信号包括零频信号和本振馈通信号；从所述第一基带信号中提取所述本振馈通信号；消除所述第一基带信号中的所述本振馈通信号，以获取第二基带信号。
9.一实施例中，所述从所述第一基带信号中提取所述本振馈通信号，包括：将所述第一基带信号与一第二预设混频信号进行混频，以获取第二混频信号；所述第二混频信号为所述第一基带信号的零频搬移信号；对所述第二混频信号中零频以外的信号进行滤波，以获取第二数字下变频信号；将所述第二数字下变频信号与所述第二预设混频信号的镜像信号进行混频以获取所述本振馈通信号。
10.一实施例中，所述第二预设混频信号的镜像信号的获取方法包括：将所述第二预设混频信号输入镜像器，以获取所述第二预设混频信号的镜像信号。
11.一实施例中，所述消除所述第一基带信号中的所述本振馈通信号，以获取第二基带信号，包括：对所述第一基带信号进行延时操作，以获取基带延迟信号；其中，延时的时间与所述本振馈通信号的提取时间相同；依据所述基带延迟信号和所述本振馈通信号获取所述第二基带信号。
12.一实施例中，所述依据所述基带延迟信号和所述本振馈通信号获取所述第二基带信号，包括：将所述基带延迟信号和所述本振馈通信号输入减法器，以获取所述减法器输出的所述第二基带信号。
13.第二方面，一实施例中提供一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述介质上存储有程序，所述程序能够被处理器执行以实现如第二方面所述的本振馈通消除方法。
14.如上述实施例中的本振馈通消除方法，首先将待处理数字中频信号与一第一预设混频信号进行混频，以获取第一数字下变频信号；然后对第一数字下变频信号进行积分梳状滤波以获取第一基带信号；再从第一基带信号中提取本振馈通信号；最后消除第一基带
信号中的本振馈通信号，以获取第二基带信号。通过数字混频器和数字滤波器的方式，提取出本振溃通信号，再将包含本振溃通信号的原基带信号减去本振溃通信号，得到消除本振溃通的基带信号，进而实现了消除本振馈通的目的。该本振馈通消除方法由于是采用数字信号处理的方式消除本振溃通，使得系统功能稳定，且不受环境温度影响。另外，还可以通过增大数字基带信号的位宽，增大数字滤波系数的位宽，来提高整个系统消除本振溃通的性能指标，并能降低硬件系统的成本。
附图说明
15.图1为一种实施例中本振馈通消除装置的结构连接示意图；图2为一种实施例中本振馈通消除方法的流程示意图；图3为一种实施例中待处理数字中频信号的频谱图；图4为一种实施例中第一数字下变频信号的频谱图；图5为一种实施例中第一基带信号的频谱图；图6为一种实施例中第二混频信号的频谱图；图7为一种实施例中第二数字下变频信号的频谱图；图8为一种实施例中本振馈通信号的频谱图；图9为一种实施例中第二基带信号的频谱图。
具体实施方式
16.下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本技术能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本技术相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本技术的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。
17.另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。
18.本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本技术所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接（联接）。
19.现有技术中，消除本振馈通的方法是利用硬件电路，产生跟本振馈通幅度相等，相位相反的信号，再合并一起，达到消除本振馈通的目的。然而该硬件电路不好控制，对相位的控制需要很精确的调节，由于器件的精度有限，消除本振馈通的效果不好，同时还需要硬件成本的支持。
20.在本技术实施例中公开的本振馈通消除装置，通过数字混频器和数字滤波器的方式，提取出本振溃通信号，再将包含本振溃通信号的原基带信号减去本振溃通信号，得到消
除本振溃通的基带信号，进而实现了消除本振馈通的目的。
21.实施例一请参考图1，为一种实施例中本振馈通消除装置的结构连接示意图，该本振馈通消除装置用于矢量网络分析仪消除本振馈通信号，包括第一混频器1、cic滤波器2、本振馈通获取单元3、延迟单元4和减法器5。第一混频器1与cic滤波器2连接，第一混频器1用于将待处理数字中频信号dif与一第一预设混频信号nco1进行混频，以获取第一数字下变频信号，并将第一数字下变频信号发送至cic滤波器2。cic滤波器2分别与本振馈通获取单元3和延迟单元4连接，cic滤波器2用于对第一混频信号进行积分梳状滤波，以获取第一基带信号bf1，并将第一基带信号bf1分别发送至本振馈通获取单元3和延迟单元4。本振馈通获取单元3与减法器5连接，本振馈通获取单元3用于从第一基带信号bf1中提取本振馈通信号fd，并将本振馈通信号fd发送至减法器5。延迟单元4与减法器5连接，延迟单元4用于对第一基带信号bf1进行延时操作，以得到基带延迟信号bf1_delay，并将基带延迟信号bf1_delay发送至减法器5。其中，延迟单元4对第一基带信号bf1进行延时的延时时间与本振馈通获取单元3提取本振馈通信号fd的时间相同。减法器5用于将获取的基带延迟信号bf1_delay减去本振馈通信号fd，以获取第二基带信号bf2。第二基带信号bf2用于作为消除了本振馈通信号的基带信号。
22.一实施例中，本振馈通获取单元3包括第二混频器31、fir滤波器32和第三混频器33。第二混频器31与cic滤波器2和fir滤波器32连接，第二混频器31用于将第一基带信号bf1与一第二预设混频信号nco2进行混频，以获取第二混频信号，并将第二混频信号发送至fir滤波器32。第二混频信号为第一基带信号bf1的零频搬移信号。fir滤波器32与第三混频器33连接，fir滤波器32用于对第二混频信号进行滤波，以获取第二数字下变频信号，并将第二数字下变频信号发送至第三混频器33。第三混频器33与减法器5连接，第三混频器用于将第二数字下变频信号与一第三预设混频信号nco3进行混频，以获取本振馈通信号fd，并将本振馈通信号fd发送至减法器5。第三预设混频信号nco3为第二预设混频信号nco2的镜像信号。一实施例中，本振馈通获取单元3还包括镜像器34。镜像器34与第三混频器33连接，镜像器34用于将第二预设混频信号nco2进行镜像操作，以获取第三预设混频信号nco3，并将第三预设混频信号nco3发送至第三混频器33。
23.一实施例中，本振馈通消除装置还包括中频滤波单元6，与减法器5连接。中频滤波单元6用于对减法器5输出的第二基带信号bf2进行滤波，以获取第三基带信号bf3，第三基带信号bf3为消除本振馈通后按一预设数字中频带宽限制的基带信号。
24.本实施例中公开的本振馈通消除装置包括第一混频器、cic滤波器、本振馈通获取单元、延迟单元和减法器。第一混频器用于将待处理数字中频信号与一第一预设混频信号进行混频，cic滤波器对第一混频信号进行积分梳状滤波以获取第一基带信号，本振馈通获取单元从第一基带信号中提取本振馈通信号，延迟单元对第一基带信号进行延时操作，以得到基带延迟信号，减法器将基带延迟信号减去本振馈通信号以获取消除本振馈通后的第二基带信号。由于通过数字混频器和数字滤波器的方式，提取出本振溃通信号，再将包含本振溃通信号的原基带信号减去本振溃通信号，得到消除本振溃通的基带信号，进而实现了消除本振馈通的目的。
25.实施例二
请参考图2，为一种实施例中本振馈通消除方法的流程示意图，该本振馈通消除方法可应用于如实施例一中的本振馈通消除装置。本振馈通消除方法包括：步骤101，获取第一数字下变频信号。
26.将待处理数字中频信号与一第一预设混频信号进行混频，以获取第一数字下变频信号。
27.步骤102，获取第一基带信号。
28.对第一数字下变频信号进行积分梳状滤波以获取第一基带信号，其中，第一基带信号包括零频信号和本振馈通信号。
29.步骤103，提取本振馈通信号。
30.从第一基带信号中提取本振馈通信号。一实施例中，本振馈通信号提取方法包括：首先，将第一基带信号与一第二预设混频信号进行混频，以获取第二混频信号，其中，第二混频信号为第一基带信号的零频搬移信号。
31.然后，对第二混频信号中零频以外的信号进行滤波，以获取第二数字下变频信号。
32.再将第二数字下变频信号与第二预设混频信号的镜像信号进行混频以获取本振馈通信号。
33.一实施例中，第二预设混频信号的镜像信号的获取方法包括：将第二预设混频信号输入镜像器，以获取第二预设混频信号的镜像信号。
34.步骤104，获取第二基带信号。
35.消除第一基带信号中的本振馈通信号，以获取第二基带信号。一实施例中，第二基带信号的获取方法包括：首先，对第一基带信号进行延时操作，以获取基带延迟信号。其中，延时的时间与本振馈通信号的提取时间相同。
36.然后，依据基带延迟信号和本振馈通信号获取第二基带信号。一实施例中，第二基带信号的获取方法包括：将基带延迟信号和本振馈通信号输入减法器，以获取减法器输出的第二基带信号。
37.一实施例中，本振馈通消除方法还包括：对减法器输出的第二基带信号进行ifbw中频滤波，以获取第三基带信号。其中，第三基带信号为消除本振馈通后按一预设数字中频带宽限制的基带信号。
38.下面通过一具体实施例表述本实施例中的本振馈通消除方法。
39.设定矢量网络分析仪vna一个扫描点的频率f
sweep
为9khz，即关注的信号在9khz，另外设定模拟中频信号为10.625mhz，这时该扫描点需要的本振lo的频率为10.634mhz。模拟中频信号经过adc后得到待处理数字中频信号dif。
40.请参考图3，为一种实施例中待处理数字中频信号的频谱图，待处理数字中频信号dif包含三根谱线10.625mhz，10.634mhz和10.643mhz。其中，谱线10.625mhz和谱线10.643mhz是本振lo ，10.634mhz与信号9khz混频得到的谱线10.634mhz是本振lo泄露过来的本振馈通信号。
41.请参考图4，为一种实施例中第一数字下变频信号的频谱图，待处理数字中频信号dif与复频率
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10.625mhz的数控振荡器输出的第一预设混频信号nco1混频得到第一数字
下变频信号，第一数字下变频信号包括谱线0hz，9khz和18khz。
42.请参考图5，为一种实施例中第一基带信号的频谱图，经过cic滤波器进行积分梳状滤波器后，滤除了谱线18khz，得到第一基带信号bf1，此时，信号在0hz，本振馈通在9khz。
43.请参考图6，为一种实施例中第二混频信号的频谱图，将第一基带信号bf1与复频率-9khz的第二预设混频信号nco2混频得到第二混频信号，第二混频信号包括谱线-9khz和0hz。此时，本振馈通信号fd已经搬移到了0hz频率。
44.请参考图7，为一种实施例中第二数字下变频信号的频谱图，用数字低通滤波器fir将本振馈通信号fd以外的信号滤除，得到在0hz频率的纯净的本振馈通信号。
45.请参考图8，为一种实施例中本振馈通信号的频谱图，将第二数字下变频信号与第二预设混频信号nco2的镜像信号第三预设混频信号nco3（复频率 9khz）进行混频，把本振馈通信号还原到原来的9khz频率的地方。
46.如图5所示的第一基带信号的谱线信号经过时域延迟后（此延迟是mixer2，fir和mixer3的数据处理延迟），能够与还原后的本振馈通信号fd在时域上对齐，再在时域上减去本振馈通信号，就得到消除本振馈通的第二基带信号bf2，请参考图9，为一种实施例中第二基带信号的频谱图，第二基带信号bf2的谱线，经过中频滤波单元（ifbw），就可得到数字中频带宽限制的第三基带信号bf3。
47.在本技术实施例中公开的本振馈通消除方法，首先将待处理数字中频信号与一第一预设混频信号进行混频，以获取第一数字下变频信号；然后对第一数字下变频信号进行积分梳状滤波以获取第一基带信号；再从第一基带信号中提取本振馈通信号；最后消除第一基带信号中的本振馈通信号，以获取第二基带信号。通过数字混频器和数字滤波器的方式，提取出本振溃通信号，再将包含本振溃通信号的原基带信号减去本振溃通信号，得到消除本振溃通的基带信号，进而实现了消除本振馈通的目的。该本振馈通消除方法由于是采用数字信号处理的方式消除本振溃通，使得系统功能稳定，且不受环境温度影响。另外，还可以通过增大数字基带信号的位宽，增大数字滤波系数的位宽，来提高整个系统消除本振溃通的性能指标，并能降低硬件系统的成本。
48.本领域技术人员可以理解，上述实施方式中各种方法的全部或部分功能可以通过硬件的方式实现，也可以通过计算机程序的方式实现。当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器、随机存储器、磁盘、光盘、硬盘等，通过计算机执行该程序以实现上述功能。例如，将程序存储在设备的存储器中，当通过处理器执行存储器中程序，即可实现上述全部或部分功能。另外，当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时，该程序也可以存储在服务器、另一计算机、磁盘、光盘、闪存盘或移动硬盘等存储介质中，通过下载或复制保存到本地设备的存储器中，或对本地设备的系统进行版本更新，当通过处理器执行存储器中的程序时，即可实现上述实施方式中全部或部分功能。
49.以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。