基于星座图设计的矢量调制误差计量方法研究

提出了一种基于星座图设计来实现对矢量信号发生器输出数字调制信号的调制误差进行准确设置的新方法,给出了方法的理论推导过程、方法的实现,以及实验验证。该方法可以用于实现对矢量信号分析仪在非零调制误差处测量准确度的校准,也可以用于数字调制误差参数量值比对传递标准的研制中。

基于相位谱测量的脉冲调制信号频域测量方法

传统的脉冲调制射频(Pulsed RF)信号普遍采用时域、包络域测量手段进行测试。本文则提出了一种全新的频域测量方法:通过在非线性网络分析仪平台上测量脉冲调制信号的幅度谱和相位谱,经过频谱缝合和外推等处理获得其完整的频谱信息,从而重构出时域波形和包络。实验表明,该频域测量方法的相位谱测量准确度能够达到±1°,通过频谱外推能够获得平滑的时域包络。和传统的时域、包络域测量手段相比,该方法继承了频域测量高动态范围的优势,能够获得更好的测量精度。

一种射频功放“谐波+互调”复杂非线性测量方法

提出了一种针对射频功放在调制信号激励下的"谐波+互调"复杂非线性测量方法。利用超低占空比Pulsed-RF信号驱动SRD脉冲发生器,该方法能够获得一种特殊的脉冲序列作为相位参考信号,并用于构建新型的非线性矢量网络分析仪NVNA测量装置。该相位参考信号能够在原有的各次谐波频点附件生成大量高频谱分辨率的调制谱线,从而保证NVNA实现"谐波+互调"复杂非线性的测量表征。实验表明,该方法在各次谐波频段可测量不少于180个有效频点,相位谱测量准确度可以达到±1°,能够获得射频功放在调制信号激励下的时频域行为特性。

残周期正弦波形总失真度的测量评价

针对残周期正弦信号波形总失真度的评价校准,提出了一种技术方案,包括:直接使用残周期正弦曲线拟合方法进行参数估计和残差估计,然后按照测量系统量程以及动态有效位数进行失真度的修正,最终给出残周期正弦波形曲线的总失真度评价结果。讨论了残周期情况下谐波失真的测量评价问题,获得了残周期波形谐波分析误差较大、谐波失真评价结果远大于总失真度的结论,残周期正弦波形的谐波分析尚无法进行实际应用。在一组超低频振动实验数据的基础上,对残周期和多周期正弦波形总失真度的评价结果进行了比较,验证了本文方法的有效性和可行性。

标准失真模拟分量视频信号源及其校准方法

标准模拟分量视频测试信号参数单一,应用其对视频信号分析仪器校准时得到的结果不具有多样性。为解决这一问题,分析了模拟分量视频信号的测量原理,基于SDP2000信号编辑软件和TG700视频信号发生器,开发带有失真参数的模拟分量视频测试信号,并建立失真模拟分量视频信号源标准装置,对该装置的幅度电平和上升时间进行校准,评定了校准过程的测量不确定度。结果表明:幅度电平扩展测量不确定度为0.60%;上升时间扩展测量不确定度为0.19%(包含因子k=2)。该信号源可以发出带有失真量的标清和高清模拟分量视频测试信号,能够用于视频信号分析仪器的校准,得到多样化的结果,从而更加全面地评价仪器的测量准确性。

可用于混频器表征的非线性矢量网络分析仪

非线性矢量网络分析仪(NVNA)是一种针对射频微波器件非线性行为表征的测量装置,通过引入一个相位参考信号实现复杂被测对象的相位谱测量,目前主要用于功率放大器(PA)的表征和建模研究。提出了一种基于双相位参考结构的NVNA改进方案,并尝试用于混频器的非线性行为表征研究。该方案采用一个"步进式"的多频正弦信号作为"主"相位参考,以实现高频谱分辨率的多频段测量,同时引入第2个低频谱分辨率的"辅助"相位参考提供各测量频段的相位同步。该方案能够显著提高测量装置的信噪比,具备对多频段、"调制+谐波"复杂被测对象的测量表征能力。实验表明,该方案可以提供小于±0.2°相位谱测量稳定度,能够进行混频器在复杂调制状态下的相位和谐波失真特性分析。

基于电光采样的超快脉冲波形参数实验研究

针对NTN技术的脉冲波形参数国家基准已无法完全满足目前超高速电脉冲波形测量和校准的现状,构建了基于电光采样技术的脉冲波形参数测量系统,自主设计并制备了钽酸锂基共面波导结构的高频电光调制器,通过网络分析系统测量得到了其3dB频率响应可达100GHz。以高速光电探测器输出的电脉冲波形作为待测信号,对系统参数进行了详细的分析和优化。在优化完善的基础上,最终实现了对70GHz高速光电探测器输出电脉冲波形的精密测量,获得的波形的上升时间和半峰全宽分别为4.6ps和5.0ps,这将为我国基于电光采样技术脉冲波形参数国家基准的建立和持续提升提供参考。

基于复合左右手传输线的双频带通滤波器设计

根据复合左右手传输线(CRLH TLs)在实现双频微波器件领域的独特优势,设计实现了一个微带结构双频带通滤波器(BPF)。通过设计CRLH TLs的参数,可以任意选取双频滤波器两个通带的中心频率。文中给出了一个中心频率为1.47GHz和2.3GHz的双频带通滤波器设计实例,并通过仿真和实验结果验证设计方法的有效性。利用CRLH TLs设计双频器件,可以在实现双频工作同时保持结构的紧凑性,具有很好的工程应用价值。

宽带可计算标准天线和高性能开阔试验场天线计量标准装置研制

150,kHz^1,GHz频段测量用天线的电性能参数的准确性在电磁兼容检测等许多场合有着至关重要的作用,然而该频段超过了微波暗室的工作频率范围(通常工作于1,GHz以上),所以,最准确的校准场地只能采用户外方式.户外钢板试验场地的平整度受到冬夏大温差引起钢板热胀冷缩的致命威胁;更困难的是如何评测出新建大型计量级开阔试验场的综合电性能指标,因为该评测的前提是需要采用独立的方法得到更为准确的天线电性能参数.在本项目结题之前,没有专门的天线校准国际标准.本项目很好地解决了上述问题,提出了4个创新点,建立起了150,kHz^1,GHz频段完整的天线溯源和量值传递能力,本文简介了相应的技术创新和所能达到的技术指标、提供了相应创新点的关键论文;绘制了量值溯源图清晰地展示了各个创新点之间的关系.最后简介了本项目的部分典型应用情况.

利用Agilent86100校准宽带取样示波器

采用了一种利用Agilent86100宽带取样示波器实现对其他宽带取样示波器校准的方法。该方法扩展了标准脉冲法的校准范围,理论分析证明,可以实现对带宽达到50 GHz的宽带取样示波器的全信息校准,比传统的标准方法具有优越性。应用该方法,对标称带宽为20 GHz的宽带取样示波器进行了校准实验,实验证明是有效的。

光纤飞秒光学频率梳的研制及绝对光学频率测量

实验利用商品光纤飞秒激光器,自行构建了一套完整的光学频率梳系统,并获得了约30dB信噪比的系统频移(fceo)信号.实现了光频梳重复频率(frep)信号及系统频移(fceo)信号的高稳定度锁定,并通过实验验证了光频梳锁定的跟踪精度.基于此稳定光频梳完成了对1064nm碘稳频Nd:YAG固体激光器的绝对频率测量.实验结果表明,frep的跟踪精度在100s取样时间时优于3.7×10-14,测量得到的1064nm激光器绝对频率为:281630111757362Hz.这一测量结果与国际计量委员会(CIPM)给出的国际推荐值符合到不确定度之内.

一种不确定度的卷积评定方法

在不确定度的评定过程中，对于形如Y=X1＋X2＋…＋Xn的被测量模型，被测量的概率密度函数是各相互独立的概率密度函数的卷积。本文提出使用卷积的方法可清楚、直观、准确地表达不确定度评定中被测量的分布，并用程序实现了该方法。实验结果表明，与GUM方法相比较，能提高测量不确定度评定者对不确定度的理解水平。