基于PN碼的多通道幅相測量設備設計及實現

張傳林,孫垂強

(中國空間技術研究院 西安分院,陜西 西安　710100)

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基于PN碼的多通道幅相測量設備設計及實現

張傳林,孫垂強

(中國空間技術研究院 西安分院,陜西 西安710100)

摘要為測量校準信號源的幅度相位一致性,設計并實現了一種基于可編程門陣列的多通道幅相測量設備。該設備利用偽噪聲(PN)碼的偽隨機性,采用相關解調的方法,在射頻直接采樣,減少了測量設備帶來的幅度相位測量誤差,并提高了測量精度。在多通道間的幅度相位差測試結果證明,幅度相位測量精度分別達到0.2 dB和2°。

關鍵詞PN碼;多通道;幅度相位測量

Design and Implementation of Multichannel Amplitude and Phase Measurement Device

ZHANG Chuanlin,SUN Chuiqiang

(Xi’an Branch,Academy of China Space Technology (CAST),Xi’an710100,China)

AbstractA multichannel amplitude and phase measurement device based on field programmable gate array (FPGA) is proposed and implemented for the calibration signal source.The device takes advantage of the randomness of PN code and the method of correlating demodulation.Direct sampling at radio frequency is used to reduce measurement error and improve measurement precision.Test of amplitude difference in multi channels shows that the measurement precision of the amplitude and phase is 0.2 dB and 2° respectively.

KeywordsPN code;multichannel;the measurement of the amplitude and phase

陣列信號處理經常使用多通道,多通道存在通道間的幅度相位一致性,為提高陣列信號處理的精度,需要對多通道的誤差進行補償[1]。為測量通道間的幅度相位誤差,設計了高精度的基于PN碼的多通道信號源,對多通道校準源之間的幅度相位一致性測量便成為更難解決的問題。本文設計并實現了6通道的測量設備,用于測試多個通道間的幅度相位一致性。測量設備與校準信號源的連接關系,如圖1所示。

圖1　測量設備與校準信號源連接關系

1理論設計與分析

校準信號源采用偽隨機序列中的m序列,m序列是一種重要的偽隨機序列,有優良的自相關性,有時稱為偽噪聲(PN)序列[2],PN序列的周期為2 048,生成多項式為x11+x10+x7+x3+1。由于發送信號的重復周期已知,可在接收端發出一重復周期與發送信號相同的“干凈的”本地信號[3],將本地信號與混有噪聲的輸入信號進行互相關。……