专利名称：具有频率变换装置的接收器的频率响应校正的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有固定频率IF部分的RF接收器，更具体地说， 涉及具有频率变换装置的RF接收器的频率响应的校正。
背景技术：
在传统上，RF接收器的取准(normalization)过程或对准 (alignment)过程(即自校准(self-calibration))包括通过使用通 常在内部产生的、施加到接收器的输入的激励信号，来测量信道频 率响应的振幅和相位。假定具有频率变换装置的RF接收器前端的频 率响应对于IF带宽比较平坦，即IF带宽响应不随中心频率的变化而 改变。因此，取准过程仅采用单个参考频率上的激励信号来执行。 当装置以其它RF频率进行操作时，忽略在另外的信道或中心频率上 对于IF带宽的频率响应的差异。频率变换装置，例如将输入信号与来自本地振荡器的频率进行 结合以将输入信号变换为不同频率的混频器，是射频(RF)系统中 的重要部件。由混频器进行的一个频率上的RF功率到的另一个频率 上的功率的转换使接收器上的信号处理更简易且有效。对于现代RF 系统，使沿信号通路的线性失真(包括频率变换装置所造成的失真) 最小，是满足信号质量要求(例如通信系统的误差向量幅度(EVM)) 的关键。在RF接收器中，混频器只是任何信,号通路中的一个组成部件。 需要考虑其它协作电路，因为混频器与信号通路中的前导和后续电 路以及本地振荡器(LO)驱动电路进行交互。所有混频器都不是完全绝缘的，因而会导致混频器端口之间的泄漏或馈通。另外，混频器是不可避免地产生调制间失真的非线性装置，因而会还导致IF带 宽上的变频响应。在传统的窄带宽系统(如l-10MHz中间频率(IF) 带宽系统)中，混频器可具有近似理想频率响应，即对于混频器带 宽具有平坦增益和线性相位，而不会引起系统性能的过多降级。诸 如传统的频谱分析器中的RF接收器进行这种假设，并且仅以中心频 率来执行信道对准。但是，对于宽带宽系统，例如具有100 MHz以及更大的IF带宽 的信号通路的RF接收器来说，混频器与协作电路之间的交互变得更 复杂。若混频器仅作为具有理想频率响应来校准，则会出现大量误 差。这导致RF接收器中产生误差。在具有RF接收器的测试设备中， 这类误差可导致不能可靠地测量被测试的装置是否满足所要求的规 范》想得到的是一种校正在信号通路中具有频率变换装置的RF接收 器对于宽IF带宽的频率响应的方法。发明内容因此，本发明提供一种校正具有频率变换装置和固定频率IF部 分的RF接收器的频率响应的方法。采取RF接收器的各信道的频率 变换装置的频率响应的向量表示形式的校准数据存储在RF接收器 中。校准数据基于至少包括中心频率和偏移频率的频率变换装置的 多维模型。在运行时取准或对准期间，通常由RF接收器内部产生的、 在参考频率上的取准激励信号被施加到RF接收器的信号输入端，从 而获得所产生的频率响应。参考频率响应然后与通过由校准数据的 内插得出的任何预期中心频率上的混频器的频率响应进行结合。所 得总频率响应然后用于配置RF接收器中的逆滤波器，以补偿总模拟 信号通路线性失真，包括频率变换装置在预期中心频率上造成的失 真。通过结合所附权利要求及附图来阅读以下详细说明，本发明的 目的、优点及其它新特征将会显而易见。
图1是具有宽频率范围内的多个信道中心频率的宽IF带宽通信 系统的图解视图。图2是根据本发明包括频率响应校正的典型RF接收器的一般性 框图。图3是根据本发明具有包括频率响应校正的多个信号通路的典 型RF接收器的一般性框图。
具体实施方式
对于以下论述，"校准，，表示采用外部测试设备的RF接收器的 工厂校准，而"取准"或"对准"表示采用内部参考测试信号的RF 接收器自校准。现在参照图1，典型的RF系统具有宽频率范围内的多个信道，各信道具有唯一的中心频率COe和指定信道带宽COb。
RF系统覆盖从起始中心频率(o,到终止中心频率00 2的频率范围。RF接收器的信道 频率响应被建模为中心频率和偏移频率的二维函数，如下式H((o, coc)=HR(co + wc)HM(co, coc)HIF(co) 式中，H是总信道频率响应，HK是混频器处理之前的RF频率响应， Hm是RF混频器频率响应，H!p是混频器处理之后的结合IF频率响应， 以及CO是相对于信道中心频率COe的频率偏移。频率响应可表示为包 含振幅和相位两种信息的复合函数。因此，频率响应的振幅可表示 为复合频率响应的绝对值。通过认识到混频器及其交互电路实质上 是不可分离的，结合频率响应可于工厂校准期间在多个中心频率的 每一个上表征，并且可用作校正因数。同样与具有频率变换装置的 信号通路中的线性失真有关的另一个因数是本地振荡器(LO)驱动电平，它影响变换损失，端口上的谐波互调、反射，以及泄漏。因 此，校准数据还可将该"第三"维包含到多维频率变换装置模型中。现在参照图2, RF接收器具有低通镜像抑制滤波器24，之后是 RF混频器26和一般表示为单个块或部分28的多个IF变换级，因为 IF级通常以固定IF频率进行操作，并且IF级中产生的线性失真可易 于通过取准过程来测量。来自IF级28的信号由模数转换器(ADC) 30进行数字化。数字信号处理可通过数字硬件(如现场可编程门阵 列(FPGA))来实现以及以数据处理器32中的软件来实现。 一般 作为内部信号生成模块的取准源34在运行时产生具有指定振幅和相 位响应的取准激励信号。在工厂的校准过程中得到的校准数据存储在数据处理器32中。 可获得校准数据，如标题为"频率变换装置的频率响应的表征"的 同时待审的美国专利申请序号[Attorney docket DF8199]中所述。作为 备选的方案，可采用将混频器表示为多维函数的任何特性数据。在 下式中，频率响应是两个变量(以线性标度而不是dB来表示)的复合函数。校准频率00e上的复合频率响应为Hc=H(co, wc)/H(co, cor)={HR(co + coc)HM(w， co C)}/{HR( co + co r)HM(co, cor)}在执行运行时取准之后，即测量参考频率c^上来自取准源34的 结果之后，取准频率上的信道响应为Hn(co, cor)=HR(w + cor)HM(w， o)r)HIF(co)为了确定任何预期频率COd上的频率响应，对校准数据进行内插， 以获得COd上的相对频率响应Hc{ co , (o d, (o r}=H( co , go d)/H( co , co r)={HR( oo + oo d)HM( oo , wd)}/{HR(co + wr)HM(co, wr)}通过将来自校准数据的相对频率响应与取准频率上的频率响应 相乘，得到预期频率上的总频率响应H(co， cod)=HR(co + (od)HM(co， w JHJ co )=Hn( co , cor)Hc(co, cod， cor)数据处理器32然后配置数字逆滤波器，以采用信道的频率范围 内的下列频率响应来补偿线性失真 H-'(co， cod)=l/H(co， cod)在例如频谱分析器的一些RF接收器中，多个信号通路用来覆盖 更宽的频率范围。如图3所示，低频带通路具有低通滤波器24L和对 应的混频器26^而高频带通路则具有带通滤波器36和对应的混频 器26H。高频带通路覆盖比低频带通路更高的频率范围。以上所述的 对准技术仍然可根据需要应用于高频带和低频带通路信号的两种或 任一种，以满足系统要求。因此，本发明提供一种方法，通过采用基于频率变换装置的多 维模型的复合频率响应形式的校准数据来修改参考频率上的运行时 取准响应，以计算预期中心频率上的频率响应，据此构建数字逆滤 波器来处理施加到RF接收器的信号，以通过减小信道线性失真来获 得更高的测量精度，从而校正具有固定IF频率部分的RF接收器的 频率响应。
权利要求
1.一种校正具有频率变换装置和固定频率IF部分的RF系统的方法，包括以下步骤将校准数据存储在所述装置中，所述校准数据将频率响应表示为多个中心频率上所述频率变换装置的复合函数，所述校准数据表示至少包括中心频率和偏移频率的所述频率变换装置的多维模型；采用参考频率上的激励信号执行所述装置的运行时取准，以产生取准频率响应；并且将在预期中心频率上由所述校准数据得到的相对频率响应与所述取准频率响应进行结合，以获得所述预期中心频率上的总频率响应；以及根据总频率构建所述装置的逆滤波器，以补偿所述预期中心频率的指定IF带宽上的线性失真。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤 对所述预期中心频率的每个变化重新进行所述结合和构建的步骤。
3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括，对所述才交 准数据进行内插以获得所述预期中心频率上的所述相对频率响应的 步骤。
4. 如权利要求3所述的方法，其特征在于还包括以下步骤对 所述预期中心频率的每个变化重新步骤所^1结合和构建的步骤。
5. —种RF接收器，包括输入部分，具有第一频率响应特性，用于接收输入信号； 频率变换装置，具有第二频率响应特性，连接到所述输入部分的输出，用于将第 一 频率上的所述输入信号中的功率转换成第二频率上的功率；IF部分，具有第三频率响应，连接到所述频率变换装置，接收 第二频率上的功率并产生数字化数据；取准信号源，用于有选择地向所述输入部分的输入提供参考频率上的测试信号；以及数据处理器，连接到所述IF部分，用于接收所述数字化数据， 所述数据处理器具有将所述第一、第二和第三频率响应特性的结合 表示为多个中心频率的复合函数的校准数据，所述校准数据基于至 少包括多个中心频率的每一个的中心频率和偏移频率的频率变换装 置的多维模型，以及所述数据处理器(i)计算由所述测试信号产生 的所述数字化数据的取准频率响应，(ii)根据所述校准数据确定所 述输入信号的预期中心频率上的相对频率响应，(iii)结合所述取准 和相对频率响应，以产生总频率响应，以及(iv) #4居所述总频率响 应配置逆滤波器，用于校正所述输入信号产生的数字化数据。
6. 如权利要求5所述的RF接收器，其特征在于，还包括多个 信号通路，各信号通路具有输入部分、频率变换装置和IF部分，所 述输入部分有选择地连接以接收所述输入信号和所述测试信号这两 者中的一个，以及所述IF部分根据所选的多个信号通路中的一个有 选择地向所述数据处理器提供数字化数据，使得所述数据处理器根 据所选的多个信号通路中的一个来配置所述逆滤波器。
7. 如权利要求5所述的RF接收器，其特征在于，所述数据处 理器还在确定所述预期中心频率上的相对频率响应中对所述校准数 据进行内插。
8. 如权利要求5所述的RF接收器，其特征在于，由所述数据 处理器通过在所述预期中心频率改变时重新进行确定和结合计算， 以采用新的总频率响应来配置所述逆滤波器。
全文摘要
一种校正具有频率变换装置和固定IF频率部分的RF接收器的频率响应的方法，该方法采用表示多个中心频率的宽频率范围内的频率响应的校准数据。校准数据基于至少包括中心频率和偏移频率的频率变换装置的多维模型。校准数据在工厂校准期间存储在RF接收器中。RF接收器的运行时取准产生参考频率上的取准频率响应，并且根据校准数据得到预期中心频率上的相对频率响应。结合取准和相对频率响应以产生总频率响应，它由RF接收器用来配置逆滤波器，以校正预期中心频率上的频率变换装置的频率响应产生的信道线性失真。
文档编号H04B1/12GK101222236SQ20071016717
公开日2008年7月16日 申请日期2007年10月18日 优先权日2006年10月18日
发明者M·K·达西尔瓦, 怡 何 申请人:特克特朗尼克公司