基于线性插值的射频激励源的输出功率校准方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及功率校准技术领域，具体涉及一种基于线性插值的射频激励源的输出功率校准方法。
【背景技术】
[0002]在电子测量仪器中，射频激励源作为一种多用途的射频频段的信号源，广泛的应用于矢量网络分析、频谱跟踪等各种测试领域。射频激励源在其频率范围内输出的信号功率必须精确和稳定，而功率校准是实现这一目标的重要方法。整个功率校准过程主要包括二个部分:一是利用电缆、外部控制设备、射频激励源和功率计来组建校准平台；二是使用外部控制器采用某种校准算法通过电缆来控制射频激励源和功率计，获取校准后的数据，并将其存储在射频激励源的存储器中，以备射频激励源以后进行调用。
[0003]校准过程中使用的外部控制器一般是PC，使用的电缆一般是GPIB电缆、USB电缆或者网线。校准控制过程的流程图如图1所示，外部的PC同步设定激励源和功率计的参数(如频率等)，然后启动校准算法程序，激励源输出信号给功率计，功率计测定信号的功率后提供功率值给PC ;算法程序结束后，PC机将最终的校准数据存储在激励源中。
[0004]校准过程中使用的校准算法比较典型的有二分法、自适应演化算法等。自适应演化算法由于其复杂性高，往往需要比较昂贵的设备来组建校准平台，并且对射频激励源的硬件要求较高，一般不适用于射频激励源；现在一般使用的校准算法是二分法。
[0005]典型的二分法的校准技术方案的框图如图2所示:校准开始后，首先设定频率F、功率P、容差σ以及衰减器的最大值max、最小值min，然后获取该频点在衰减器的值为ApA2时的输出功率值P !、P20接着，比较P和P:、匕的大小。
[0006]如果P1S P < P 2，则获取该频点在衰减器的值为A3= (A !+A2)/2时的输出功率值P3。接着，比较P#P P的差值的绝对值IP3-Pl与容差。。如果IP3-Pl >。，P3-P < O或者P3-P > O时分别对应变更衰减器的值AJPA2，反复循环后，直到|P3-P| ( σ ;如果
P3-P (。，该频点最优的衰减器的值Ates^A3、最优的输出功率值PtesAP3，该频点的校准结束。
[0007]如果P彡P1，当IP-P11彡?时，该频点最优的衰减器的值Atest为A 1、最优的输出功率值PtestS P1，结束校准；当P-P1 > σ时，校准失败、请求更改P或者σ，结束校准。
[0008]如果P彡P2，当IP-P21彡。时，该频点最优的衰减器的值Atest为A 2、最优的输出功率值PtestS P2，结束校准；当P-P2 > σ时，校准失败、请求更改P或者σ，结束校准。
[0009]采用二分法对射频激励源的校准频段内的各频点依次逐个进行校准，最终完成对校准频段内输出信号的功率校准。
[0010]上述用于便携式激励源功率校准的现有技术，校准时间较长，生产效率较差，且还需增加硬件成本，因此急需一种对硬件成本要求小，效率高的新型校准方法。
【发明内容】
[0011]本发明的目的是为了克服上述现有技术中存在的缺陷，提供一种基于线性插值的射频激励源的输出功率校准方法。
[0012]为了达到上述目的，本发明主要包括以下步骤:
[0013]步骤A:使用连接线将外部控制器、功率计和待测射频激励源连接，组成校准平台；
[0014]步骤B:开始校准；
[0015]步骤C:设定校准频段的开始频率Ftegin、终止频率Fstop和步进频率F
[0016]步骤D:设置目标功率值P。、衰减器的最小步进值Δ。、容差值σ。，且确保
σΔ O；
[0017]步骤E:设置当前校准频率Ftenip= F begin、计数点N=I;
[0018]步骤F:设置当前校准频率Ftanp下的最优的衰减器的值六,=0、最优的输出功率值Pn= O ;
[0019]步骤G:带入参数P。、Ftenp, Δ。、σ。，进入二分法单频点校准子程序进行校准；
[0020]步骤H:使用二分法单频点校准子程序进行校准；
[0021]步骤1:二分法单频点校准子程序完成校准后，引出Atest和P best；
[0022]步骤J:更新 An= A best、Pn= P best、N = N+1 ；
[0023]步骤K:判断Ftent^否等于F stop,如果Ftenp等于F stop,进入步骤N ;如果Ftenp不等于Fstcip，进入步骤L ；
[0024]步骤L:设置Ftanp= F tenp+Fstep,如果Ftenip不小于F stop,进入步骤M ;如果Ftanp小于Fstop，进入步骤F ;
[0025]步骤M:更新Ftemp= F stop,进入步骤F ；
[0026]步骤N:完成对校准频段内各区间边界点的二分法校准；
[0027]步骤O:代入参数Ftegin、Fstop, Fstep以及序列A ^lJ A N+1，进入插值校准子程序进行校准，其中，AN+1表示对校准频段内第N+1个边界点进行二分法单频点校准子程序校准后，获得的该频点处的最优的衰减器的值；
[0028]步骤P:使用插值校准子程序进行校准；
[0029]步骤Q:插值校准子程序校准完成后，引出各区间的衰减器的值的拟合直线的斜率1到K N?’
[0030]步骤R:校准结束；
[0031]步骤S:校准频段内各频点衰减器的值的输出，可以分为2类:
[0032]1.校准频段内第B个边界点的衰减器的值为AB，I彡B彡(N+1);
[0033]2.第M个区间内的任意频点f的衰减器的值Af= A M+KMX 。
[0034]其中，I彡M彡N，Fm A f彡F m;A M表示对校准频段内第M个边界点进行二分法单频点校准子程序校准后，获得的该频点处的最优的衰减器的值；Km为第M格区间的衰减器的值的拟合直线的斜率；FM= Fbegin+(M-1) XFstep0
[0035]步骤T:将校准后获得的数据存储在待测射频激励源的存储器中。
[0036]在上述技术方案中，所述步骤H包括以下步骤:
[0037]步骤Hl:开始对当前频点进行二分法校准；
[0038]步骤H2:设置频率F = Ftanp、功率P = P。、容差σ = σ。和衰减器的最小步进值Δ=Δ0，且 σ 彡 Δ ;
[0039]步骤Η3:设定S1为衰减器的最大值max、a 2为衰减器的最小值min ；
[0040]步骤H4:设置衰减器的值A1= a:，获取该频点的输出功率值P1;
[0041 ] 步骤H5:设置衰减器的值A2= a 2，获取该频点的输出功率值P2;
[0042]步骤H6:比较P和P1' P2的大小，如果Pi< P < P2,进入步骤H7 ;如果P彡P1，进入步骤H21 ；
[0043]如果P彡P2,进入步骤H23 ；
[0044]步骤H7:设置衰减器的值为A3= (A !+A2) /2，获取该频点的输出功率值P3;
[0045]步骤H8:计算IP3-P 1- σ的值，如果IP3-P | ( σ，进入步骤Η12 ;如果| P3-P | > σ，进入步骤Η9 ；
[0046]步骤Η9:计算P3-P的值，如果P3-P < 0，进入步骤HlO ;如果P3-P > 0，进入步骤Hll ；
[0047]步骤HlO:设定 a!= A 3、a2= A 2，进入步骤 H4 ；
[0048]步骤Hll:设定B1= A ^ a2= A 3，进入步骤H4 ；
[0049]步骤H12:设定 Atenp= A3, Apre= A3, Ptenp= P 3, Ppre= P 3，其中，Atenp为当前的衰减器的值，Apra为上一次的衰减器的值，P tMp为当前的功率值，P _为上一次的功率值；
[0050]步骤H13:计算P3-P的值，如果P3-P < 0，进入步骤H14 ;如果P3-P ^ 0，进入步骤H16 ；
[0051 ]步骤H14:更新Ppra= P tenp, Apre= A tenp,设定衰减器的值为Atenp= A tenp- Δ，获取该频点的输出功率值Ptaop;
[0052]步骤H15:计算Ptenip-P的值，如果Ptenip-P < 0，进入步骤H14 ;如果Ptenip-P彡0，进入步骤H18 ；
[0053]步骤H16:更新Ppra= P tenp, Apre= A tenp,设定衰减器的值为Atenp= A tenp+ Δ，获取该频点的输出功率值Ptaop;
[0054]步骤H17:计算Ptenip-P的值，如果Ptenip-P ( 0，进入步骤H18 ;如果Ptenip-P > 0，进入步骤H16 ；
[0055]步骤H18:计算 I Ptenip 1-1 Ppre I 的值，若 I Ptenip | -1 Ppre I < 0，进入步骤 H19 ;若PteJ-1PpJ >0，进入步骤 H20;
[0056]步骤H19:该频点最优的衰减器的值Atest为A tenp,该频点最优的输出功率值Ptest为Ptenip，进入步骤H26 ;
[0057]步骤H20:该频点最优的衰减器的值Abest为A pre,该频点最优的输出功率值Pbest为Ppre，进入步骤H26 ；
[0058]步骤H21:判断是否P-P1 ( ο，如果P-P1 ( σ，进入步骤Η22 ;如果P-P1 >σ，进入步骤Η25 ；
[0059]步骤Η22:该频点最优的衰减器的值Abest为A i，该频点最优的输出功率值Pbest为P1，进入步骤H26 ；
[0060]步骤H23:判断是否P-P2 ( ο，如果P-P2 ( σ，进入步骤Η24 ;如果P-P2 >σ，进入步骤Η25 ；
[0061]步骤Η24:该频点最优的衰减器的值Atest为A 2，该频点最优的输出功率值Ptest为P2，进入步骤H26 ；
[0062]步骤H25:校准失败，请求更改P或者σ ;
[0063]步骤Η26:结束当前频点二分法校准。
[0064]在上述技术方案中，所述步骤P