[发明专利]微波秒级时延校准系统

说明书

本发明公开的一种微波秒级时延校准系统，旨在提供一种测量范围大，校准准确度高的时延校准系统，本发明通过下述技术方案予以实现：信号发生器连接BPSK调制器，标准时间间隔脉冲发生器发射时延参考信号和时延标准信号，将产生的被测延时正弦信号送入BPSK调制器，与标准时间间隔脉冲发生器产生的时延参考信号进行二进制相移键控BPSK调制，然后通过延时系统产生时延范围到秒级的时延T，再由数字示波器通道2采集、解包络为延时包络信号，最后测量延时包络信号相对于标准时间间隔脉冲发生器产生的时延标准信号的时延差Δt，时延标准信号相对于时延参考信号产生标准值时延Ts和时延差Δt，将Ts+m+Δt作为T的校准值，从而完成微波秒级时延T的校准。

技术领域

本发明涉及一种无线电计量领域微波秒级时延参数的校准，更具体地说，本发明涉及一种时延范围从十毫秒到数十秒、时延准确度为百皮秒、频率范围在射频频段的微波秒级时延校准系统。

背景技术

测量技术的发展是所有科学和技术发展的前提和基础，其技术发展的水平决定了人类认识世界以及改造世界的水平。大量程、高精度的测距/测速技术可以提高航空、航天领域仪器设备的制造、装配的水平，对于促进技术进步、提高科学研究的水平有重要的意义。在载人航天、探月、深空探测、卫星通信等国防/通信应用领域，针对超远距离(30万公里以上)的工程应用场景，为了实现对精密测距/测速和通信实时性等关键指标的验证，涉及了大量的微波大量程高精度时延模拟，时延的准确模拟决定了关键指标验证的可靠性，这就需要对其进行校准。

传统的时延校准采用直接测量法，基于网络分析仪、数字示波器、时间间隔测量仪、矢量信号分析仪和精密的微波群时延校准装置等仪器或装置。网络分析仪通过测相来完成时延的测量，由于当信号处在射频频段存在周期模糊的问题，测量范围最高只能到毫秒；示波器要实现大量程高精度时延测量，要求时基精度高、采样率高、存储容量大，而示波器的存储容量较小，不能完成量程时延的高精度测量，对于秒级量程的时延，测量精度只能到微秒级；时间间隔测量仪只能测量脉冲信号的时延，而在前述的应用领域，大多数情况需要校准的时正弦信号的时延；矢量信号分析仪用于矢对量调制信号的时延测量，通过对输出信号的相关解调，比较输入输出的时延，时延测量范围很小，只能测到微秒级；精密的微波群时延校准装置采用微波信号源及微波本振源两个各自独立的稳频源双通道混频技术，以宽带微波放大器作为隔离器，低频数字相位计作为测量标准器，对信号时延进行测量，在2GHz～18GHz的频率范围内，测量不确定度为(0.1～0.2)ns+0.2τg％。由于该微波群时延校准装置通过测相间接实现时延测量，当相位为360°时会出现测量盲区，并且当信号时延大于信号周期时，相位超过360°，也会出现周期模糊的问题。由于无线信道模拟器的激励信号为正弦波或调制波，因此无法对无线信道模拟器的时延进行直接测量。综上基于上述通用仪器或装置的时延校准方法不能支持大量程高精度时延的校准，并且不能解决微波频段载波大延时的多周期问题。

发明内容

本发明的目的针对现有技术存在的不足之处，提供一种方法简易，测量范围大，校准准确度高的微波秒级时延校准系统，以解决计量领域高精度大时延标准装置以及航空、航天、卫星通信领域的无线信道仿真器的校准问题。