[发明专利]一种针对调零单元的校准参数估计方法及系统

说明书

本发明提出了一种针对调零单元的校准参数估计方法及系统，属于参数估计领域。包括以下步骤：获取已有校准参数数据并对数据进行预处理；将预处理后的校准参数数据投影到核空间中，形成核空间数据；采用偏最小二乘算法建模；基于核空间数据，选取模型参数，得到核偏最小二乘模型；基于核偏最小二乘模型及用户输入衰减值进行校准参数估计。本发明利用核偏最小二乘(KPLS)模型进行校准参数估计，提高了校准效率和校准点的精度，加快了信号调零的速度和精度。

技术领域

本发明属于参数估计领域，尤其涉及一种针对调零单元的校准参数估计方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

微放电效应检测系统是实现航天器大功率微波器部件、组件载荷(波导、同轴电缆、滤波器、隔离器、波导旋转关节、开关、功放、多工器、天线等宇航级载荷)可靠性验证测试的重要基础保障平台，是试验测试一体化的综合测试系统，涉及电磁场理论、微波技术、材料电磁特性、微观电子倍增等多学科。

微放电效应试验测试涉及微波大功率信号产生(连续波、顶底功率可调脉冲调制信号、多载波)、大功率射频信号传输、热真空环模子系统构建、自由电子的发射与检测(放射性源)、放电效应自动检测子系统、自动控制及数据监测软件等多个领域，组成复杂、规模庞大，核心目的是实现微放电效应的快速有效检测。系统除需要提供给被测件大功率射频信号、自由电子、遥控指令、真空及高低温环境等之外，最为核心的是需实现大功率信号的功率监测、频谱监测及幅相信息监测。

功率方面包含被测件输入功率、输出功率、被测件输入端口反射功率；频谱方面包含调零信号频谱、被测件输出信号频谱等；矢量网络分析包含传输、反射等幅度、相位变化情况的监测。

由于器部件微放电效应的特殊性，难以对其进行直接检测，只能通过观察其在器部件上引起的传输信号的变化情况，以此为依据研究微放电效应对器部件产生的影响。

对微放电效应的监测采用的方法之一是前向/后向功率调零检测法。该方法的基本原理是：通过监测输入到被测件输入端口的信号以及对应的反射信号的幅度和相位差，判断幅度和相位差在试验前后是否发生变化来判断被测件是否发生了微放电效应。该方法多用于单载波的无源部件，灵敏度较高，能够很大程度上避免器部件性能在过量的微放电效应下发生不可逆的损伤。

调零单元的目的是将从耦合器传来的传输信号和反射信号通过对幅度、相位进行调整，使两个信号相抵消，即将两个信号调整到同幅反向的状态，以达到调零的目的。调零单元内部的调幅模块由数控调幅模块和模控调幅模块组成，信号经过调幅模块以及调相模块之后由合路器进行合路，从前端输出接口输出。调幅、调相相关参数由控制器进行控制，可以由界面按钮进行控制，也支持程控。

用户在使用调零单元时需要输入的参数有通道1的频率值、衰减值、移相值，通道2的频率值、衰减值、移相值；其中，频率值用于内部切换对应频率的信号传输链路。就衰减值来说，其内部会根据用户输入的频率值和衰减值对应不同的内部控制参数，从而达到用户输入对应的频率设置值和衰减设置值，输出为对应衰减值的目的。

要保证调零单元正确运行，正确的衰减值和移相值是调零单元正常工作的关键，然而由于硬件限制，出厂的数控调幅模块，模控调幅模块，调相模块本身并不能一定符合对应的精度。而且，它们之间的连接的传输线以及器件的相互耦合也会对信号的传递产生影响，不同的频率会有不同的传输特性，综合起来会产生输出上的偏差。因此在仪器出厂前需要进行校准，包括数控调幅模块，模控调幅模块以及调相。

发明人发现，在传统情况下，为了提高仪器精度，在输入的频点和衰减点参数没有对应校准值的时候会通过线性插值的方式估计校准值。但是调零单元模控的参数设置与衰减输出不是一个简单的线性关系，现有技术中采用简单线性插值方式估计的校准值不够精确。同时，要提高精度则需要增加校准点个数，会导致校准时间延长、校准效率降低。

发明内容