[发明专利]一种用于三阶数字相关器的性能测试系统及方法

说明书

本发明属于空间微波遥感技术领域，具体地说，涉及一种用于三阶数字相关器的性能测试系统及方法，其包括：数据参数设置模块，用于向数据生成模块同时发送多路所需要的激励噪声信号的设置参数；数据生成模块，用于根据发送的激励噪声信号的设置参数，对应地生成任意波形的四个激励噪声信号；数据发送与处理模块，用于分别将四个激励噪声信号进行数模转换，分别得到对应的噪声模拟信号，并将其依次顺序输入至待测三阶数字相关器；对待测三阶数字相关器的相关偏置性能、相关效率性能、稳定度性能、线性度性能和相位误差性能进行测试，得到对应的测试结果，完成对三阶数字相关器的性能测试。

技术领域

本发明属于空间微波遥感技术领域，具体地说，涉及一种用于三阶数字相关器的性能测试系统及方法。

背景技术

综合孔径辐射计可以利用小口径天线构成的天线阵列等效放大口径真实天线，从而降低天线的成本和加工难度。数字相关器是综合孔径辐射计实现定量化测量的关键部件，其核心功能为实现任意两个通道之间的复相关运算，三阶数字相关器复相关结果精度直接决定综合孔径微波辐射计系统测量结果的准确性和精确性，进而影响辐射计系统关键性能指标，因此，需要一种多通道数字相关器性能测试方法。但是，现有的综合孔径辐射计相关器的性能测试方法，大多是随系统测试进行，难以进行量化评估，缺乏有效手段对数字相关器自身进行定量化评估测试。数字相关器在综合孔径辐射计中的主要功能是将噪声信号通过ADC芯片进行数字量化，然后在数字相关器内进行并行的复相关运算，并将相关的结果以数据的形式传输至上位机中。综合孔径辐射计单元众多，而且相关器单元数目与天线单元数目的平方成正比，因此，综合孔径辐射计选用数字相关器。数字相关器的量化阶数越大，量化噪声越小，精度越高，但是，功耗和成本都会大大增加，数字相关器的门数也会随之增加，从而导致综合孔径辐射计的复杂度增加。

目前，采用三阶量化相关器，其信噪比能够达到模拟相关器的81％，且仅有高量化电平和低量化电平，电路也较为简单。

已有的对数字相关器的测试系统中，组成测试系统的电子器件较多，结构复杂，系统复杂度很高，噪声源使用二极管、放大器及滤波器，极易引起通道间串扰，放大器自激，造成综合孔径辐射计输出信号的失真，输出信号相关度大大降低，并且对于数字相关器的相关噪声相位差的测试，无法进行0-360°的相位遍历。

发明内容

为解决现有技术存在的上述缺陷，本发明提出了一种用于三阶数字相关器的性能测试方法，能够实现三阶数字相关器的高精度定量化测试及评估；本发明的测试系统的输入端设置多通道数字模拟转换器，能够定量输入任意相关度的噪声信号，可以任意设置噪声信号的采样率、带宽、方差以及积分时长的多种指标参数。多通道数字模拟转换器的存储器具有大容量的存储空间，输出信号足够长，输出信号的相关精度可以满足高精度的数字相关器的测试需求。

本发明提供了一种用于三阶数字相关器的性能测试系统，该测试系统设置在控制台上，其包括：数据参数设置模块、数据生成模块和数据发送与处理模块；

所述数据参数设置模块，用于向数据生成模块同时发送多路所需要的激励噪声信号的设置参数；

所述数据生成模块，用于根据发送的激励噪声信号的设置参数，对应地生成任意波形的第一激励噪声信号、第二激励噪声信号、第三激励噪声信号和第四激励噪声信号；

所述数据发送与处理模块，用于分别将第一激励噪声信号、第二激励噪声信号、第三激励噪声信号和第四激励噪声信号进行数模转换，分别得到对应的噪声模拟信号，并将其依次顺序输入至待测三阶数字相关器；对待测三阶数字相关器的相关偏置性能、相关效率性能、稳定度性能、线性度性能和相位误差性能进行测试，得到对应的测试结果，完成对三阶数字相关器的性能测试。

作为上述技术方案的改进之一，所述测试系统还包括：评估分析模块，用于根据得到的测试结果，分别对待测三阶数字相关器的相关偏置性能、相关效率性能、稳定度性能、线性度性能和相位误差性能进行评估和分析。

作为上述技术方案的改进之一，所述数据生成模块包括：