专利名称：天线测试中的干扰消除的制作方法
技术领域：
本发明涉及网络分析器，更具体地说，涉及消除干扰对天线系统测量结果的影响的方法。
目前的干扰消除技术包括1997年6月24日授予Donald A.Bradley等人的题为“手持矢量网络分析器”的美国专利No.5642039中的公开的技术。这个专利公开了一种当外部信号、即干扰存在时以减少的差错来操作矢量网络分析器的方法。参考振荡器在每次测量所用的频率的窄范围上抖动，使得干扰仅出现在小的频率范围上，大大减小了差错的可能性。这个方案是基于硬件的，并且干扰消除效果并非对于各测量采集值都一致。实际上，对于某些采集值，它可以很好地消除干扰，但是对于其它情况却留有大的残差。
需要的是一种在天线测试测量中消除干扰的方法，它不依赖硬件，并且有效和有力地提供一致和可靠的消除结果。
结合所附权利要求书和附图
来阅读以下详细描述，本发明的目的、优点和其它新颖特征将会显而易见。
图2是根据本发明的干扰消除的简化流程图。
图3是根据本发明的干扰消除中涉及的测量信号矢量的矢量图。
图4是说明根据本发明的干扰消除的矢量图。
如图2所示，在步骤22中，响应从内部信号源12产生的能量，在测量端口获取从天线20反射的信号矢量采集值Vsigint。在控制处理器(未示出)中检测、处理和存储反射信号，用复数(I，Q)分量来表示信号Vsig和干扰Vint。在步骤24中，在内部信号源12禁用的情况下，仅利用若干数据点来获得另一矢量采集值，从而在步骤26中检测环境中是否存在有效干扰信号。如果存在有效干扰信号，则在步骤28中获取仅针对干扰信号矢量Vint2的全面采集值(在内部信号源12禁用的情况下)。这产生表示干扰信号矢量的一组复数分量。两组信号采集值都可以加上时标。在步骤30，如下所述，根据各个矢量和采集值之间的时间差，确定具有干扰的信号的预测干扰信号分量Vint1，并且在步骤32中将其减去以得出没有干扰的信号。
在天线测试仪器10中，在测试端口接收的反射信号可以表示为x(n)＝Asin(2πfifn+θ)+w(n)其中fif是归一化中频，而w(n)是加性高斯白噪声(AWGN)分量。为了说明本发明，设fif＝0.25。则x(0)＝Asinθ+w(0)X(1)＝Acosθ+w(1)X(2)＝-Asinθ+w(2)X(3)＝-Acosθ+w(3)X(4)＝Asinθ+w(4)信号矢量Vsig可以由以下公式确定Qsig＝Asinθ＝(1/(2N))∑n＝0→N-1(x(4n)-x(4n+2))Isig＝Acosθ＝(1/(2N))∑n＝0→N-1(x(4n+1)-x(4n+3))Vsig＝Isig+jQsig当存在连续波(CW)干扰时，这通常是最大的干扰源，所接收的反射信号变成x1(n)＝Asin(2πfifn+θ)+Bsin(2πfifn+2πδfn+1)+w(n)＝x(n)+v1(n)干扰频率是fint＝fif+δf。信号矢量Vsigint变成Vsigint＝Vsig+Vint1其中Vint1是投影到fif的信号空间上的干扰，如图3所示。
Vint1＝Iint1+jQint1Qint1＝(1/(2N))∑n＝0→N-1(v1(4n)-v1(4n+2))＝(1/(2N))∑n＝0→N-1(Bsin(2πδ4n+1)+Bsin(2πδ(4n+2)+1))＝(1/N)∑n＝0→N-1(Bsin(2πδ(4n+1)+1)cos(2πδ)Iint1＝(1/(2N))∑n＝0→N-1(v1(4n+1)-v1(4n+3))＝(1/(2N)∑n＝0→N-1(Bcos(2πδ(4n+1)+1)+Bcos(2πδ(4n+3)+1))＝(1/N)∑n＝0→N-1(Bcos(2πδ(4n+2)+1)cos(2πδ)当来自天线测试仪器10的内部信号源12被断开时，接收的反射信号仅仅是干扰信号Vint2v2(n)＝Bsin(2πfifn+2πδfn+2)+w(n)＝Bsin(2πfifn+2πδfn+1+)+w(n)这里＝2π(fif+δf)(n2-n1)，其中n1是数据采集值x1(n)的时标，n2是数据采集值v2(n)的时标。v2(n)在fif的信号空间上的投影由下式给出Qint2＝(1/2N)∑n＝0→N-1(v2(4n)-v2(4n+2))＝(1/N)∑n＝0→N-1(Bsin(2πδ(4n+1)+1+)cos(2πδ)＝(Bcos2πδ/N)∑n＝0→N-1(sin(2πδ(4n+1)+1)cos+cos(2πδ(4n+1)+1)sinIint2＝(1/2N)∑n＝0→N-1(v2(4n+1)-v2(4n+3))＝(1/N)∑n＝0→N-1(Bcos(2πδ(4n+2)+1+)cos(2πδ)＝(Bcos2πδ/N)∑n＝0→N-1cos(2πδ(4n+2)+1)cos-sin(2πδ(4n+2)+1)sin)矢量Vint2＝Iint2+jQint2是可直接测量的。由于Qint2＝Qint1cos+Iint1sinIint2＝IintIcos-Qint1sin矢量Vsigint的干扰信号分量的预测结果是Qint1＝Qint2cos-Iint2sinIint1＝Iint2cos+Qint2sinVint1＝(Iint2cos+Qint2sin)+j(Qint2cos-Iint2sin)即，通过在时间上(相移)重算Vint2来预测Vint1。通过从Vsigint中减去Vint1＝Iint1+jQint1来实现干扰抑制或消除。
有许多测量干扰信号频率的方法。一种方法是B.G.Quinn在“从时间序列的DFT中估算频率、振幅和相位”(IEEE Trans.SignalProcessing，第45卷，第3期，第814-817页，1997年3月)中描述的方法。
令Y(f)＝YI(f)+jYQ(f)表示干扰信号v2(n)的离散傅立叶变换(DFT)值。
搜索在搜索范围上的最大值|Y(f)|的仓号(bin number)。表示成k＝bin_max。
计算ap＝(YI(k+1)YI(k)+YQ(k+1)YQ(k))/(YI(k)2+YQ(k)2)dp＝-ap/(1-ap)am＝(YI(k-1)YI(k)+YQ(k-1)YQ(k))/(YI(k)2+YQ(k)2)dm＝am/(1-am)d＝(dp+dm)/2+τ(dp2)-τ(dm2)其中τ(x)＝(In(3x2+6x+1))/4-(SQRT(6)/24)In((x+1-SQRT(2/3))/(x+1+SQRT(2/3)))最终的峰值频率指数等于k+d。
在测量干扰信号频率之后，可从直接测量x1(n)和v2(n)中的1和2来导出，不需要对采集值加时标。根据所测量的干扰频率、已知的中频fIF和所测量的反射系数，可以从例如最小二乘方估算中确定2和1的值。作为组合信号的示例x1(n)＝Asin(2πfIFn+θ)+Bsin(2πfintn+1)+w(n)矩阵形式为X＝DΦ其中X＝[x1(0)，x1(1)，...，x1(N)]T并且D＝[sin(2πfIF0) cos(2πfIF0) sin(2πfint0) cos(2πfint0)][sin(2πfIF) cos(2πfIF) sin(2πfint) cos(2πfint)] [ . . . . ][ . . . . ][sin(2πfIFN) cos(2πfIFN) sin(2πfintN) cos(2πfintN)]Φ＝[Acosθ，Asinθ，Bcos1，Bsin1]TΦ＝(DTD)-1DTX1＝tg-1(Φ(3)/Φ(2))根据＝2-1，可以确定预测干扰信号，以便从Vsigint中减去而得到Vsig，如图4所示。
这种干扰消除方法不仅对于CW干扰信号而且对于调制信号都能很好地起作用。对于多个CW状干扰信号，分开计算它们的投影矢量。这是通过将信号v2(n)中的每个干扰分量进行带通滤波并且利用上述公式计算x1(n)中的每个投影矢量来得到的，如图2的步骤34中所示。
因此，本发明通过以下步骤提供天线测试中的干扰消除采集包括信号和干扰并具有时标的信号矢量，采集没有信号时具有时标的干扰矢量，测量干扰频率，计算两次采集值之间的干扰相移，预测信号矢量中的干扰矢量，以及从信号矢量中减去预测干扰矢量，从而消除或抑制信号矢量中的干扰。
权利要求
1.一种在天线测试中消除干扰的方法，它包括以下步骤在由内部信号源激励时对测试中的天线采集信号矢量，所述信号矢量同时包括信号和干扰分量；当所述内部信号源禁用时，对所述测试中的天线采集干扰矢量；从所述信号矢量和所述干扰矢量中预测关于所述信号矢量的预测干扰矢量；以及从所述信号矢量中减去所述预测干扰矢量，从而消除所述信号矢量中的干扰分量。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预测步骤包括以下步骤为所述干扰矢量测量频率；根据所述信号和干扰矢量采集步骤之间的时差和所述频率，计算所述两个采集步骤之间的干扰相移；以及从所述干扰矢量和所述干扰相移预测所述预测干扰矢量。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预测步骤包括以下步骤为所述干扰矢量测量频率；根据所述频率，计算所述干扰矢量和所述信号矢量的干扰部分之间的干扰相移；以及从所述干扰矢量和所述干扰相移预测所述预测干扰矢量。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述干扰矢量采集步骤包括以下步骤当所述内部源禁用时，利用有限数据集对所述测试中的天线采集初始干扰矢量；从所述初始干扰矢量中检测有效干扰信号的存在与否；以及当所述内部源禁用时，利用完整数据集对所述测试中的天线采集所述干扰矢量。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述预测步骤包括以下步骤为检测到的每个有效干扰信号测量频率；对每个有效干扰信号进行带通滤波；为每个干扰信号计算所述干扰矢量；以及根据所述相应的干扰矢量和干扰相移，为每个干扰矢量预测所述预测干扰矢量。
全文摘要
天线测试测量中消除干扰的方法是通过在天线测试仪器的测试端口获取采集值以响应内部信号源、标记数据采集时间以及测量同时具有反射信号分量和干扰信号分量的信号矢量来实现的。没有内部信号源时在测试端口的另一次采集是利用有限数据点得到的，从而检测是否有干扰信号。如果存在有效干扰功率，则在无内部信号源时获得全面采集，标记数据采集时间，测量仅有干扰信号的干扰矢量。然后测量干扰频率，计算两次数据采集间的干扰相移，利用干扰矢量和相移预测组合反射/干扰矢量的干扰矢量，并从信号矢量中减去预测干扰矢量而得到天线在没有干扰时的实际反射信号。
文档编号G01R27/00GK1442699SQ0312029
公开日2003年9月17日 申请日期2003年3月6日 优先权日2002年3月6日
发明者X·陈, S·J·马托斯 申请人:特克特朗尼克公司
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