基於數學模型的相位噪聲頻域測量方法研究

《基於數學模型的相位噪聲頻域測量方法研究》是依託西安電子科技大學，由陳曉龍擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：基於數學模型的相位噪聲頻域測量方法研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：陳曉龍
• 依託單位：西安電子科技大學

中文摘要

相位噪聲測量是電子測量領域研究的熱點問題之一。現有相位噪聲測量方法一般利用專用電路進行被測信號相位信息提取，提取電路的性能直接制約了相位噪聲測量的效果和技術指標。本課題提出一種新的基於數學模型的相位噪聲測量方法，利用噪聲模型和參數提取估算方法測量被測信號的相位噪聲。該方法主要有以下優勢：第一，基於噪聲模型提取被測信號相位信息，迴避了提取電路對相位噪聲測量性能的影響；第二，該方法可用於對脈衝調製信號調製過程中產生的噪聲邊帶混疊進行估算和恢復，測量脈衝調製信號高於半脈衝重複頻率頻段的相位噪聲；第三，該方法可用於鑒相法測量中的低頻缺損分析與補償。本課題主要研究內容包括：相位噪聲模型和基於數據的噪聲係數提取與估算；脈衝調製信號頻譜混疊恢復；低頻缺損分析與補償。本課題在相位噪聲頻域測量技術方面開展深入研究，突破實現中的幾項關鍵技術，建立一種新的相位噪聲測量方法。

結題摘要

相位噪聲測量是電子測量領域研究的熱點問題之一。現有相位噪聲測量方法採用硬體電路提取相位信息，直接制約了相位噪聲測量的效果和技術指標。本課題提出一種新的基於數學模型的相位噪聲測量方法，利用噪聲模型和參數提取估算方法測量被測信號的相位噪聲。 本課題研究內容已完成。主要開展了基於數學模型的相位噪聲測試方法、臨近載波相位噪聲測量的低頻缺損機理與補償算法、脈衝調製信號相位噪聲測量方法三個方面的研究內容。 基於數學模型的相位噪聲測試方法方面，實現了相位噪聲模型中係數提取與估算，能夠通過係數的提取與相位噪聲數學模型，可得到與對比儀器測量結果一致的相位噪聲。仿真和實驗結果表明，對600MHz、800MHz、1GHz、2GHz等頻率信號均得到了良好的測試效果。 臨近載波相位噪聲測量的低頻缺損機理與補償算法方面，完成了實現基於鑒相法的相位噪聲測量系統低頻缺損現象機理研究，並建立了低頻缺損補償算法，擴展了現有方法對臨近載波的相位噪聲測試性能。仿真和實驗結果表明，對不同鎖相環路頻寬的測試信號，均可得到良好的補償效果。 脈衝調製信號相位噪聲測量方法方面，建立了脈衝調製信號相位噪聲的數學模型，對脈衝調製過程的噪聲邊帶混疊進行恢復，擴展脈衝調製信號相位噪聲的分析頻寬，改善測量效果。仿真和實驗結果表明，對100MHz、600MHz、800MHz、2GHz、2GHz等頻率信號，最大測量誤差分別不大於6.07dBc/Hz、5.63dBc/Hz、6.94dBc/Hz、9.11dBc/Hz，平均誤差為1.63dBc/Hz。 本課題研究建立了一種新的基於相位噪聲數學模型的相位噪聲測量方法，該方法迴避了相位信息提取電路性能對測量結果的影響，利用相位噪聲數學模型實現了脈衝調製信號的噪聲測量，擴展了現有測試方法的分析頻寬和臨近載波的測試性能。研究成果是信號分析儀器的關鍵技術之一，在雷達、導航等測試領域有著重要意義。