引用本文:

王嘉辉,陈萧恩,陈建平,等. 面向微波光子矢量网络分析仪的软件门控方案[J]. 光通信技术,2025,49(2):85-89.

面向微波光子矢量网络分析仪的软件门控方案

王嘉辉,陈萧恩,陈建平,吴龟灵*

(上海交通大学 区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室,上海 200240)

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摘要:为了提高微波光子矢量网络分析仪(MPVNA)进行脉冲测量时的动态范围,提出了一种软件门控方案,该方案利用临时闲置接收通道接收与脉冲激励产生的控制信号同源的脉冲方波,以此生成门控信号。通过这个门控信号对采集到的待测器件脉冲响应进行控制,有效提高了信噪比和测量的动态范围。对10 GHz带通滤波器的脉冲散射参数(S参数)进行了测量,实验结果表明:在占空比为1%的脉冲激励下,应用软件门控的测量动态范围相比未应用门控时的提高了约20 dB;门控处理后测得的S11和S22参数曲线也因为信噪比的提升更加光滑和稳定。

关键词:微波测量;矢量网络分析;脉冲测量;光采样;软件门控

中图分类号:TN787.3 文献标志码:文章编号:1002-5561(2025)02-0085-05

DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2025.02.016

研究背景与动机:

传统矢量网络分析仪在脉冲测量时面临动态范围降低的问题,特别是在脉冲激励占空比低的情况下。

随着微波射频技术和芯片测试领域的发展,脉冲激励的应用场景越来越广泛,对散射参数(S参数)的准确测量需求增加。

光采样技术因具有高带宽和高精度,成为解决高频微波射频器件测量的有效途径。

 

软件门控方案提出:

提出了一种软件门控方案,通过利用接收通道中的临时闲置通道接收与脉冲激励同源的脉冲方波,生成门控信号对采集的脉冲响应进行门控处理。

该方案旨在提高信噪比和测量动态范围,使测量结果更加稳定和准确。

 

方案原理与设计:

原理上,软件门控通过保留脉冲导通期间的信号采样结果,将关断期间的噪声置零,从而提高信噪比。

系统设计包括脉冲发生器、脉冲分配器、光采样器、模数转换器和数字处理模块等,通过互相关法计算脉冲方波与DUT脉冲响应之间的时延,并据此生成同步门控信号。

 

实验验证与结果:

实验选用10 GHz带通滤波器作为待测器件(DUT),在连续激励和脉冲激励(占空比1%)条件下进行测量。

实验结果表明,应用软件门控后,测量动态范围相比未使用门控时提高了约20 dB,S11和S22参数的曲线更加平滑和稳定。

 

方案优势:

无需额外的硬件同步环节,降低了系统复杂度。

结构简单、易于实现,为光采样MPVNA的脉冲测量提供了一种高效且经济的解决方案。

 

结论:

本文提出的软件门控方案有效提高了MPVNA在脉冲测量时的动态范围和信噪比,为高频微波射频器件的测试提供了有力支持。