CN118444038B - 相位噪声测量方法、装置、频谱分析仪和存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种相位噪声测量方法、装置、频谱分析仪和存储介质。该方法包括：获取经过预处理的待测量的中频数字信号；对中频数字信号进行幅度解调，获得对应的调幅信号；利用调幅信号对中频数字信号进行调幅噪声抑制和傅里叶变换，获得抑制调幅噪声后的中间信号及其频域信息；根据预设的起始频率和终止频率偏移中间信号，获得归一化信号及其频域信息；比较中间信号和归一化信号的频域信息，计算获得归一化差值；根据归一化差值，计算获得中频数字信号的相位噪声测量结果。本申请能够通过对待测信号进行幅度解调区分其中的相位噪声和调幅噪声，并对其中的调幅噪声进行了抑制，减小了调幅噪声对相位噪声测量的影响，提高了相位噪声测量的精度。

Description

相位噪声测量方法、装置、频谱分析仪和存储介质

技术领域

本申请涉及电子测量技术领域，具体涉及一种相位噪声测量方法、装置、频谱分析仪和存储介质。

背景技术

相位噪声是现代电子系统中的关键性技术问题之一，它是衡量信号短期频率稳定度的重要指标。随着通信技术的发展，在无线通信系统、雷达系统和射频系统中，对关键信号的相位噪声要求越来越高。在无线通信系统中，发射机中微波源的相位噪声影响上行链路的调制，接收机中的微波源的相位噪声影响下行链路的解调，最终导致解调信号的信噪比减小，误码率增大。在雷达系统中，本地振荡器的相位噪声限制雷达的距离分辨力和接收灵敏度。特别地，在多普勒雷达系统中为了准确探测到目标，相位噪声性能差的微波源需要更高的发射能量。在射频接收机应用中，接收机本振的相位噪声会影响接收机的接收性能，比如数字信号的误差矢量幅度，造成数字信号的信噪比降低，增大误码率。因此，相位噪声测量越来越成为电子测量领域中的关键问题，受到越来越多地关注。

针对不同应用领域和不同的测量要求，相位噪声测量主要有两种方式：

1、直接频谱仪法，是简单易行的一种相位噪声测量方法，通过扫频的方式实现，将待测频率源的输出信号直接输入到频谱仪的输入端，调谐频谱分析仪的载波频率扫描整个频段，通过幅度差计算得到偏移一定频率得到被测信号的相位噪声。但该方法不能区分相位噪声和调幅噪声，测量灵敏度和带宽受限于频谱仪。

2、鉴相法，也称为双源测量方法或锁相环测量方法，将被测信号与一个同频率且正交的高稳定度的参考源信号作为鉴相器的两个输入信号，鉴相器输出为与被测信号的相位起伏成比例的低频噪声电压，经过低通滤波器和低噪声放大器，经过信号处理和计算，得到待测信号的相位噪声。鉴相法的主要优点是测量灵敏度高、频率分辨率高、输出频率范围宽、对调幅噪声具有较好的抑制能力，但是该方法的局限性在于测量结果受到参考源与被测源频率差和参考源的相位噪声的影响，且在测量前需要对系统作校准，校准结果是与待测源的幅度有关，增加了测量复杂度。

综上，现有的相位噪声测量的受限于测量设备的灵敏度和带宽以及外部测量条件，增加了测量复杂度，又降低了测量精度。

发明内容

本申请提供一种相位噪声测量方法、装置、频谱分析仪和存储介质，能够解决现有相位噪声测量的受限于测量设备的灵敏度和带宽以及外部测量条件，对测量结果影响的技术问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种相位噪声测量方法，该方法包括：

获取经过预处理的待测量的中频数字信号；

对所述中频数字信号进行幅度解调，获得对应的调幅信号；

利用所述调幅信号对所述中频数字信号进行调幅噪声抑制，获得抑制调幅噪声后的中间信号；

对所述中间信号进行傅里叶变换，获得所述中间信号的频域信息；

根据预设的起始频率和终止频率，将所述抑制调幅噪声后的中间信号进行偏移，获得归一化信号及其频域信息；

比较所述中间信号和所述归一化信号的频域信息，计算获得归一化差值；

根据所述归一化差值，计算获得所述中频数字信号的相位噪声测量结果。

第二方面，本申请实施例提供了一种相位噪声测量装置，包括：

获取模块，用于获取经过预处理的待测量的中频数字信号；

幅度解调模块，用于对所述中频数字信号进行幅度解调，获得对应的调幅信号；利用所述调幅信号对所述中频数字信号进行调幅噪声抑制，获得抑制调幅噪声后的中间信号；

处理模块，用于对所述中间信号进行傅里叶变换，获得所述中间信号的频域信息；

偏移模块，用于根据预设的起始频率和终止频率，将所述抑制调幅噪声后的中间信号进行偏移，获得归一化信号及其频域信息；

比较模块，用于比较所述中间信号和所述归一化信号的频域信息，计算获得归一化差值；

测量计算模块，用于根据所述归一化差值，计算获得所述中频数字信号的相位噪声测量结果。

第三方面，本申请实施例提供了一种频谱分析仪，包括：

数据采集模块，用于采集获取待分析的输入信号；

前端处理模块，用于对所述输入信号进行混频、放大和滤波后输出中频信号；

模数转换模块，用于对所述中频信号进行模数转换，以获取中频数字信号；

如第二方法所述的相位噪声测量装置，用于对所述中频数字信号进行相位噪声测量；

显示模块，用于显示对所述中频数字信号抑制调幅噪声处理中和/或处理后的时域-频域波形，以及相位噪声测量结果

第四方面，本申请实施例提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如第一方面所述的相位噪声测量方法的步骤。

第五方面，本申请实施例提供一种计算机程序产品，该程序产品被存储在存储介质中，该程序产品被至少一个处理器执行以实现如第一方面所述的相位噪声测量方法。

本申请实施例提供的相位噪声测量方法、装置、频谱分析仪和存储介质，通过首先对获取到的经过预处理的待测量的中频数字信号进行幅度解调，再次对幅度解调后信号进行调幅噪声抑制并进行傅里叶变换，获得其频域信息，然后再根据预设的起始频率和终止频率，将抑制调幅噪声后的信号进行偏移，获得归一化信号及其频域信息，比较偏移前后的抑制调幅噪声后的信号的频域信息，获得归一化差值，最后根据归一化差值，计算获得待测量的中频数字信号的相位噪声测量结果。相比于现有技术，本申请在测量相位噪声的过程中，能够通过对采集到的待测信号进行幅度解调直接区分其中的相位噪声和调幅噪声，并对其中的调幅噪声进行了抑制，减小了调幅噪声对相位噪声测量的影响，提高了相位噪声测量的精度；且相较于鉴相法不再需要其他辅助测量设备，只需要常见的信号采集设备例如频谱分析仪或数模转换(ADC)系统，降低了相位噪声测量的复杂度。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1为本申请一种实施例提供的相位噪声测量方法的流程图；

图2为本申请一种实施例提供的获取待测量的中频数字信号的流程图；

图3为本申请一种实施例提供的待测量的中频数字信号的波形图；其中，图3(a)和图3(b)为一不存在调幅噪声的待测量的中频数字信号的波形图和其对应的频谱图，图3(c)和图3(d)为对应的存在调幅噪声待测量的中频数字信号的波形图和其对应的频谱图；

图4为本申请一种实施例提供的获得对应的调幅信号的流程图；

图5为本申请一种实施例提供的解调后的时域波形图；

图6为本申请一种实施例提供的抑制调幅噪声后的中间信号时域波形图；其中图6(a)和图6(b)为抑制调幅噪声后的中间信号时域波形图和其对应的频谱图；

图7为本申请另一种实施例提供的利用本申请相位噪声测量方法测量相位噪声对应的波形图；其中，图7(a)和图7(b)为一带杂散但不存在调幅噪声的待测量的中频数字信号的波形图和其对应的频谱图；图7(c)和图7(d)为对应的带杂散且存在调幅噪声的待测量的中频数字信号的波形图和其对应的频谱图；图7(e)和图7(f)为对应的抑制调幅噪声后的中间信号时域波形图和其对应的频谱图；

图8为本申请一种实施例提供的相位噪声测量装置的结构示意图；

图9为本申请一种实施例提供的频谱分析仪的结构示意图。

通过上述附图，已示出本申请明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本申请的实施例进行描述。

图1为本申请一种实施例提供的相位噪声测量方法的流程图。如图1所示，本实施例提供的相位噪声测量方法，具体包括以下步骤：

步骤S100、获取经过预处理的待测量的中频数字信号。

可以理解的是，这里的中频数字信号可以是通过信号采集设备采样直接获得的中频数字信号，也可以是通过信号采集设备采样获取的数字信号进行变频处理后获得的中频数字信号，还可以是通过信号采集设备采样获取的模拟信号经过ADC模数转换器和变频处理后获得的中频数字信号。其中，信号采集设备可以是常见的频谱分析仪、数模转换(ADC)系统等，通常情况下，信号采集设备具有较高的采样频率，每秒从连续信号中提取并组成离散信号的采样个数也很大，能够用数字形式较为准确地表示连续信号的在时域中的波动情况。

图2为本申请一种实施例提供的获取待测量的中频数字信号的流程图。如图2所示，一些实施例中，步骤S100、获取经过预处理的待测量的中频数字信号，具体包括以下步骤：

步骤S110、采集获取待测源输出的原始信号。

步骤S120、对原始信号依次进行滤波和下变频到中频处理，获得中频信号。

步骤S130、对中频信号依次进行扛混叠滤波和模数转换，获得待测量的中频数字信号。

在频谱仪电路中，作为典型的接收机，其通常采用下变频电路对接收的射频信号进行下变频处理，即将射频信号或频率较高的信号转换为较低的中频频率或基带的信号，使下变频处理后的信号在接收机更容易处理，因此，经过预处理的待测量的中频数字信号，在测量相位噪声是更容易处理。

本实施例中，在测量相位噪声测量之前，首先获取通过信号采集设备采样得到的待测源输出的原始信号，其中，原始信号一般为模拟信号；然后对原始信号依次进行滤波和下变频到中频处理，获得中频信号；最后再中频信号依次进行扛混叠滤波和模数转换，获得待测量的中频数字信号。

一些实施例中，以上对原始信号的预处理过程，可以采用差分混频电路，通过变频单元将原始信号分别与本振信号和相位移九十度的本振信号进行混频，再进行移相得到第五信号，然后通过中频差分通道将中频信号的镜像频率的信号进行滤除，即通过两次变频得到所需的中频信号，最后再通过模数转换器将中频模拟信号转换为中频数字信号。

步骤S200、对中频数字信号进行幅度解调，获得对应的调幅信号。

可以理解的是，对于信号采集设备采集获取的待测量的中频数字信号中包括相位噪声，还有可能包括幅度调制的信号或者调幅噪声较大时，对相位噪声的测量结果会导致其产生较大的误差，并且，信号带有幅度调制的成分，现有的频谱直接测量法也无法区分相位带来的杂散还是幅度带来的杂散。故在本实施例中，通过对中频数字信号进行幅度解调，获得其对应的调幅信号，即对应的调幅信号的时域波形，可以从波形图中看到中频数字信号中的相位噪声和调幅噪声，为后续抑制调幅噪声做准备。

一个具体的例子，假设获取经过预处理的待测量的中频数字信号为S_ADC(t)：

S_ADC(t)＝A_S(1+S_AM(t))sin(2πF_ct+S_phase(t))

其中，A_S为中频数字信号的幅度；S_AM(t)为中频数字信号中的调幅噪声；F_c为中频数字信号的中心频率；S_phase(t)为中频数字信号中的相位噪声。可见，对中频数字信号进行幅度解调后，可以区分中频数字信号中的相位噪声和调幅噪声。

图3为本申请一种实施例提供的待测量的中频数字信号的波形图；其中，图3(a)和图3(b)为一不存在调幅噪声的待测量的中频数字信号的波形图和其对应的频谱图，图3(c)和图3(d)为对应的存在调幅噪声待测量的中频数字信号的波形图和其对应的频谱图。如图3所示，若待测的信号中含有调幅噪声时，相位噪声的细节被调幅噪声掩盖，因此在测量其相位噪声时调幅噪声会影响测量结果的精确性。

图4为本申请一种实施例提供的获得对应的调幅信号的流程图。如图4所示，一些实施例中，步骤S200、对中频数字信号进行幅度解调，获得对应的调幅信号，具体包括以下步骤：

步骤S210、获取中频数字信号的频率信息。

步骤S220、根据频率信息，生成一与中频数字信号具有相同频率的正交参考信号。

步骤S230、将中频数字信号与正交参考信号进行相乘，获得对应的I路信号和Q路信号。

步骤S240、分别对I路信号和Q路信号进行滤波处理和幅度解调，获得对应的调幅信号。

本实施例中，首先，根据步骤S100获取到的中频数字信号，提取其频率信息，即中频数字信号S_ADC(t)的中心频率F_c。再基于中心频率生成正交参考信号，通常是通过生成两个相位相差90度(即正交)的信号来实现，比如_sin和cos信号，对于中频数字信号S_ADC(t)，我们需要生成-sin(2πF_c*t*f₀)和cos(2πF_c*t*f₀)这样的正交参考信号，其中f₀是采样频率。然后，将中频数字信号S_ADC(t)分别与正交参考信号相乘，即进行数字混频处理，具体来说，S_ADC(t)与-sin(2πF_c*t*f₀)相乘得到一路信号，与os(2πF_c*t*f₀)相乘得到另一路信号。这个过程在频域上等同于将频谱左移π/2(归一化频率为1/4)，从而将正频谱的中心移到了零频。最后，混频后的信号包含高频分量和低频分量，为了得到所需的基带信号，需要让混频后的信号经过低通滤波器，滤除高频分量，经过低通滤波后，从与-sin信号相乘的结果中得到I路信号(或称为同相分量)，从与cos信号相乘的结果中得到Q路信号(或称为正交分量)。

一个具体的实施例中，，将中频数字信号与中心频率为F_c的正交参考信号进行相乘，获得对应的I路信号S_ADCI(t)和Q路信号S_ADCQ(t)：

一个具体的实施例中，分别对I路信号和Q路信号进行滤波处理，得到滤波后的I路信号I(t)和Q路信号Q(t)：

分别对I路信号I(t)和Q路信号Q(t)进行幅度解调，获得对应的调幅信号S_AMdemod(t)：

图5为本申请一种实施例提供的解调后的时域波形图。如图5所示，图5为对图3(c)所示的中频数字信号存在调幅噪声的波形经过步骤S210-步骤S240后，获得的调幅信号的波形图。

步骤S300、利用调幅信号对中频数字信号进行调幅噪声抑制，获得抑制调幅噪声后的中间信号。

测量相位噪声的过程中，如果待测信号携带调幅噪声，会掩盖待测信号本身的相位噪声细节或导致相位噪声测量有误差。在本实施例中，通过抑制信号中的调幅噪声，以使在测量待测信号的相位噪声的测量结果更准确。

一个具体的实施例中，将中频数字信号与调幅信号相除，获得抑制调幅噪声后的中间信号S_AMreject(t)：

图6为本申请一种实施例提供的抑制调幅噪声后的中间信号时域波形图；其中图6(a)和图6(b)为抑制调幅噪声后的中间信号时域波形图和其对应的频谱图。如图6所示，利用图5所示的解调后的调幅信号对图3(c)所示的中频数字信号进行调幅噪声抑制后获得的中间信号时域波形图，与图3(a)所示的待测量的中频数字信号不存在调幅噪声的波形图对比，可以看出待测量的中频数字信号中的调幅噪声得到了抑制，相位噪声得以恢复，为测量待测量的中频数字信号相位噪声的精确性提供了保障。

一些实施例中，步骤S300中利用调幅信号对中频数字信号进行调幅噪声抑制，即对中频数字信号进行抑制还可以采用更复杂的算法，如自适应滤波、最小均方误差(MMSE)估计等，可能更适合用于调幅噪声的抑制。

图7为本申请另一种实施例提供的利用本申请相位噪声测量方法测量相位噪声对应的波形图；其中，图7(a)和图7(b)为一带杂散但不存在调幅噪声的待测量的中频数字信号的波形图和其对应的频谱图；图7(c)和图7(d)为对应的带杂散且存在调幅噪声的待测量的中频数字信号的波形图和其对应的频谱图；图7(e)和图7(f)为对应的抑制调幅噪声后的中间信号时域波形图和其对应的频谱图。

在实际中，待测信号的相位噪声中还可能存在杂散的情况，如图7所示的仿真结果，对带杂散且存在调幅噪声的待测量的中频数字信号，经过对调幅噪声进行抑制后，可以看出相位噪声和相关的杂散细节重新恢复出来，因此，本申请的相位噪声测量方法对带杂散且存在调幅噪声的待测信号也适用，即也可以通过对其中的调幅噪声抑制获得相位噪声较为精确的测量结果。

步骤S400、对中间信号进行傅里叶变换，获得中间信号的频域信息。

可以理解的是，对抑制调幅噪声后的中间信号首先进行傅里叶变换(FFT，快速傅里叶变换)，傅里叶变换可以将信号从时域转换到频域，从而观察信号的频率特性。通过傅里叶变换，我们可以得到信号的频谱图，即信号在不同频率上的幅度和相位信息。

步骤S500、根据预设的起始频率和终止频率，将抑制调幅噪声后的中间信号进行偏移，获得归一化信号及其频域信息。

可以理解的是，根据预设的起始频率和终止频率，我们需要对抑制调幅噪声后的中间信号进行频率偏移。一些实施例中，可以通过数字信号处理中的频率搬移技术来实现的，比如使用数字混频器。频率偏移的目的是将信号的频谱从一个频率范围移动到另一个频率范围，以便进行后续的分析和处理。

步骤S600、比较中间信号和归一化信号的频域信息，计算获得归一化差值。

可以理解的是，由于相位噪声是信号相位的不稳定性，表现为信号在频域上的扩散，通过比较偏移前后的频谱，我们可以观察到相位噪声对信号的影响。将偏移前后的频谱进行比对，计算它们之间的差值。这个差值反映了频率偏移对信号频谱的影响。为了消除信号幅度变化对差值的影响，需要计算归一化差值。一些实施例中，可以通过将差值除以参考信号的幅度或某个固定值来实现的。

步骤S700、根据归一化差值，计算获得中频数字信号的相位噪声测量结果。

根据归一化差值，我们可以计算相位噪声的测量结果。一些实施例中，可以对差值进行统计分析，提取出与相位噪声相关的特征量，以获得中频数字信号的相位噪声测量结果。

一个具体的例子，首先将频谱分析仪设置到适当的频率范围和分辨率带宽(RBW)，以便能够清晰地观察到抑制调幅噪声后的中间信号，然后调整频谱分析仪的输入衰减和参考电平，确保中间信号在频谱分析仪的线性工作区域内，此时可以测量并记录中间信号的幅度，这通常是频谱仪上显示的峰值幅度。

根据测量需求，设置要扫描的偏移频率范围，相位噪声通常关注载波信号附近的频率偏移，因此你需要确定一个合适的扫描范围，以确保在所需的频率范围内进行足够的采样，启动频谱分析仪的扫频功能，使其在整个设置的频段内进行扫描，在扫描过程中，频谱分析仪会记录每个频率点上的信号幅度。

对于每个偏移频率点，计算其幅度与载波信号幅度的差值，这个差值反映了在该偏移频率上的相位噪声水平，

将计算得到的幅度差数据整理成图表或表格形式，以便进行进一步的分析和比较，可以根据需要对数据进行平滑处理或拟合，以消除随机误差或提取相位噪声的特征。

步骤S400-步骤S700还可以采用其他的现有的实施方式，此处不再赘述。

综上，本申请实施例提供的相位噪声测量方法，首先对获取到的经过预处理的待测量的中频数字信号进行幅度解调，再次对幅度解调后信号进行调幅噪声抑制并进行傅里叶变换，获得其频域信息，然后再根据预设的起始频率和终止频率，将抑制调幅噪声后的信号进行偏移，获得归一化信号及其频域信息，比较偏移前后的抑制调幅噪声后的信号的频域信息，获得归一化差值，最后根据归一化差值，计算获得待测量的中频数字信号的相位噪声测量结果。相比于现有技术，本申请在测量相位噪声的过程中，能够通过对采集到的待测信号进行幅度解调区直接分其中的相位噪声和调幅噪声，并对其中的调幅噪声进行了抑制，减小了调幅噪声对相位噪声测量的影响，提高了相位噪声测量的精度；且相较于鉴相法不再需要其他辅助测量设备，只需要常见的信号采集设备例如频谱分析仪或数模转换(ADC)系统，降低了相位噪声测量的复杂度。

图8为本申请一种实施例提供的相位噪声测量装置的结构示意图。如图8所示，本实施例提供的相位噪声测量装置包括获取模块810、幅度解调模块820、处理模块830、偏移模块840、比较模块850和测量计算模块860。

获取模块810用于获取经过预处理的待测量的中频数字信号。

一些实施例中，获取模块810首先采集获取待测源输出的原始信号，然后对原始信号依次进行滤波和下变频到中频处理，获得中频信号，最后再对中频信号依次进行扛混叠滤波和模数转换，获得待测量的中频数字信号。

幅度解调模块820用于对中频数字信号进行幅度解调，获得对应的调幅信号；利用调幅信号对中频数字信号进行调幅噪声抑制，获得抑制调幅噪声后的中间信号。

一些实施例中，幅度解调模块820首先获取中频数字信号的频率信息，其次根据频率信息，生成一与中频数字信号具有相同频率的正交参考信号，然后将中频数字信号与正交参考信号进行相乘，获得对应的I路信号和Q路信号，进一步分别对I路信号和Q路信号进行滤波处理和幅度解调，获得对应的调幅信号，最后，利用调幅信号对中频数字信号进行调幅噪声抑制，获得抑制调幅噪声后的中间信号。

处理模块830用于对中间信号进行傅里叶变换，获得中间信号的频域信息。

偏移模块830用于根据预设的起始频率和终止频率，将抑制调幅噪声后的中间信号进行偏移，获得归一化信号。

比较模块840用于比较中间信号和归一化信号的频域信息，计算获得归一化差值。

测量计算模块850用于根据归一化差值，计算获得中频数字信号的相位噪声测量结果。

上述各个模块具体测量过程可以参考上述任意实施例中的步骤S100-步骤700，这里不再进行赘述。

本申请实施例提供的相位噪声测量装置，通过对采集到的待测信号直接进行幅度解调区分其中的相位噪声和调幅噪声，并对其中的调幅噪声进行了抑制，减小了调幅噪声对相位噪声测量的影响，提高了相位噪声测量的精度；且不再需要其他辅助测量设备，降低了相位噪声测量的复杂度。

图9为本申请一种实施例提供的频谱分析仪的结构示意图。如图9所示，本申请实施例还提供了一种频谱分析仪，包括数据采集模块910、前端处理模块920、模数转换模块930、相位噪声测量装置940和显示模块950。

本实施例中，数据采集模块910用于采集获取待分析的输入信号。

前端处理模块920用于对输入信号进行混频、放大和滤波后输出中频信号。

模数转换模块930用于对中频信号进行模数转换，以获取中频数字信号。

相位噪声测量装置940为本文中任意实施例所述的相位噪声测量装置，用于对中频数字信号进行相位噪声测量。

显示模块950用于显示对中频数字信号抑制调幅噪声处理中和/或处理后的时域-频域波形，以及相位噪声测量结果。

本申请还提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有程序或指令，该程序或指令被处理器执行时实现上述任意实施例所述的相位噪声测量方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

其中，所述处理器为上述实施例中所述的电子设备中的处理器。所述可读存储介质，包括计算机可读存储介质，如计算机只读存储器ROM、随机存取存储器RAM、磁碟或者光盘等。

本领域技术人员可以理解，上述实施方式中各种方法的全部或部分功能可以通过硬件的方式实现，也可以通过计算机程序的方式实现。当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器、随机存储器、磁盘、光盘、硬盘等，通过计算机执行该程序以实现上述功能。例如，将程序存储在设备的存储器中，当通过处理器执行存储器中程序，即可实现上述全部或部分功能。另外，当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时，该程序也可以存储在服务器、另一计算机、磁盘、光盘、闪存盘或移动硬盘等存储介质中，通过下载或复制保存到本地设备的存储器中，或对本地设备的系统进行版本更新，当通过处理器执行存储器中的程序时，即可实现上述实施方式中全部或部分功能。

本申请实施例还提供了一种计算机程序产品，该程序产品被存储在存储介质中，该程序产品被至少一个处理器执行以实现如上述任意实施例所述的相位噪声测量方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换，均属于本申请的保护之内。

Claims (6)

1.一种相位噪声测量方法，其特征在于，包括：

获取经过预处理的待测量的中频数字信号；

对所述中频数字信号进行幅度解调，获得对应的调幅信号；

利用所述调幅信号对所述中频数字信号进行调幅噪声抑制，获得抑制调幅噪声后的中间信号；

对所述中间信号进行傅里叶变换，获得所述中间信号的频域信息；

根据预设的起始频率和终止频率，将所述抑制调幅噪声后的中间信号进行偏移，获得归一化信号及其频域信息；

比较所述中间信号和所述归一化信号的频域信息，计算获得归一化差值；

根据所述归一化差值，计算获得所述中频数字信号的相位噪声测量结果；

其中，所述对所述中频数字信号进行幅度解调，获得对应的调幅信号，包括：

获取所述中频数字信号的频率信息，其中，所述中频数字信号S_ADC(t)为：

S_ADC(t)＝A_S(1+S_AM(t))sin(2πF_ct+S_phase(t))

其中，A_S为所述中频数字信号的幅度；S_AM(t)为所述中频数字信号中的调幅噪声；F_c为所述中频数字信号的中心频率；S_phase(t)为所述中频数字信号中的相位噪声；

根据所述频率信息，生成一与所述中频数字信号具有相同频率的正交参考信号；

将所述中频数字信号与中心频率为F_c的所述正交参考信号进行相乘，获得对应的I路信号S_ADCI(t)和Q路信号S_ADCQ(t)：

分别对所述I路信号和Q路信号进行滤波处理，得到滤波后的I路信号I(t)和Q路信号Q(t)：

进行幅度解调，获得对应的调幅信号S_AMdemod(t)：

所述利用所述调幅信号对所述中频数字信号进行调幅噪声抑制，获得抑制调幅噪声后的中间信号，包括：

将所述中频数字信号与所述调幅信号相除，获得抑制调幅噪声后的中间信号；

具体地，所述抑制调幅噪声后的中间信号S_AMrekect(t)为：

。

2.根据权利要求1所述的相位噪声测量方法，其特征在于，所述获取经过预处理的待测量的中频数字信号，包括：

采集获取待测源输出的原始信号；

对所述原始信号依次进行滤波和下变频到中频处理，获得中频信号；

对所述中频信号依次进行扛混叠滤波和模数转换，获得待测量的中频数字信号。

3.一种相位噪声测量装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取经过预处理的待测量的中频数字信号；

幅度解调模块，用于对所述中频数字信号进行幅度解调，获得对应的调幅信号；利用所述调幅信号对所述中频数字信号进行调幅噪声抑制，获得抑制调幅噪声后的中间信号；

具体包括以下步骤：

获取所述中频数字信号的频率信息，其中，所述中频数字信号S_ADC(t)为：

S_ADC(t)＝A_S(1+S_AM(t))sin(2πF_ct+S_phase(t))

其中，A_S为所述中频数字信号的幅度；S_AM(t)为所述中频数字信号中的调幅噪声；F_c为所述中频数字信号的中心频率；S_phase(t)为所述中频数字信号中的相位噪声；

根据所述频率信息，生成一与所述中频数字信号具有相同频率的正交参考信号；

将所述中频数字信号与中心频率为F_c的所述正交参考信号进行相乘，获得对应的I路信号S_ADCI(t)和Q路信号S_ADCQ(t)：

分别对所述I路信号和Q路信号进行滤波处理，得到滤波后的I路信号I(t)和Q路信号Q(t)：

进行幅度解调，获得对应的调幅信号S_AMdemod(t)：

将所述中频数字信号与所述调幅信号相除，获得抑制调幅噪声后的中间信号；

具体地，所述抑制调幅噪声后的中间信号S_AMreject(t)为：

处理模块，用于对所述中间信号进行傅里叶变换，获得所述中间信号的频域信息；

偏移模块，用于根据预设的起始频率和终止频率，将所述抑制调幅噪声后的中间信号进行偏移，获得归一化信号及其频域信息；

比较模块，用于比较所述中间信号和所述归一化信号的频域信息，计算获得归一化差值；

测量计算模块，用于根据所述归一化差值，计算获得所述中频数字信号的相位噪声测量结果。

4.根据权利要求3所述的相位噪声测量装置，其特征在于，所述获取经过预处理的待测量的中频数字信号，包括：

采集获取待测源输出的原始信号；

对所述原始信号依次进行滤波和下变频到中频处理，获得中频信号；

对所述中频信号依次进行扛混叠滤波和模数转换，获得待测量的中频数字信号。

5.一种频谱分析仪，其特征在于，包括：

数据采集模块，用于采集获取待分析的输入信号；

前端处理模块，用于对所述输入信号进行混频、放大和滤波后输出中频信号；

模数转换模块，用于对所述中频信号进行模数转换，以获取中频数字信号；

如权利要求3或4所述的相位噪声测量装置，用于对所述中频数字信号进行相位噪声测量；

显示模块，用于显示对所述中频数字信号抑制调幅噪声处理中和/或处理后的时域-频域波形，以及相位噪声测量结果。

6.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行程序或指令，其特征在于，所述程序或指令被处理器执行时用于实现如权利要求1或2所述的相位噪声测量方法的步骤。