专利名称：一种场强仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电场强度测量技术，特别涉及一种测量空间电场强度的场强仪。
背景技术：
现有的场强仪主要应用在广播电视领域，频率测量范围是46MHz 870MHz，并且不能测量小于30dBuv的信号。频率测量范围和小信号测量能力不能满足无线通信测量领域的要求。而且测量模式单一，以单频点测量，显示单频点测量结果，无法满足实际工程应用的需要。现有的场强仪体积大，不便于携带。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种场强仪，用于克服现有场强仪测量范围小、模式单一的问题。为实现上述目的，本实用新型提供了一种场强仪，包括用于向所述场强仪供电的电源模块；用于控制及显示电场强度测量的主控模块，与所述电源模块相连；用于完成电场强度测量的射频模块，与所述电源模块及主控模块相连。进一步，本实用新型中场强仪的本振源采用低相噪的频率合成芯片ADF4350，来获得低相噪的本振信号，并配合低噪声的放大电路，降低了整个接收电路的噪声系数，从而实现小信号的测量。针对要测试的频点空间电场强度信号，通过射频板的接收、主控板对测得信号进行计算、数据存储单元的数据存储，可选择三种显示模式，即频谱模式、点频模式、扫描模式，克服现有技术中测量模式单一的问题。本实用新型的效果在于本实用新型的产品结构采用金属结构，能够将自身工作时产生的信号屏蔽，不会干扰别的设备正常工作。产品尺寸和重量适中，易于携带；另外采用锂电池供电，适合野外工作场合使用。
图I为本实用新型实施例提供的场强仪的结构图；图2为本实用新型实施例中电源模块的结构图；图3为本实用新型实施例中主控模块的结构图；图4为本实用新型实施例中射频模块的结构图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，
以下结合附图对本实用新型作进一步的详细描述。本实施例提供的场强仪主要包括三部分，如图I所示，分别是电源模块I、主控模块2及射频模块3，能够适应电磁兼容以及屏蔽防护，以及走线的需要。通过键盘输入要测试频点的具体频率，通过CPU与液晶屏的串口通讯，使要测试频点的频率信息显示在液晶屏上；同时CPU把要测试的频点频率信息传送到射频模块上的本振电路，控制本振电路振荡频率，使本振电路振荡频率与要测试频点的频率—对应。要测试的频点空间电场强度信号通过天线接收进入射频模块，射频模块对接收到的信号进行放大、衰减，与本振信号一同进入到混频器，进行混频，输出10. 7MHz的中频信号，通过射频芯片SI4734判定10. 7MHz的中频信号的电平值(要测试频点的信号电场强度等于天线增益因子加上中频信号电平值)，并把测量实际电平数值传送给主控模块的CPU，CPU再把测量的结果通过串口通信方式发送给液晶屏显示。本实施例中，电源模块I主要分为电池11、电池充电电路12和电压转换电路13部分，如图2所示。电池11采用大容量7. 4V锂电池，维持至少4小时工作时间。 电池充电电路12采用LTC1732-8. 4，最大I. 5A的充电电流也能满足快速充电的需要。CPU通过判断Al-I 10脚的电平来确定有没有外电源接入，通过灯A1-3的亮灭来判断是否在充电，亮代表在充电，灭代表充电完成；同时通过换算从而得到电池电压值，显示并且作为判断电量不足自动关机的依据。电压转换电路13，用于将12V 9V的电源输入直流电压转成+5V和+9V，+3. 3V电源电压提供给主控模块和射频模块，主要由Α3-1、Α3-2、Α3-3隔离模块和A3_4 3. 3V电源芯片组成。主控模块2主要包括CPU21、GPS模块电路22、数据存储单元23、键盘/显示电路24和USB接口电路25，如图3所示。CPU21，用于控制要测试频点信号的频率信息显示以及测量结果的显示，并控制要测试频点的频率信息传送到射频模块上的本振电路，控制本振电路的振荡频率。采用了 32位ARM微控制器LPC2148。采用芯片内部集成的功能模块，减少了设备总的器件数量，提高设备的可靠性。另外CPU丰富的内部资源、强大的处理能力，方便了系统功能的实现与升级。GPS模块电路22，用于接收GPS定位信息，CPU通过串口以查询方式获取GPS信息，场强仪可将GPS信息显示在液晶屏上，提示给操作者准确的作业位置。数据存储单元23，用于存储对场强仪的各种设置参数，采用铁电存储芯片(FM24CL64)，保证数据的掉电不丢失，确保关键数据的安全存储。键盘/显示电路24，用于输入要测试频点的具体频率，并在CPU的控制下，使要测试频点的频率信息显示在液晶屏上。键盘和显示电路组成了主要的人机交互界面，操作者通过键盘对场强仪进行操作，主要包括设置各种参数及转换工作模式等，操作者通过液晶屏观测场强仪的各种设置及测量数据。液晶屏选用JCR43HD-S型4. 3寸智能液晶屏，采用串口通讯方式，+5V供电；CPU通过MAX3232串口芯片与液晶屏通信。键盘电路采用5*5矩阵，扫描信号高电平，检测信号高电平有效，按键触发采用中断方式。液晶屏显示三种模式测量结果频谱模式、点频模式、扫描模式。频谱模式就是显示一段频带内的各频率点空间电场强度数值；点频模式就是只显示单个频点的空间电场强度数值；扫描模式就是显示预存的几个频点的空间电场强度数值。[0027]USB接口电路25，用于通过USB接口与计算机通信。射频模块3包括天线31、本振电路33，可控增益衰减器32，混频器芯片34，以及信号强度测量解调芯片35，如图4所示。天线31，用于接收要测试频点空间电场强度信号。可控增益衰减器32组成接收电路前级，用于将天线接收到的要测试频点空间电场强度信号的幅度调整到SI4734线性接受范围(-47dBnT-67dBm)，保证小信号_107dBm和大信号-27dBm都可以接收。本振电路33，用于在CPU的控制下，产生混频器芯片所需的本振信号，本振信号的
振荡频率与要测试频点的频率的差值一定，为2. 0893GHz。本振电路33由芯片ADF4350组成。本振信号的输出频率分别为2. 0897GHz 3. 0893GHz、I. 7786GHz和300MHz。混频器芯片34，用于将要测试频点空间电场强度信号与本振信号进行混频，输出一个固定频率10. 7MHz的信号给信号强度测量芯片SI4734。信号强度测量芯片35，采用SI4734芯片，通过内部检波电路来判定10. 7MHz信号的电平数值，所得电平数值与要测试频点空间电场强度信号差值为定值，即天线增益因子的数值。并把实际的测量结果通过I2C通信传送给CPU，CPU再把测量的结果通过串口通信传送给液晶屏显示。场强仪的金属外壳米用招合金材料，在机壳内表面做导电氧化处理，方便壳内各电路板接地，并起到良好的电磁屏蔽效果。外壳分成2部分，一部分是开有各种接口开口的主壳体，和一个上盖，3块电路板采用插槽加螺钉加固的方式放置于机壳内，液晶屏则用螺钉固定于机壳的前面板内侧，其它接口也用相应的螺钉和螺母固定于相应的机壳开口处。本实施例实现了测量频率的拓宽和测量量程的增加，实现了三种测量结果的显示模式点频模式、频谱模式、扫描模式。为无线网络优化工程使用过程中，提供更加方便、快捷、准确的测试功能。总之，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种场强仪,其特征在于,包括 用于向所述场强仪供电的电源模块； 用于控制及显示电场强度测量的主控模块，与所述电源模块相连； 用于完成电场强度测量的射频模块，与所述电源模块及主控模块相连。
2.根据权利要求I所述的场强仪，其特征在于，所述电源模块具体包括 用于供电的电池； 用于给电池充电的电池充电电路，与所述电池相连； 用于将12疒9V的电源输入直流电压转换成+5V、+9V和+3. 3V电源电压，并提供给主控模块和射频模块的电压转换电路，与所述主控模块和射频模块相连。
3.根据权利要求2所述的场强仪，其特征在于，所述主控模块具体包括 用于控制要测试频点信号的频率信息显示以及测量结果显示，并控制射频模块振荡频率的CPU ； 用于输入要测试频点的具体频率，并在CPU的控制下，使要测试频点的频率信息显示在液晶屏上的键盘/显示电路，与所述CPU相连； 用于存储所述场强仪设置参数数据的存储单元，与所述键盘/显示电路相连。
4.根据权利要求3所述的场强仪，其特征在于，所述主控模块进一步包括 用于接收GPS定位信息并将GPS信息显示在液晶屏上的GPS模块电路，与所述CPU及键盘/显示电路相连； 用于通过USB接口与计算机通信的USB接口电路，与所述CPU相连。
5.根据权利要求3或4所述的场强仪，其特征在于，所述射频模块具体包括 用于接收要测试频点空间电场强度信号的天线； 用于将天线接收到的要测试频点空间电场强度信号的幅度调整到所述射频模块的线性接受范围的可控增益衰减器，与所述天线相连； 用于产生本振信号的本振电路芯片ADF4350 ； 用于将要测试频点空间电场强度信号与所述本振信号进行混频并输出一个固定频率信号的混频器芯片，与所述可控增益衰减器及本振电路芯片相连； 用于判定所述固定频率信号的电平数值的信号强度测量芯片，与所述混频器芯片相连。
6.根据权利要求5所述的场强仪，其特征在于，液晶屏采用频谱模式、点频模式或扫描模式显示测量结果。
7.根据权利要求5所述的场强仪，其特征在于，所述场强仪的金属外壳包括具有接口开口的主壳体，以及一个上盖，电路板采用插槽加螺钉加固的方式放置于外壳内，液晶屏用螺钉固定于外壳的前面板内侧。
专利摘要本实用新型公开了一种场强仪，涉及电场强度测量技术，该场强仪包括用于向场强仪供电的电源模块；用于控制测量及显示电场强度的主控模块；用于完成电场强度测量的射频模块。本实用新型中场强仪的本振源采用低相噪的频率合成芯片ADF4350，来获得低相噪的本振信号，并配合低噪声的放大电路，降低了整个接收电路的噪声系数，从而实现小信号的测量。针对要测试的频点空间电场强度信号，可选择频谱模式、点频模式、扫描模式，克服现有技术中测量模式单一的问题。本实用新型采用金属结构，能够将自身工作时产生的信号屏蔽，不会干扰别的设备正常工作，同时也不会被外界无线信号的干扰。产品尺寸和重量适中，易于携带；另外采用锂电池供电，适合野外工作场合使用。
文档编号G01R29/08GK202649316SQ20122030126
公开日2013年1月2日 申请日期2012年6月21日 优先权日2012年6月21日
发明者申宏飞, 张煜明 申请人:北京二十一世纪科技发展有限公司