卫星导航抗干扰射频通道测试仪及测试系统的制作方法

文档序号:11016139阅读:470来源:国知局
卫星导航抗干扰射频通道测试仪及测试系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种卫星导航抗干扰射频通道测试仪及测试系统,测试仪包括微处理器单元、频率源单元、功率分配器单元、模数转换器单元和现场可编程门阵列单元;所述频率源单元与所述功率分配器连接,所述功率分配器单元被配置有多个射频输出接口,所述模数转换器单元配置有多个射频输入接口,所述现场可编程门阵列单元分别与所述模数转换器单元、所述微处理器单元连接,所述微处理器单元配置有用于与外部设备连接的外设接口。本实用新型提供的卫星导航抗干扰射频通道测试仪及测试系统,采用满足卫星导航抗干扰射频通道测试要求的低成本集成设计方案,与现有的使用通用设备搭建的测试平台相比,成本低,重量轻,体积小,便于移动。
【专利说明】
卫星导航抗干扰射频通道测试仪及测试系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及卫星通信技术领域,特别涉及一种卫星导航抗干扰射频通道测试仪及测试系统。
【背景技术】
[0002]目前全球在轨运行的共计有四种卫星导航系统,特别是随着北斗卫星导航系统的不断完善,北斗导航地面终端设备的应用在不断增多。在复杂电磁环境下能够继续利用导航卫星完成定位、导航工作的接收设备,目前应用最广泛的是数字调零接收机(也称阵列天线抗干扰导航接收机)。数字调零接收机主要由阵列天线、抗干扰射频通道、抗干扰处理模块及信息解析模块组成,其中,抗干扰射频通道是数字调零接收机的重要组成部分,它的工作原理是将L波段卫星导航信号放大、变频到频率为几十MHz的中频信号。抗干扰射频通道的通道数量和调零接收机采用的抗干扰天线单元数量相同,通常调零接收机的抗干扰射频通道的通道数量为4?8路,每路抗干扰射频通道需要满足相关的指标要求,并且要求通道间的幅度、相位一致性要好,通道间幅度、相位的一致性直接影响调零接收机的抗干扰能力,因此抗干扰射频通道的通道间幅度、相位一致性在生产调试、测试中显得非常重要。
[0003]目前在调试、测试抗干扰射频通道的幅度、相位一致性环节,通常采用标准测试仪器搭建测试平台,测试平台包括信号源、功率分配器模块和示波器,信号源用于产生一路单音信号,功率分配器模块用于将该路单音信号分成等幅等相的四路信号输入至被测抗干扰射频通道,从被测抗干扰射频通道输出的四路信号输入至示波器,示波器对四路信号进行采样、处理和显示波形,波形中包含了信号的幅度、相位信息,可观察每路信号间的幅度、相位是否一致。
[0004]目前采用的测试平台,由于使用的信号源和示波器均是通用仪器,其造价昂贵,因此造成整个测试平台的造价昂贵;另外,各个通用仪器的体积较大,造成整个测试平台占用的工作台空间大,测试平台搭建好后不便移动,给工作人员操作也会带来不便,降低工作效率。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于改善现有技术中所存在的上述不足,提供一种卫星导航抗干扰射频通道测试仪及测试系统。
[0006]为了实现上述实用新型目的,本实用新型实施例提供了以下技术方案:
[0007]—种卫星导航抗干扰射频通道测试仪,包括微处理器单元、频率源单元、功率分配器单元、模数转换器单元和现场可编程门阵列单元;所述频率源单元与所述功率分配器单元连接,用于在所述微处理器单元的控制下输出一路测试信号;所述功率分配器单元配置有多个射频输出接口,用于将所述一路测试信号分成幅度和相位均相同的多路测试信号,并通过所述多个射频输出接口输出至被测卫星导航抗干扰射频通道;所述模数转换器单元配置有多个射频输入接口,用于将被测卫星导航抗干扰射频通道输出的多路中频模拟信号转换为多路中频数字信号;所述现场可编程门阵列单元分别与所述模数转换器单元、所述微处理器单元连接,用于将所述多路中频数字信号处理为外部设备可生成信号波形的数据,所述微处理器单元配置有与所述外部设备连接的外设接口。
[0008]优选地,所述微处理器单元为单片机、RISC微处理器或数字信号处理器。
[0009]优选地,所述频率源单元为数字锁相环、直接数字频率合成器或频率综合器。
[0010]优选地,所述射频输入接口和射频输出接口均为SMA型射频同轴连接器、N型射频同轴连接器或MCX型射频同轴连接器。
[0011]优选地,所述模数转换器单元为多通道模数转换器或由多个单通道模数转换器组成的模数转换器。
[0012]优选地,所述外设接口为网口。
[0013]本实用新型还提供了一种卫星导航抗干扰射频通道测试系统,包括计算机和上述任一卫星导航抗干扰射频通道测试仪,所述卫星导航抗干扰射频通道测试仪与所述计算机连接,所述计算机用于根据所述卫星导航抗干扰射频通道测试仪发送的数据生成并显示信号波形。
[0014]与现有技术相比,本实用新型的有益效果:本实用新型提供的卫星导航抗干扰射频通道测试仪及测试系统,采用满足星导航抗干扰射频通道测试要求的低成本集成设计方案,与现有的使用通用设备搭建的测试平台相比,大大降低了测试仪器的成本,据现在市场价格估计,本实用新型卫星导航抗干扰射频通道测试仪的成本不到目前采用的测试平台的十分之一;此外,本实用新型卫星导航抗干扰射频通道测试仪的体积小,采用IU标准机箱尺寸(450mm LX482.6mm WX44.45mm H)即可,重量不超过4.5Kg,相比于目前采用的测试平台,重量轻、体积小。
【附图说明】

[0015]为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0016]图1为本实用新型实施例提供的卫星导航抗干扰射频通道测试系统的结构示意框图。
[0017]图2为本实用新型实施例提供的卫星导航抗干扰射频通道测试仪的结构示意框图。
[0018]主要元件符号说明
[0019]计算机201;网线202;卫星导航抗干扰射频通道测试仪203;第一射频连接线204、205、206、207;被测卫星导航抗干扰射频通道208 ;第二射频连接线209、210、211、212;网口301 ;微处理器单元302 ;频率源单元303 ;功率分配器单元304 ;射频输出接口 305、306、307、307;射频输入接口 309、310、311、312;模数转换器单元313;现场可编程门阵列单元314。
【具体实施方式】
[0020]下面将结合本实用新型实施例中附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围,而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
[0021 ]现有技术中采用通用的信号源和示波器搭建卫星导航抗干扰射频通道测试平台,信号源和示波器的价格昂贵,导致搭建的测试平台的成本较高,通常在10万元人民币以上。另一方面,信号源和示波器的体积和重量均较大,例如安捷伦N5182B型号的信号源,外形尺寸为88 mm X 426 mm X 489 mm,重30.8Kg,如采用泰克TBSl 104型号的示波器,外形尺寸为158mm X 326.3mm X 124.2mm,重2Kg,使得整个测试平台占用较大空间,且不便于移动。
[0022]本发明人经过不断研究,提出了本实用新型实施例提供的卫星导航抗干扰射频通道测试仪及测试系统,可以改善现有使用的测试平台成本高、体积大、重量大的问题。
[0023]参阅图1,为本实用新型实施例提供的卫星导航抗干扰射频通道测试系统的结构示意框图。卫星导航抗干扰射频通道测试系统,包括计算机201和卫星导航抗干扰射频通道测试仪203,本实施例提供的卫星导航抗干扰射频通道测试仪203配置有外设接口,卫星导航抗干扰射频通道测试仪203通过该外设接口与计算机201连接。外设接口可以是USB接口、网口 301等,优选为网口 301,可以实现更多的配置,与更多的计算机201连接通信,此时,卫星导航抗干扰射频通道测试仪203通过网线202连接计算机201。
[0024]被测卫星导航抗干扰射频通道的通道数量一般是4?8路,本实施例中,仅以4路通道的被测卫星导航抗干扰射频通道进行说明,相应的,卫星导航抗干扰射频通道测试仪203配有4个射频输出接口和4个射频输入接口。
[0025]应用本实施例提供的卫星导航抗干扰射频通道测试系统时,卫星导航抗干扰射频通道测试仪203通过第一射频连接线204、205、206、207和第二射频连接线209、210、211、212与被测卫星导航抗干扰射频通道连接,连接时,第一射频连接线204、205、206、207连接于卫星导航抗干扰射频通道测试仪203的射频输出接口和被测卫星导航抗干扰射频通道的通道入口,一个射频输出接口通过一根第一射频连接线与一个通道入口连接;第二射频连接线209、210、211、212连接于卫星导航抗干扰射频通道测试仪203的射频输入接口和被测卫星导航抗干扰射频通道的通道出口,一个射频输入接口通过一根第二射频连接线与一个通道出口连接。图1中所示的4根第一射频连接线204、205、206、207,材料一样,幅度衰减和相位延迟相同,图1中所示的4根第二射频连接线209、210、211、212,材料一样,幅度衰减和相位延迟相同。
[0026]卫星导航抗干扰射频通道测试仪203产生一路测试信号,并将该路测试信号分成4路幅度和相位均相同的测试信号,分别输出至被测卫星导航抗干扰射频通道的4个通道;被测卫星导航抗干扰射频通道将测试信号由射频信号下变频为中频信号,被测卫星导航抗干扰射频通道输出的4路中频模拟信号输出至卫星导航抗干扰射频通道测试仪203;卫星导航抗干扰射频通道测试仪203将中频模拟信号转换为中频数字信号,再将中频数字信号处理(此为现有技术,此处对此不作细述)为计算机201可识别并生成信号波形的数据包,通过网线202发送给计算机201,计算机201生成并显示4路信号的波形,通过波形可以观察出4路信号的幅度和相位是否一致。计算机201也可以存储所接收到的数据包或生成的信号波形。
[0027]参阅图2,为本实施例提供的卫星导航抗干扰射频通道测试仪203的结构示意框图。本实施例提供的卫星导航抗干扰射频通道测试仪203,包括微处理器单元302、频率源单元303、功率分配器单元304、模数转换器单元313和现场可编程门阵列单元314。
[0028]微处理器单元302可以是单片机、RISC微处理器单元、数字信号处理器DSP等,例如Acom公司的1?13(3微处理器(]01^61-473处理器。为了方便测试,可以将Cortex_A73处理器的控制指令仅设置为目前四个导航系统的频率点,微处理器单元302配置有网口 301,可以实现与外部设备(例如,显示器、计算机201等)连接。
[0029]频率源单元303与功率分配器单元304连接,用于在微处理器单元302的控制下输出一路L波段(1000MHz?2000MHz)的测试信号。频率源单元303优选为数字锁相环、直接数字频率合成器或频率综合器,例如AD公司数字锁相环ADF4350,可输出频率范围为137.5?4400MHz的单音信号。
[0030]功率分配器单元304配置有4个射频输出接口 305、306、307、307,功率分配器单元304通过4个射频输出接口 305、306、307、307与被测卫星导航抗干扰射频通道的4个通道入口连接,一个射频输出接口通过一根射频连接线连接一个通道入口,功率分配器单元304用于将一路测试信号分成幅度和相位均相同的多路测试信号,并通过4个射频输出接口 305、306、307、307输出至被测卫星导航抗干扰射频通道208。功率分配器单元可以是现成的产品模块,也可以是集成电路芯片、微带电路,本实施例中,功率分配器单元304可以采用微带威尔金森形式,有四路输出。
[0031]模数转换器单元313配置有4个射频输入接口309、310、311、312,模数转换器单元313通过4个射频输入接口 309、310、311、312与被测卫星导航抗干扰射频通道208的4个通道出口连接,一个射频输入接口通过一根射频连接线连接一个通道出口,模数转换器单元313用于将被测卫星导航抗干扰射频通道208输出的多路中频模拟信号转换为多路中频数字信号。针对于本实施例,模数转换器单元313可以直接是四通道模数转换器,也可以是由单通道模数转换器(4个)或双通道模数转换器(2个)组成的具有4个输出通道的模数转换器,本实施例中,采用AD公司AD9656,其带宽为125MHz、16位、同时4路工作。
[0032]射频输入接口和射频输出接口分别可以是SMA型射频同轴连接器、N型射频同轴连接器或MCX型射频同轴连接器,例如SMA-K射频同轴连接器。
[0033]现场可编程门阵列单元314与模数转换器单元313和微处理器单元302连接,用于将模数转换器单元313输出的多路中频数字信号处理为外部设备(针对本实施例而言为计算机201)可识别并生成信号波形的数据,处理后的数据通过微处理器单元302传输至外部设备。
[0034]本实施例提供的卫星导航抗干扰射频通道测试仪203,可以设计在一张6层电路板上,实现高度集成,外形采用lU(450mm X 482.6mmX 44.45mm)机箱,220V供电,总重量仅4Kg,重量轻,体积小,便于移动。另外,相比于现有常用的测试平台,大大降低了测试仪器的成本,据现在市场价格估计,本实施例提供的卫星导航抗干扰射频通道测试仪203的成本不到目前采用的测试平台的十分之一。本实施例提供的卫星导航抗干扰射频通道测试仪203,与外部设备(例如计算机201)配合使用,可以用于测试中频频率为60MHz以下的维修导航抗干扰射频通道,计算机201几乎是每个实验室必备的设备,与计算机201配合使用,不会增加测试成本。
[0035]应注意到:在本实用新型的描述中,术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0036]以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,对于本领域的技术人员来说,本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种卫星导航抗干扰射频通道测试仪,其特征在于,包括微处理器单元、频率源单元、功率分配器单元、模数转换器单元和现场可编程门阵列单元;所述频率源单元与所述功率分配器单元连接,用于在所述微处理器单元的控制下输出一路测试信号;所述功率分配器单元配置有多个射频输出接口,用于将所述一路测试信号分成幅度和相位均相同的多路测试信号,并通过所述多个射频输出接口输出至被测卫星导航抗干扰射频通道;所述模数转换器单元配置有多个射频输入接口,用于将被测卫星导航抗干扰射频通道输出的多路中频模拟信号转换为多路中频数字信号;所述现场可编程门阵列单元分别与所述模数转换器单元、所述微处理器单元连接,用于将所述多路中频数字信号处理为外部设备可生成信号波形的数据,所述微处理器单元配置有与所述外部设备连接的外设接口。2.根据权利要求1所述的卫星导航抗干扰射频通道测试仪,其特征在于,所述微处理器单元为单片机、RISC微处理器或数字信号处理器。3.根据权利要求1所述的卫星导航抗干扰射频通道测试仪,其特征在于,所述频率源单元为数字锁相环、直接数字频率合成器或频率综合器。4.根据权利要求1所述的卫星导航抗干扰射频通道测试仪,其特征在于,所述射频输入接口和射频输出接口均为SMA型射频同轴连接器、N型射频同轴连接器或MCX型射频同轴连接器。5.根据权利要求1所述的卫星导航抗干扰射频通道测试仪,其特征在于,所述模数转换器单元为多通道模数转换器或由多个单通道模数转换器组成的模数转换器。6.根据权利要求1所述的卫星导航抗干扰射频通道测试仪,其特征在于,所述外设接口为网口。7.卫星导航抗干扰射频通道测试系统,其特征在于,包括计算机和权利要求1-6任一所述的卫星导航抗干扰射频通道测试仪,所述卫星导航抗干扰射频通道测试仪与所述计算机连接,所述计算机用于根据所述卫星导航抗干扰射频通道测试仪发送的数据生成并显示信号波形。
【文档编号】G01S19/23GK205691781SQ201620610694
【公开日】2016年11月16日
【申请日】2016年6月21日 公开号201620610694.5, CN 201620610694, CN 205691781 U, CN 205691781U, CN-U-205691781, CN201620610694, CN201620610694.5, CN205691781 U, CN205691781U
【发明人】蔡朝国, 殷忠良
【申请人】成都知纬科技有限公司
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