本实用新型涉及射频通道幅相测量模块技术领域，具体为一种射频通道幅相测量模块的检测装置。
背景技术：
随着人们对卫星通信要求的不断提高，卫星通信技术得到了很大的发展。其中，卫星多波束天线目前已成为提高卫星通信性能、降低系统成本的一项关键性技术。发送机的多通道的结构，成为了数字波束形成天线系统增加幅度和相位误差的潜在来源。与多个天线阵列相连接的多个发送机通道必须要有很高的一致性，否则通道间的失配将严重影响数字波束系统的性能。对多通道间误差的测量正是星载数字多波束天线的关键技术之一。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种射频通道幅相测量模块的检测装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种射频通道幅相测量模块的检测装置，包括信号源、接受通道、通道幅相数据处理模块和外围接口，所述通道幅相数据处理模块内部设有电平转换系统，且电平转换系统的输入端通过异步串口接受外部设备发送的控制指令并输出待测通道是幅相值，所述电平转换系统的输出端电性连接待测通道幅相处理系统，所述待测通道幅相处理系统的输出端与测量信号源1和测量信号源2的输入端电性连接，待测通道幅相处理系统的输入端电性连接测量接受通道2和测量接受通道1的输出端，所述测量信号源1、测量信号源2、测量接受通道2和测量接受通道1分别连接射频借口1、射频借口3、射频借口2和射频借口4。
优选的，所述通道幅相数据处理模块的工作频率：3.75GHz～5.4GHz，发射源功率：-50～+10dBm，接收信号动态范围：-80～0dBm，烧毁电平：30dBm，收发通道之间隔离度：100dB，通道相位测量误差：≤2度，通道幅度测量误差：≤0.25dB，输入输出阻抗：50Ω，驻波比：≤1.5。
优选的，所述外围接口为射频接口，射频通道幅相测量模块对外提供4 路BMA射频接口，射频通道幅相测量模块对外提供1对异步串口(速率为 115200bps)，2路触发信号、2路预留信号和电源开关信号。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该射频通道幅相测量模块的检测装置，基本满足技术指标要求，幅度和相位测量精度的稳定依据以往类似项目中的温度补偿电路与相关监测控制电路设计经验，可以获得较快速的稳定效果。整个模块的尺寸要求是215(长)×100(宽)×28(高)mm，根据以往设计经验，初步判断可以容纳。根据类似项目评估可靠性满足MTTR≤ 0.5h，MTBF≥20000h。
附图说明
图1为本实用新型的天线校准模块原理框图；
图2为本实用新型的测幅相模块一路测量原理框图；
图3为本实用新型的信号产生电路示意图；
图4为本实用新型的数据和信号的处理时序关系图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，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。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。
请参阅图1-4，本实用新型提供一种技术方案：一种射频通道幅相测量模块的检测装置，包括信号源、接受通道、通道幅相数据处理模块和外围接口，所述通道幅相数据处理模块内部设有电平转换系统，且电平转换系统的输入端通过异步串口接受外部设备发送的控制指令并输出待测通道是幅相值，所述电平转换系统的输出端电性连接待测通道幅相处理系统，所述待测通道幅相处理系统的输出端与测量信号源1和测量信号源2的输入端电性连接，待测通道幅相处理系统的输入端电性连接测量接受通道2和测量接受通道1的输出端，所述测量信号源1、测量信号源2、测量接受通道2和测量接受通道 1分别连接射频借口1、射频借口3、射频借口2和射频借口4，所述通道幅相数据处理模块的工作频率：3.75GHz～5.4GHz，发射源功率：-50～+10dBm，接收信号动态范围：-80～0dBm，烧毁电平：30dBm，收发通道之间隔离度：100dB，通道相位测量误差：≤2度，通道幅度测量误差：≤0.25dB，输入输出阻抗： 50Ω，驻波比：≤1.5，所述外围接口为射频接口，射频通道幅相测量模块对外提供4路BMA射频接口，射频通道幅相测量模块对外提供1对异步串口(速率为115200bps)，2路触发信号、2路预留信号和电源开关信号。
异步串口用于接收外部设备发送的控制指令(如选择测量信号源和相应的接收通道等)并输出待测通道是幅相值。触发信号1和触发信号2用于触发接收通道开始采集数据。当待测射频通道处于发射状态时，测量信号源1 提供校准信号给待测通道，测量接收通道1接收待测通道的发射信号；当待测射频通道处于接收状态时，测量信号源2提供校准信号给待测通道，测量接收通道2接收待测通道收到的信号。待测通道幅相处理模块对通道1和通道2接收到的信号进行数据处理，得到待测通道的幅相值。电平转换模块将 12v直流输入转换成模块内所需的各种电平，如3.3v,、1.8v等。电源关断信号用于控制电平转换模块的输出，当该信号为低电平时，电平转换模块不输出；反之，电平转换没模块输出转换后的电平值。
射频通道幅相测量模块指标要求如下：
a)工作频率：3.75GHz～5.4GHz；
b)发射源功率：-50～+10dBm(可调)；
c)接收信号动态范围：-80～0dBm(可调)；
d)抗烧毁电平：30dBm；
e)输入输出阻抗：50Ω，驻波比：≤1.5；
f)收发通道之间隔离度：100dB；
g)通道幅度测量误差：≤0.25dB；
h)通道相位测量误差：≤2度。
对外接口
a)射频接口1-4：射频通道幅相测量模块对外提供4路BMA射频接口；
b)控制信号接口：射频通道幅相测量模块对外提供1对异步串口(速率为115200bps)、2 路触发信号、2路预留信号和电源开关信号。
控制信号
a)触发信号
1)触发信号1，上升沿触发，用于触发接收通道1开始数据采集；
2)触发信号2，上升沿触发，用于触发接收通道2开始数据采集；
b)电源开关信号，用于控制电平转换模块的输出，当该信号为高电平时，电平转换不输出；当该信号为低电平时，电平转换模块正常输出；
c)预留信号
1)预留信号1；
2)预留信号2。
表1控制信号定义说明
射频通道幅相测量模块(以下简称幅相测量模块)在测试幅相数据过程中，共使用4种报文：支路选择报文、输出功率设置报文、共组破频率设置报文和幅相设置报文。支路选择报文(表2)用于选择信号源和接收通道；输出功率设置报文(表3)用于设置输出功率；工作频率设置报文(表4)用于设置工作频率；幅相数据报文(表5)用于向外部设备回传采集的幅相数据。
报文是使用异步串口进行传输的。支路选择报文、输出功率设置报文和工作频率设置报文是从外部设备传送给幅相测量模块；幅相数据报文是由幅相测量模块传输给外部设备。
表2支路选择报文格式
表3输出功率设置报文格式
表4工作频率设置报文格式
表5幅相数据报文格式
表4中，符号“[]”表示数值取整运算。
幅相测量模块会在测试之前收到外部设备发送的输出功率设置报文(表 3)，幅相测量模块收到该报文后，进行功率设置。当功率设置完成后，幅相测量模块进入数据处理流程。控制命令报文(表2)是在触发信号(TG1或TG2) 的上升沿到来之前传输到幅相测量模块的。
幅相测量模块的工作流程如下：
a)通过异步串口接收外部设备发送的指令(表2)，并进行报文解析从中确定待测的信号源和接收通道(测量信号源1、接收通道1或测量信号源2、接收通道2)以及工作频率信息，并监测触发信号是否出现上升沿；
b)当检测到触发信号的上升沿后，按照报文中的信息设置工作状态；
c)等待30us后采集被选接收通道的幅相数据，并进行数据处理；
处理完成后，将测量结果封装成幅相数据报文(表4)，通过异步串口发送给外部设备。
状态查询相关报文用于查询幅相测量模块中接收通道的好坏情况。与状态查询相关的报文有：状态查询报文(表5)和状态回传报文(表6)。
报文是使用串口进行传输的。状态查询报文是从外部设备传送给幅相测量模块；状态回传报文是由幅相测量模块传输给外部设备。
表6状态查询报文格式
表7状态回传报文格式
状态查询的工作流程是：首先由外部设备发起查询报文(表5)，幅相测量模块收到该报文后进行报文解析，检查指定接收通道的好坏情况，并封装成妆台回传报文传送给外部设备。
电源开关信号用于给幅相测量模块加电或断电。当电源开关信号的电平值为3.3V时，幅相测量模块自行关闭电源，停止工作；当电平值为0V时，幅相测量模块加载电源，开始工作。
幅相测量模块的尺寸为215(长)×100(宽)×28(高)mm。
直流12V输入，电流≤2A。
a)工作温度：-10℃～+50℃；
b)贮存温度：-45℃～+70℃；
c)高温、低温：满足GJB150.3A-2009，GJB150.4A-2009中对军用水面舰艇通信设备的相关要求；
d)三防(湿热、霉菌、盐雾)：满足GJB150.9A-2009，GJB150.10A-2009， GJB150.11A-2009中对军用水面舰艇通信设备的相关要求；
e)振动：满足GJB150.16A-2009中对军用水面舰艇通信设备的相关要求；
f)冲击：满足GJB150.18A-2009中对军用水面舰艇通信设备的相关要求；
注：随系统做环境试验，配合系统一起通过该项实验。
电磁兼容性要求
满足GJB151A-97中对军用水面舰艇通信设备的相关要求；
注：随系统做电磁兼容性试验，配合系统一起通过该项实验。
可靠性指标
MTBF≥20000h。
维修性指标
MTTR≤0.5h。
技术原理框图
幅相测量模块原理框图。整体测量幅相系统分为测量信号产生、发射链路、接收链路、幅相处理四个部分。测量信号产生即是频率源电路部分，发射链路是满足发射信号功率和功率可调范围的电路部分，接收链路是要将测量信号下变频到中频，同时满足接收动态范围与大功率保护的电路部分，幅相处理是完成中频信号的幅相信息提取与处理，以获取一定的幅度和相位测量精度，以及与外部设备完成控制与通信的功能。
信号产生电路主要实现3.7～5.4GHz发射激励信号产生功能，同时向两路接收通道提供变频本振信号，向幅相处理部分提供工作时钟等功能。
从上述原理框图可知，信号产生电路以100MHz晶振为基准，功分三路：两路100MHz信号通过锁相环电路分别产生3.7～5.4GHz跳频信号和900MHz 点频信号；一路提供给幅相处理部分作为基准时钟信号。
从上述过程可知，信号产生电路主要由晶振、锁相环一和锁相环二三部分电路组成，各部分电路指标及设计过程如下：
a)晶振设计
作为幅相测量模块基准电路，本设计方案选用晶振具体指标如下：
●频率：10MHz；
●频率准确度：≤±0.5ppm；
●频率温度稳定度：≤±1ppm；
●输出功率：≥7dBm；
●谐波抑制：≥25dBc；
●杂波抑制：≥80dBc；
●相位噪声：≤-145dBc/Hz@1KHz、-150dBc/Hz@10KHz、 -155dBc/Hz@100KHz。
●电源电压：+5V
●功耗：≤500mA，工作温度范围：-45～+75℃。
●鉴相器主要技术指标
从原理图可知，锁相环鉴相器选用HMC704LP4E型鉴相器，该鉴相器工作频段DC～8GHz，输入参考信号频率DC～350MHz,噪声基底-233dBc/Hz，可以满足方案设计需求。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。