数字阵列模块发射通道脉内频谱参数测试装置及方法
【专利摘要】本发明提供了一种数字阵列模块发射通道脉内频谱参数测试装置及方法，方法包括如下步骤：建立一个基于FPGA的状态控制模块；在时钟信号的上升沿，状态控制模块通过光模块对数字阵列模块的工作状态进行控制，同时使状态控制模块输出一路与数字阵列模块工作状态同步的脉冲信号，以同步信号为纽带，建立起数字阵列模块和频谱分析仪之间的同步关系；在开关网络的切换和调理下利用频谱分析仪的时间门功能实现脉内频谱参数的测试。本发明通过构建同步机制和引入时间门测试解决了数字阵列模块自身没有同步信号前提下的脉内频谱参数测试。
【专利说明】数字阵列模块发射通道脉内频谱参数测试装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于测试【技术领域】，尤其涉及的是一种数字阵列模块发射通道脉内频谱参数测试装置及方法。
【背景技术】
[0002]数字阵列模块是一个微波数字混合的多通道雷达发射/接收模块，整体呈现光纤化、数字化和集成化的鲜明特点，在功能上相当于传统相控阵雷达的模拟T/R组件、移相器、阵面前端、频率源分机、接收分机以及一部分数字信号处理分机的综合。由于采用了基于DDS的波形产生技术和精确幅相控制技术、基于DDC的多通道数字化接收技术、集成化一体化收发通道设计技术和高速大容量数据传输技术等大量新技术和新工艺，无论从技术体制的角度，还是从实现方式的角度来看，数字阵列模块都是T/R组件领域的一次跨越和革命。
[0003]与模拟T/R组件相比，如图1所示，数字阵列模块在发射通道的输出信号类型、发射通道输入信号类型、状态控制实现方式、移相实现方式以及T/R通道数目等多个方面都有较大的不同。
[0004]具体到发射通道脉内频谱参数测试来说，虽然两者的发射信号均为脉冲调制信号，但是数字阵列模块与模拟T/R组件相关的不同主要体现在:
[0005]1)数字阵列模块发射通道没有模拟射频输入信号，只是通过光纤传输波形数据和命令
[0006]2)数字阵列模块自身也没有同步信号输入/输出
[0007]数字阵列模块是一个全新的事物，其相关的测试方法都在研究摸索过程中。而对于模拟T/R组件发射通道脉内频谱参数测试方法为，如图1所示:任意波形发生器提供用以同步的导前信号，而数字I/O则提供收发切换、幅相控制的数字信号，射频信号发生器输出脉冲调制格式的激励信号，而模拟T/R组件输出的发射信号经开关网络进行衰减和测试通道选择等调理后输入至频谱分析仪中。鉴于发射信号为脉冲调制信号，因此，需要将任意波形发生器输出的导前信号或者射频信号发生器输出的脉冲同步信号作为频谱分析仪的外触发信号，然后利用时间门功能即可实现脉内频谱参数的测试。
[0008]其实，对于脉冲调制信号脉内频谱参数测试的关键就是要有外触发信号，否则延时等参数就无法设置，自然也就无法完成测试。
[0009]因此，现有技术存在缺陷，需要改进。
【发明内容】
[0010]本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种数字阵列模块发射通道脉内频谱参数测试装置及方法。
[0011]本发明的技术方案如下:
[0012]一种数字阵列模块发射通道脉内频谱参数测试装置，其中，包括状态控制模块、数字阵列模块、开关网络及频谱分析仪；所述状态控制模块，通过光纤与数字阵列模块进行连接，实现数字阵列模块的工作状态控制；所述数字阵列模块，用于实现所述开关网络的输入端口与数字阵列模块的发射信号输出端口进行连接，所述开关网络的输出端口与频谱分析仪的输入端口进行连接，用于实现发射信号的衰减、发射信号与频谱分析仪之间测试路径的选择；所述频谱分析仪的外触发端口与状态控制模块同步信号输出端口进行连接，所述频谱分析仪的射频输入端口与开关网络的输出端口进行连接，用于实现时间门模式下脉内频谱参数的测试。
[0013]所述的测试装置，其中，所述状态控制模块包括FPGA、光模块与DAC芯片；所述FPGA通过光模块连接数字阵列模块，所述数字阵列模块再通过开关网络连接频谱分析仪，同时所述状态控制模块通过DAC芯片连接频谱分析仪外触发输入端口 ；所述FPGA，用于实现状态控制和同步所需的命令、数据和时间戳信息的输出；所述光模块，用于实现FPGA输出信号的光电转换；所述DAC芯片，用于实现同步信号的输出。
[0014]所述的测试装置，其中，所述状态控制模块同步信号，用于实现数字阵列模块和频谱分析仪之间的同步。
[0015]所述的测试装置，其中，所述同步信号和所述发射信号之间的延时是通过高性能数字示波器进行测试获得。
[0016]所述的测试装置，其中，根据发射信号的脉宽设置频谱分析仪时间门宽度，时间门宽度为1/4?1/2发射信号的脉宽。
[0017]一种数字阵列模块发射通道脉内频谱参数测试方法，其中，包括以下步骤:
[0018]步骤1:建立一个状态控制模块，状态控制模块包括FPGA、光模块与DAC芯片；FPGA通过光模块连接数字阵列模块，所述数字阵列模块再通过开关网络连接频谱分析仪，同时FPGA通过DAC芯片连接频谱分析仪外触发输入端口 ；
[0019]步骤2:在时钟信号的上升沿，状态控制模块通过光模块对数字阵列模块的工作状态进行控制，同时传输同步信号数据发送给状态控制模块中的DAC芯片，使状态控制模块输出一路与数字阵列模块工作状态同步的脉冲信号，将状态控制模块输出的脉冲信号作为频谱分析仪的外触发输入信号，在数字阵列模块和频谱分析仪之间建立同步关系；
[0020]步骤3:将数字阵列模块的多路发射信号的经开关网络衰减和测试通道选择后输入至频谱分析仪射频输入端口；
[0021]步骤4:根据同步信号和发射信号之间的延时设置频谱分析仪的延迟时间，同时根据发射信号的脉宽设置时间门宽度，时间门宽度为1/4?1/2发射信号的脉宽；
[0022]步骤5:利用频谱分析仪获取发射通道脉内信杂比等频谱参数指标。
[0023]所述步骤4中，所述同步信号和所述发射信号之间的延时是通过高性能数字示波器进行测试获得。
[0024]采用上述方案，1、充分利用了测试过程中必不可少的状态控制模块，在此基础上增加同步信号输出功能，实现了被测数字阵列模块和频谱分析仪的同步；2、充分利用了频谱分析仪基于时间门的脉冲调制信号测试功能，这也是实现测试的重要一环。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1为现有技术中模拟T/R组件发射通道脉内频谱参数测试框图。[0026]图2为本发明数字阵列模块发射通道脉内频谱参数测试同步实现框图。
【具体实施方式】
[0027]以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。
[0028]实施例1
[0029]如图2所示，一种数字阵列模块发射通道脉内频谱参数测试装置，其中，包括状态控制模块、数字阵列模块、开关网络及频谱分析仪；所述状态控制模块，通过光纤与数字阵列模块进行连接，实现数字阵列模块的工作状态控制；所述数字阵列模块，用于实现所述开关网络的输入端口与数字阵列模块的发射信号输出端口进行连接，所述开关网络的输出端口与频谱分析仪的输入端口进行连接，用于实现发射信号的衰减、发射信号与频谱分析仪之间测试路径的选择；所述频谱分析仪的外触发端口与状态控制模块同步信号输出端口进行连接，所述频谱分析仪的射频输入端口与开关网络的输出端口进行连接，用于实现时间门模式下脉内频谱参数的测试。
[0030]优选的，所述状态控制模块包括FPGA、光模块与DAC芯片；所述FPGA通过光模块连接数字阵列模块，所述数字阵列模块再通过开关网络连接频谱分析仪，同时所述状态控制模块通过DAC芯片连接频谱分析仪外触发输入端口 ；所述FPGA，用于实现状态控制和同步所需的命令、数据和时间戳信息的输出；所述光模块，用于实现FPGA输出信号的光电转换；所述DAC芯片，用于实现同步信号的输出。
[0031]优选的，所述状态控制模块同步信号，用于实现数字阵列模块和频谱分析仪之间的同步。
[0032]优选的，所述同步信号和所述发射信号之间的延时是通过高性能数字示波器进行测试获得。
[0033]优选的，根据发射信号的脉宽设置频谱分析仪时间门宽度，时间门宽度为1/4?1/2发射信号的脉宽。
[0034]上述中，1、数字阵列模块发射通道没有模拟射频输入信号，只是通过光纤传输波形数据和命令；2、数字阵列模块自身也没有同步信号输入/输出。
[0035]在上述内容的基础上，一种数字阵列模块发射通道脉内频谱参数测试方法，其中，包括以下步骤:
[0036]步骤1:建立一个状态控制模块，状态控制模块包括FPGA、光模块与DAC芯片；FPGA通过光模块连接数字阵列模块，所述数字阵列模块再通过开关网络连接频谱分析仪，同时FPGA通过DAC芯片连接频谱分析仪外触发输入端口 ；
[0037]步骤2:在时钟信号的上升沿，状态控制模块通过光模块对数字阵列模块的工作状态进行控制，同时传输同步信号数据发送给状态控制模块中的DAC芯片，使状态控制模块输出一路与数字阵列模块工作状态同步的脉冲信号，将状态控制模块输出的脉冲信号作为频谱分析仪的外触发输入信号，在数字阵列模块和频谱分析仪之间建立同步关系；
[0038]步骤3:将数字阵列模块的多路发射信号的经开关网络衰减和测试通道选择后输入至频谱分析仪射频输入端口；
[0039]步骤4:根据同步信号和发射信号之间的延时设置频谱分析仪的延迟时间，同时根据发射信号的脉宽设置时间门宽度，时间门宽度为1/4?1/2发射信号的脉宽；[0040]步骤5:利用频谱分析仪获取发射通道脉内信杂比等频谱参数指标。
[0041]所述步骤4中，所述同步信号和所述发射信号之间的延时是通过高性能数字示波器进行测试获得。
[0042]采用上述方案，1、充分利用了测试过程中必不可少的状态控制模块，在此基础上增加同步信号输出功能，实现了被测数字阵列模块和频谱分析仪的同步；2、充分利用了频谱分析仪基于时间门的脉冲调制信号测试功能，这也是实现测试的重要一环。
[0043]应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
【权利要求】
1.一种数字阵列模块发射通道脉内频谱参数测试装置，其特征在于，包括状态控制模块、数字阵列模块、开关网络及频谱分析仪；所述状态控制模块，通过光纤与数字阵列模块进行连接，实现数字阵列模块的工作状态控制；所述数字阵列模块，用于实现所述开关网络的输入端口与数字阵列模块的发射信号输出端口进行连接，所述开关网络的输出端口与频谱分析仪的输入端口进行连接，用于实现发射信号的衰减、发射信号与频谱分析仪之间测试路径的选择；所述频谱分析仪的外触发端口与状态控制模块同步信号输出端口进行连接，所述频谱分析仪的射频输入端口与开关网络的输出端口进行连接，用于实现时间门模式下脉内频谱参数的测试。
2.如权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述状态控制模块包括FPGA、光模块与DAC芯片；所述FPGA通过光模块连接数字阵列模块，所述数字阵列模块再通过开关网络连接频谱分析仪，同时所述状态控制模块通过DAC芯片连接频谱分析仪外触发输入端口 ；所述FPGA，用于实现状态控制和同步所需的命令、数据和时间戳信息的输出；所述光模块，用于实现FPGA输出信号的光电转换；所述DAC芯片，用于实现同步信号的输出。
3.如权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述状态控制模块同步信号，用于实现数字阵列模块和频谱分析仪之间的同步。
4.如权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述同步信号和所述发射信号之间的延时是通过高性能数字示波器进行测试获得。
5.如权利要求1所述的测试装置，其特征在于，根据发射信号的脉宽设置频谱分析仪时间门宽度，时间门宽度为1/4?1/2发射信号的脉宽。
6.一种如权利要求1所述的数字阵列模块发射通道脉内频谱参数测试方法，其特征在于，包括以下步骤:步骤1:建立一个状态控制模块，状态控制模块包括FPGA、光模块与DAC芯片；FPGA通过光模块连接数字阵列模块，所述数字阵列模块再通过开关网络连接频谱分析仪，同时FPGA通过DAC芯片连接频谱分析仪外触发输入端口 ；步骤2:在时钟信号的上升沿，状态控制模块通过光模块对数字阵列模块的工作状态进行控制，同时传输同步信号数据发送给状态控制模块中的DAC芯片，使状态控制模块输出一路与数字阵列模块工作状态同步的脉冲信号，将状态控制模块输出的脉冲信号作为频谱分析仪的外触发输入信号，在数字阵列模块和频谱分析仪之间建立同步关系；步骤3:将数字阵列模块的多路发射信号的经开关网络衰减和测试通道选择后输入至频谱分析仪射频输入端口；步骤4:根据同步信号和发射信号之间的延时设置频谱分析仪的延迟时间，同时根据发射信号的脉宽设置时间门宽度，时间门宽度为1/4?1/2发射信号的脉宽；步骤5:利用频谱分析仪获取发射通道脉内信杂比等频谱参数指标。
7.如权利要求6所述测试方法，其特征在于，所述步骤4中，所述同步信号和所述发射信号之间的延时是通过高性能数字示波器进行测试获得。
【文档编号】G01S7/40GK103675776SQ201310683774
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月16日 优先权日:2013年12月16日
【发明者】丁志钊, 吴家亮, 张龙, 刘忠林, 蒋玉峰 申请人:中国电子科技集团公司第四十一研究所