一种应答机测试用开关分频器的制作方法

1.本实用新型涉及一种航天应答机测试领域，尤其涉及一种应答机测试用开关分频器。


背景技术：

2.在航天外测某些应答机长期频率稳定度测试过程中，原测试方法为应答机加电30分钟后，用频谱仪测试两信标信号的频率，1小时后再次用频谱仪测试两信标信号的频率，取两次测试结果的频差与标称频率的比值为长期频率稳定度。由于该指标测试持续时间较长，采集数据少且使用频谱仪测试频率值不合理，不能真实反映信号的频率稳定度。需设计一种能使用频率计快速测试频率的方法，对设备频率进行自动测试，使用测试软件直接计算出信号的频率稳定度，并保证测试结果的准确性。根据总体方案要求，对测试设备的方案设计做了细化，其中测试设备硬件主要有开关分频器(含pin开关电路和分频器电路)、频率计hp53181a、固定衰减器、直流电压源、gpib接口卡和计算机，测试设备软件为安装在计算机xp系统的应答机频率稳定度测试软件。这些设备中大多为已有设备，只有开关分频器需要单独设计。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的就在于提供一种解决了上述问题的应答机测试用开关分频器。
4.为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种应答机测试用开关分频器，包括pin开关电路、分频电路和dc/dc电路，所述pin开关电路上设有接收计算机并口信号和应答机信号的输入端，所述pin开关电路通过分频电路将信号输出至测试台，所述dc/dc电路分别为pin开关电路和分频电路供电。
5.作为优选，所述分频电路主要由8分频器和4分频器组成，由pin开关电路输出的信号经过8分频后再进行4分频再输入测试台。
6.作为优选，所述8分频器和4分频器之间设有一级滤波器。
7.作为优选，所述滤波器选用型号为bpf54ec30a的介质滤波器，该滤波器中心频率650mhz，带宽
±
15mhz。
8.作为优选，所述滤波器和4分频器上的信号输入端均设有π型衰电路。
9.作为优选，所述应答机与pin开关电路之间设有20db的固定衰减器，所述应答机的信号输出端通过固定衰减器与pin开关电路的输入端连通。
10.作为优选，所述pin开关电路采用pin开关，所述pin开关采用非接触式单刀三掷开关，型号为tgk3
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e23
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111
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w202
‑
55。
11.作为优选，所述dc/dc电源模块的型号为hhw28s5f，所述dc/dc电源模块内部具有输入滤波，推挽变压、整流滤波将+28v电压变换成稳定的+5v电压输出。
12.与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本实用新型将两路信号通过高频电缆连接到测试设备的输入端(即开关分频器两输入端)，计算机通过并口发送控制指令与开关
分频器控制端，控制开关分频器内的开关选择其中一个测量通道，在开关分频器完成信号分频之后，分频信号单路输出到频率计进行频率测量，测量出的频率值通过gpib卡实时传输给计算机的显控界面进行显示，并通过频率稳定度测试软件完成一定时间内频率稳定度的计算。
附图说明
13.图1为本实用新型的整体结构示意图；
14.图2为本实用新型测试设备的组成示意图；
15.图3为本实用新型的结构原理框图；
16.图4为本实用新型pin开关电路的电路原理图；
17.图5为本实用新型分频电路的电路原理图；
18.图6为本实用新型的分频电路的原理框图；
19.图7为本实用新型的dc/dc电源模块示意图；
具体实施方式
20.下面将对本实用新型作进一步说明。
21.实施例1：参见图1、图2、图3，一种应答机测试用开关分频器，包括pin开关电路、分频电路和dc/dc电路，所述pin开关电路上设有接收计算机并口信号和应答机信号的输入端，所述pin开关电路通过分频电路将信号输出至测试台，所述dc/dc电路分别为pin开关电路和分频电路供电。
22.所述pin开关电路电路主要完成两路测量通道切换的功能。在微波频段时，要实现两路通道切换，通常采用pin开关，pin开关切换是非接触式的，没有开关次数的限制，通过pin二极管的通断，可实现信号的导通和关闭。由于两路下行信号同时输出给pin开关，如果两路信号之间隔离度不够，会造成频率计检测出来的频率值出现混乱，所以在选择pin开关时，应选用通道隔离度较高的器件。
23.本次设计选用成都泰格微电子研究所生产的单刀三掷开关(型号为tgk3
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e23
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111
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55)，其频率范围为4～8ghz，插入损耗≤3db，端口的驻波系数≤1.6，隔离度≥60db，开关速度≤50ns，可用ttl电平控制，供电电压要求为
±
5v，该器件较小的驻波也便于设计时器件间的阻抗匹配，快速的开关速度和较小的插入损耗已经能满足测试设备要求，pin开关电路图见图4。
24.所述应答机与pin开关电路之间设有20db的固定衰减器，所述应答机的信号输出端通过固定衰减器与pin开关电路的输入端连通，由于应答机输出功率较大，信号进入pin开关前需要20db的固定衰减器，避免信号功率过强而损害pin开关，同时也避免过大的反射对应答机发射部分的损伤。
25.所述分频电路主要由8分频器和4分频器组成，由pin开关电路输出的信号经过8分频后再进行4分频再输入测试台。
26.所述分频电路主要对选通通道的信号进行分频处理，以满足频率计的测量频率范围要求，同时分频后的信号电平也要满足频率计的输入电平要求，分频电路图见图5。应答机输出两路下行信号的频率都为5kmhz左右信号，由于频率计测试的频率范围为dc～
225mhz，所以应答机输出信号还需要由分频器进行分频处理，满足频率计测试范围后才能送入频率计进行测试。本次设计经过计算需采用分频链路来完成32分频，先将信号进行8分频后再进行4分频，可选用hittle公司的单片分频器hmc433和hmc434。
27.其中hmc433是一款超低噪声超小型表贴塑封的4分频器，单电源+3v直流供电，最大输入频率8ghz，输入信号电平范围
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12dbm～+12dbm，输出信号电平
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3dbm左右，所需电流大约50ma左右；hmc434也是一款超低噪声超小型表贴塑封的8分频器，单电源+3v直流供电，最大输入频率8ghz，输入信号电平
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5dbm～+12dbm，输出信号电平
‑
2dbm左右，所需电流大约60ma左右。两个分频器的使用方法类似，外围偏置电路有些差异，电路简单，价格便宜，它们最大的特点是输出信号有很低的附加边带噪声，对接收系统的噪声性能影响很小，但对本次设计贡献较小。本次设计所用的工作频率范围正是该器件输出谐波较强的区域。
28.所述8分频器和4分频器之间设有一级滤波器，增加了一级滤波器，对输出频率进行滤波，可使输出信号更纯净，谐杂波达到35db以上。两路下行信号经过8分频电路后，输出信号频率都为660mhz左右信号，选用的滤波器满足工作频率范围为655mhz～665mhz即可，这里选用灿勤微波技术公司的型号为bpf54ec30a的介质滤波器，该滤波器中心频率650mhz，带宽
±
15mhz，插损≤1.5db，驻波≤1.5，尺寸小，价格便宜，满足设计要求。
29.所述滤波器和4分频器上的信号输入端均设有π型衰电路。由于pin开关和分频器对输入信号电平都有一定的要求，适当的增加π衰电路，既方便信号电平的调整又利于开关分频器调试，经开关和分频处理后信号电平变动，如下图6所示。
30.开关分频器供电采用单独dc/dc电源模块(hhw28s5f)，如图7所示。该电源模块内部具有输入滤波，推挽变压、整流滤波将+28v电压变换成稳定的+5v电压输出。该电源模块具有短路保护功能，因此在电源模块外围只需增加滤除纹波电容，使电源输出更加稳定纯净。
31.开关分频器内的各器件所使用的电压有
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5v和+3v，除电压+5v已有外，其余电压都可用+5v经dc/dc变换得来，其中两个分频器使用+3v供电，都可采用集成稳压器(型号为pth05000w)，该器件是标准+5v电压输入，输出电压范围0.9v～3.6v，输出电流可达6a，能满足电路设计对电压电流的要求。而pin开关要求供电为
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5v，
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5v可用tps63700变换得到，输入电压范围2.7v～5.5v，输出电压范围
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2v～
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15v，最大输出电流可达0.36a，也能满足电路设计对电压电流的要求。
32.本实用新型的路设计思路：两路信号通过高频电缆连接到测试设备的输入端(即开关分频器两输入端)，计算机通过并口发送控制指令与开关分频器控制端，控制开关分频器内的开关选择其中一个测量通道，在开关分频器完成信号分频之后，分频信号单路输出到频率计进行频率测量，测量出的频率值通过gpib卡实时传输给计算机的显控界面进行显示，并通过频率稳定度测试软件完成一定时间内频率稳定度的计算。
33.作用效果：测试设备能自动采集更多的数据，以一定的算法完成频率稳定度的计算，测试结果也更加准确，能反映信号的频率准确度和稳定度，同时，该测试设备可单独用作高频信号的分频处理，具有一定间接经济效益。
34.以上对本实用新型所提供的一种应答机测试用开关分频器进行了详尽介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实
用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，对本实用新型的变更和改进将是可能的，而不会超出附加权利要求所规定的构思和范围，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。