一种基于北斗的卫星移动终端数字下变频器测试方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于“北斗”的卫星移动终端数字下变频器测试方法，数字下变频器中的第三射频变压器输出端连接的信号发生器产生中频信号并输入到AD8370芯片，AD8370芯片与第一射频变压器之间连接频谱仪；AD8370芯片输出信号依次经过第二射频变压器、声表滤波器、第一射频变压器后输入到AD6655芯片，并转换为数字信号后输入至FPGA；FPGA对该信号进行预处理后发送给DSP；DSP根据预处理结果进行计算，并将计算结果发送给PC机，并在PC机上显示。利用PC机及频谱仪等测试设备能很好的测试数字下变频器的多种功能指标，并判断这些指标是否达到设计要求，从而保证卫星移动通信终端数字下变频器性能。
【专利说明】一种基于北斗的卫星移动终端数字下变频器测试方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及卫星通信领域，特别涉及一种基于“北斗”的卫星移动终端数字下变频器测试方法。
【背景技术】
[0002]在基于软件无线电、模块化、可重构的卫星移动通信终端数字下变频器中，数字无线电系统的低频部分采用数字电路，与传统无线电系统相比，软件无线电系统的A/D、D/A变换移到了中频，并尽可能靠近射频端。软件无线电以可编程力强的FPGA、DSP器件代替专用数字电路，使系统硬件结构与功能相对独立。这样就可基于一个相对通用的硬件平台，通过软件实现不同的通信功能，并对工作频率、系统带宽、调制方式、信源编码等进行编程控制，系统灵活性大为增强。
[0003]DDC(Digital Down Converter,数字下变频)无线电发射链路中,模拟信号经过A/D采样转换成数字信号，数字信号经过数字混频、数字滤波后得到比原始信号低的、期望的基带信号的1、Q值，基带信号的1、Q值通过数字处理芯片和FPGA之间的端口发送到FPGA进行下一步处理，这种混频频率向下变化的方式叫做下变频。数字下变频(DDC)是软件无线电的核心技术之一。在数字通信领域，DDC用于还原IF信号，DDC处理是DUC处理的严格反处理。
[0004]参见图1，为基于“北斗”的卫星移动终端数字下变频器的结构示意图，该数字下变频器按照“北斗”的卫星移动通信试验系统的要求，合理布置和设计FPGA与AD6655芯片的接口，设计AD6655输出的中频的滤波和防干扰电路。以往的数字下变频器都不能直接使用在“北斗”的卫星移动通信试验系统中，图1设计的数字下变频器是首次在“北斗”的卫星移动通信试验系统中使用，数字下变频器的结构满足了 “北斗”的卫星移动通信试验系统的要求。由于该数字下变频器运用于基于“北斗”的卫星移动通信终端中，对各种数据性能要求非常高，事先验证其功能指标是否达到设计要求显得非常重要，现有技术中，没有对图1中基于“北斗”的卫星移动通信终端数字下变频器进行功能指标验证的方法。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于克服现有技术对基于“北斗”的卫星移动终端数字下变频器缺乏功能指标验证测试方法的不足，提供一种基于“北斗”的卫星移动终端数字下变频器测试方法。
[0006]为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案:
[0007]—种基于“北斗”的卫星移动终端数字下变频器测试方法，该测试方法为，在基于“北斗”的卫星移动终端数字下变频器中的第三射频变压器输出端连接信号发生器，用于产生载有模拟基带信号的中频信号；
[0008]所述信号发生器产生的载有模拟基带信号的中频信号通过第三射频变压器输入到可变增益放大器AD8370芯片，所述AD8370芯片与第一射频变压器之间连接频谱仪，用于检测AD8370芯片输出的载有模拟基带信号的中频信号的频率和幅值；
[0009]所述AD8370芯片输出的信号通过第二射频变压器输入声表滤波器，所述声表滤波器的输出信号通过第一射频变压器输入正交数字下变频器AD6655芯片；
[0010]所述正交数字下变频器AD6655芯片将接收到的模拟信号转换为数字信号，输入至 FPGA ；
[0011]所述FPGA通过模拟控制接口连接DSP，FPGA对接收到的数字信号进行预处理，然后将预处理结果发送给DSP;
[0012]PC机通过JTAG接口与FPGA连接，所述DSP根据预处理结果进行计算，并将计算结果发送给PC机，并在PC机上显示。
[0013]其中，上述测试方法用于测试基于“北斗”的卫星移动终端数字下变频器的手动衰减，具体步骤包括:
[0014]调整信号发生器产生140MHz的载有模拟基带信号的中频信号，并输入第三射频变压器；
[0015]使用频谱仪测试AD8370芯片输出的信号的频率和幅值；
[0016]数字下变频将接收到的模拟信号转换为数字信号，并输入FPGA ；
[0017]FPGA将接收到的数字信号进行预处理，然后发送给DSP ；
[0018]DSP计算出频率和每次步进衰减的幅值后发送给PC机，并在PC机上显示；
[0019]通过PC机设置AD8370的衰减值，范围是34dB?_34dB，步进为_4dB;
[0020]PC机显不频率值和幅值，同步依次记录每次步进后的幅值Vi (i为O?18的整数)；
[0021]每次步进衰减的幅值=IOX log (Vw-Vi),每次步进衰减的幅值满足4dB± IdB即为合格。
[0022]其中，上述测试方法用于测试基于“北斗”的卫星移动终端数字下变频器的输出电平动态范围、增益及带内平坦度，其中，
[0023]输出电平动态范围测试计算方法为:当测试频率在140MHz时，调整AD8370芯片输出频率的信号强度功率，使其输出值从最大值到最小值变化，记录最大值Smax (mW)和最小值Smin (mff),其单位是mW,即毫瓦,贝U输出电平动态范围=10X log (Smax-Smin),输出电平动态范围MOdB即为合格。
[0024]增益测试计算方法为:当测试频率在140MHz时，调整AD8370芯片输出频率的信号强度功率，使其输出值达到最大值，记录AD8370芯片的输入值Sin (mff)和输出值Sout(mff),其单位是mW,即毫瓦,计算增益,增益=IOX log (Sout-Sin),当增益>34dB时即为合格。
[0025]带内平坦度测试计算方法为:在AD8370的输入信号和增益保持不变的情况下，在AD8370输出端测试在AD8370有效工作带内的不同频率上最大和最小输出信号的差值，Smax，fl，Smax，f2，则带内平坦度=|Smax，f2-Smax，fl I，带内平坦度<10dB即为合格。
[0026]其中，上述测试方法用于测试基于“北斗”的卫星移动终端数字下变频器的本振相位噪声及杂散，具体步骤包括:
[0027]调整信号发生器产生70MHz的载有模拟基带信号的中频信号，并输入第三射频变压器；[0028]将AD8370的衰减置为最小值，使用频谱仪测试AD8370芯片输出的信号的频率和幅值；
[0029]数字下变频将接收到的模拟信号转换为数字信号，并输入FPGA ；
[0030]FPGA将接收到的数字信号进行预处理，然后发送给DSP ；
[0031]DSP计算出相位噪声和杂散后发送给PC机，并在PC机上显示；
[0032]频谱仪的中心频率置AD8370的工作频率70MHz，SPAN、RBW、VBff按下表设置:
[0033]
【权利要求】
1.一种基于“北斗”的卫星移动终端数字下变频器测试方法，其特征在于，该测试方法为，在基于“北斗”的卫星移动终端数字下变频器中的第三射频变压器输出端连接信号发生器，用于产生载有模拟基带信号的中频信号； 所述信号发生器产生的载有模拟基带信号的中频信号通过第三射频变压器输入到可变增益放大器AD8370芯片，所述AD8370芯片与第一射频变压器之间连接频谱仪，用于检测AD8370芯片输出信号的频率和幅值； 所述AD8370芯片输出的信号通过第二射频变压器输入声表滤波器,所述声表滤波器的输出信号通过第一射频变压器输入数字下变频AD6655芯片； 所述数字下变频AD6655芯片将接收到的模拟信号转换为数字信号，输入至FPGA ； 所述FPGA通过模拟控制接口连接DSP，FPGA对接收到的数字信号进行预处理，然后将预处理结果发送给DSP; PC机通过JTAG接口与FPGA连接，所述DSP根据预处理结果进行计算，并将计算结果发送给PC机，并在PC机上显示。
2.根据权利要求1所述的基于“北斗”的卫星移动终端数字下变频器测试方法，其特征在于，该测试方法用于测试基于“北斗”的卫星移动终端数字下变频器的手动衰减，具体步骤包括: 调整信号发生器产生140MHz的载有模拟基带信号的中频信号，并输入第三射频变压器输入； 使用频谱仪测试AD8370芯片输出的信号的频率和幅值； 数字下变频将接收到的模拟信号转换为数字信号，并输入FPGA ； FPGA将接收到的数字信号进行预处理，然后发送给DSP ； DSP计算出频率和每次步进衰减的幅值后发送给PC机，并在PC机上显示； 通过PC机设置AD8370的衰减值，范围是34dB~_34dB，步进为_4dB; PC机显示频率值和幅值，同步依次记录每次步进后的幅值Vi，所述i为O~18的整数； 每次步进衰减的幅值=IOX log (Vw-Vi),每次步进衰减的幅值满足4dB± IdB即为合格。
3.根据权利要求1所述的基于“北斗”的卫星移动终端数字下变频器测试方法，其特征在于，该测试方法用于测试基于“北斗”的卫星移动终端数字下变频器的输出电平动态范围、增益及带内平坦度，其中: 输出电平动态范围测试计算方法为:测试频率固定在140MHz，调整AD8370芯片输出频率的信号强度功率，使其输出值从最大值到最小值变化，记录最大值Smax和最小值Smin,其单位是mW，即毫瓦，则输出电平动态范围=IOXlog (Smax-Smin)，输出电平动态范围MOdB即为合格； 增益测试计算方法为:测试频率固定在140MHz，调整AD8370芯片输出频率的信号强度功率，使其输出值达到最大值，记录AD8370芯片的输入值Sin和输出值Sout，其单位是mW，即毫瓦，计算增益，增益=IOXlog (Sout-Sin),当增益>34dB时即为合格； 带内平坦度测试计算方法为:在AD8370的输入信号和增益保持不变的情况下，在AD8370芯片输出端测试在AD8370有效工作带内的不同频率上最大和最小输出信号的差值，Smax，fl，Smax，f2，则带内平坦度= |smax，f2-smax，fl I，带内平坦度<10dB即为合格。
4.根据权利要求1所述的基于“北斗”的卫星移动终端数字下变频器测试方法，其特征在于，该测试方法用于测试基于“北斗”的卫星移动终端数字下变频器的本振相位噪声，具体步骤包括: 调整信号发生器产生70MHz的载有模拟基带信号的中频信号，并输入第三射频变压器； 将AD8370的衰减置为最小值，频谱仪的中心频率置AD8370的工作频率70MHz，对频谱仪的工作参数SPAN、RBff, VBff的值进行不同设置，使用频谱仪测试AD8370芯片输出的信号的频率和幅值，进行多次测试，计算得出多个相位噪声值，相位噪声值=Δ MARK的电平值+IOlgRBW,相位噪声值≤85dBc / Hz为合格，若测试计算得出的每一个相位噪声值合格，则数字下变频器的相位噪声合格；其中SPAN、RBW、VBW、SWP的值至少包括下表内容:
5.根据权利要求1所述的基于“北斗”的卫星移动终端数字下变频器测试方法，其特征在于，该测试方法用于测试基于“北斗”的卫星移动终端数字下变频器的杂散，具体步骤包括: 使用FPGA设置AD8370的工作频率为70MHz，设置频谱仪的工作参数RBW置为IOKHz、VBff 置为 3KHz ； 从频谱仪上读取AD8370输出信号CW与噪声电平最高点的差值，该差值即为有载杂散，有载杂散< -60dBc即为合格； 使用FPGA设置信号发生器的输出频率0MHz，从频谱仪上读取噪声最高点的电平值，该电平值即为无载杂散，无载杂散< -70dBm即为合格。
6.根据权利要求1所述的基于“北斗”的卫星移动终端数字下变频器测试方法，其特征在于，该测试方法用于测试基于“北斗”的卫星移动终端数字下变频器的杂波输出，具体步骤包括: 调整信号发生器产生25MHz的模拟信号并输出到AD8370芯片，并输入第三射频变压器； 使用频谱仪测试AD8370芯片输出的信号的频率和幅值S3 ； 计算频率输出信号强度，信号强度S3dBm=10Xlog (S3)； 调整信号发生器产生305MHz的模拟信号并输出到AD8370芯片，并输入第三射频变压器；使用频谱仪测试AD8370芯片输出的信号的频率和幅值S4 ； 计算频率输出信号强度，信号强度S4dBm=10Xlog (S4)； 当信号强度 S3dBm=10Xlog (S3)≤-70dBm 且 S4dBm=10X log (S4)≤-70dBm 时即为合格。
7.根据权利要求1所述的基于“北斗”的卫星移动终端数字下变频器测试方法，其特征在于，该测试方法用于测试基于“北斗”的卫星移动终端数字下变频器的自动增益控制AGC，具体步骤包括: 控制信号发生器产生70MHz的数字信号并输出到AD6655芯片，使用频谱仪测试AD8370芯片输出的信号的频率Fl和幅值SI ； 控制AD8370芯片的增益调节为-20dB至+20dB，步进IdB ； 使用频谱仪测试AD8370芯片输出的信号的频率F2和幅值S2 ； 计算 AGC 增益 AGC=IO X log (S2-S1) >34dB 即为合格。
8.根据权利要求1所述的基于“北斗”的卫星移动终端数字下变频器测试方法，其特征在于，该测试方法用于测试基于“北斗”的卫星移动终端数字下变频器的软件复位是否正常，具体步骤包括: 调整信号发生器产生70MHz的载有模拟基带信号的中频信号，并输入第三射频变压器； 使用频谱仪测试AD8370芯片输出的第一信号的频率Π2和幅值V12 ； 用FPGA的测试软件控制AD6655芯片和AD8370芯片复位； 使用频谱仪测试AD8370芯片输出的第二信号的频率f 22和幅值V22 ； 将AD8370芯片输出的第一信号的频率Π2和幅值V12和第二信号的f22和幅值V22进行比较，即分别比较复位前后的频率Π2与f22、幅值V12与V22，如果一致或相对误差小于10_8，则复位正常。
【文档编号】H04B17/00GK103684625SQ201210330379
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年9月7日 优先权日:2012年9月7日
【发明者】吴伟林, 李承镛, 张代红, 杨宇航, 吴博 申请人:成都林海电子有限责任公司