一种跳频信号测试电路的制作方法

1.本实用新型涉及跳频通信技术领域，具体涉及一种跳频信号测试电路。


背景技术：

2.随着无线电通信技术的发展，为了提高系统的抗干扰能力，广泛的使用了跳频通信技术，而如何测试跳频通信的相关指标是目前广泛研究的问题。一般而言，跳频通信的测试指标包括：跳频速率、跳频带宽、跳频频率集、换频时间、跳频功率和跳频灵敏度等。
3.目前针对跳频信号时间频率特性的测试，通常采用实时频谱分析仪、调制域分析仪或示波器等设备来测试跳频信号时间频率特性，或者，采用成本更高的软件参数解调单元来直接计算跳频信号的时间频率、带宽、速率等参数。但是跳频通信是一种数字化通信，是扩频通信的一种，在这种通信方式中，所产生的跳频信号是一种高带宽高频信号(能够达到1～1000mhz以上)，信号传输所使用的射频带宽是原信号带宽的几十倍、几百倍以至几千倍；因而高频的跳频信号会进一步增加软件参数解调单元的计算处理成本。另一方面，实时频谱仪、调制仪、示波器的带宽有限，当跳频信号的频率跳变范围超过设备带宽时，将无法准确测量跳频信号的信息；针对跳频信号超过检测设备的带宽问题，现有技术中通过对跳频信号进行分频处理以降低分路信号的频率，从而使其适配于相应的检测设备进行速率检测，例如：申请号为2015107920127的中国专利公开的宽带跳频信号的时间频率测量电路，其采用宽带分频单元(分频器)将原始跳频信号进行分频处理，分频后每个分路的信号频率降低了能够便于后续计数；但是分频后每个分路的信号其不能包含原始信号的所有载波信息，不利于原始信号的频率信息的提取。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于克服现有技术中所存在的高频跳频信号提高信号参数测试成本、无法适配于硬件检测设备带宽的问题，提供一种跳频信号测试电路，本电路通过配置混频处理单元对跳频信号进行混频处理，在保证信号不失真的同时，降低后续信号参数测试的成本。
5.为了实现上述实用新型目的，本实用新型提供了以下技术方案：
6.一种跳频信号测试电路，包括：功率分配单元、功率检测单元、参数计算单元；其中，所述功率分配单元用于接收跳频信号，并将跳频信号分为两路，输出至所述功率检测单元与参数计算单元；所述功率检测单元用于检测跳频信号的功率，所述参数计算单元用于用于检测跳频信号的参数指标；还包括：混频处理单元；
7.所述混频处理单元设置于所述功率分配单元与所述参数计算单元之间；用于将功率分配单元输出的跳频信号混频处理为中频信号，并将所述中频信号输出至所述参数计算单元。
8.本实施例，通过配置混频处理单元对跳频信号进行混频处理，利用混频处理单元将高频跳频信号处理为中频信号(低于100mhz的信号)在保证信号不失真的同时，降低原始
跳频信号的频率，经过混频处理单元处理后的跳频信号能够更加适配于相应的硬件测试设备或者软件计算单元，能够有效降低后续信号参数指标(速率、频率、带宽等指标)的测试成本。
9.根据一种具体的实施方式，上述跳频信号测试电路中，所述混频处理单元包括：第一级混频器、第二级混频器、参考信号产生模块、功分器、第一本振电路、与第二本振电路；
10.其中，所述参考信号产生模块的输出端与所述功分器连接，所述功分器用于将所述所述参考信号产生模块产生的参考信号分两路输出至所述第一本振电路与第二本振电路，以使所述第一本振电路与第二本振电路根据所述参考信号产生相应的本振信号；
11.所述第一级混频器的第一输入端与所述功率分配单元连接，所述第一级混频器的第二输入端与所述第一本振电路的输出端连接，所述第一级混频器的输出端与所述第二级混频器的第一输入端连接；所述第一级混频器用于接收来自功率分配单元的跳频信号，并将所述跳频信号与所述第一本振电路产生的第一本振信号进行混频处理，得到第一中频信号，并输出至所述第一中频信号至所述第二级混频器；
12.所述第二级混频器的第二输入端与所述第二本振电路的输出端连接，所述第二级混频器的输出端与所述参数计算单元连接；所述第二级混频器用于接收所述第一中频信号，并将所述第一中频信号与所述第二本振电路产生的第二本振信号进行混频处理，得到第二中频信号，并输出至所述参数计算单元。
13.根据一种具体的实施方式，上述跳频信号测试电路中，所述混频处理单元还包括：第一信号处理模块与第二信号处理模块；
14.所述第一信号处理模块包括：依次连接的第一放大器、第一滤波器、第一衰减器，所述第一信号处理模块设置在第一级混频器的输出端与第二级混频器的第一输入端之间，用于对第一级混频器输出的第一中频信号进行放大、滤波、衰减处理，再输出至所述第二级混频器；
15.所述第二信号处理模块包括：依次连接的第二放大器、第二滤波器、第二衰减器，所述第二信号处理模块设置在第二级混频器的输出端与所述参数计算单元之间，用于对第二级混频器输出的第二中频信号进行放大、滤波、衰减处理，再输出至所述参数计算单元。
16.根据一种具体的实施方式，上述跳频信号测试电路中，所述跳频信号测试电路还包括：幅度调理单元；
17.所述幅度调理单元设置在所述混频处理单元设置于所述第一级混频器的第一输入端与所述功率分配单元之间；所述幅度调理单元用于对功率分配单元输出的跳频信号进行幅度调理，再输出至所述第一级混频器。
18.根据一种具体的实施方式，上述跳频信号测试电路中，所述第一本振电路、第二本振电路为锁相环电路。
19.根据一种具体的实施方式，上述跳频信号测试电路中，所述锁相环电路采用型号为hmc830的锁相环芯片。
20.根据一种具体的实施方式，上述跳频信号测试电路中，所述参考信号产生模块为ocxo晶体振荡器。
21.根据一种具体的实施方式，上述跳频信号测试电路中，所述跳频信号测试电路还包括：功率衰减单元；
22.所述功率衰减单元的输出端与所述功率分配单元的输入端连接，所述功率衰减单元用于接收跳频信号，并对接收到的跳频信号进行衰减处理，再输出至所述功率分配单元。
23.根据一种具体的实施方式，上述跳频信号测试电路中，所述功率检测单元包括：真均方根响应功率检波器与模数变换器；
24.所述真均方根响应功率检波器用于将接收到的跳频信号解调为直流信号，并输出至所述模数变换器，所述模数变换器用于采样所述直流信号的电压值，并输出。
25.本实施例所采用的真均方根响应功率检波器能够契合于跳频信号的功率特性，快速测试出跳频信号的功率参数。
26.根据一种具体的实施方式，上述跳频信号测试电路中，所述参数计算单元为基于zynq的数字参数计算单元。
27.本实施例所采用的基于zynq(软件无线电)的数字参数解调器相较于现有基于fpga芯片的数字参数解调器具有更高的处理性能与集成度。
28.与现有技术相比，本实用新型的有益效果：。
29.本实用新型实施例所提供的跳频信号测试电路，通过配置混频处理单元对跳频信号进行混频处理，利用混频处理单元在保证信号不失真的同时，降低原始跳频信号的频率，经过混频处理单元处理后的跳频信号能够更加适配于相应的硬件测试设备或者软件计算单元，能够有效降低后续信号参数测试的成本。
附图说明
30.图1为本实用新型示例性实施例的跳频信号测试电路的第一原理示意图；
31.图2为本实用新型示例性实施例的跳频信号测试电路的第二原理示意图；
32.图3为本实用新型示例性实施例的功率衰减单元的电路示意图；
33.图4为本实用新型示例性实施例的功率分配单元的电路示意图；
34.图5为本实用新型示例性实施例的混频处理单元的电路示意图；
35.图6为本实用新型示例性实施例的本振电路的电路示意图；
36.图7为本实用新型示例性实施例的参考信号产生模块的电路示意图；
37.图8为本实用新型示例性实施例的功率检测单元的电路示意图。
具体实施方式
38.下面结合试验例及具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。但不应将此理解为本实用新型上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本实用新型内容所实现的技术均属于本实用新型的范围。
39.实施例1
40.图1示出了本实用新型示例性实施例的跳频信号测试电路，包括：功率分配单元、功率检测单元、参数计算单元；其中，所述功率分配单元用于接收跳频信号，并将跳频信号分为两路，输出至所述功率检测单元与参数计算单元；所述功率检测单元用于检测跳频信号的功率，所述参数计算单元用于检测跳频信号的频率和/或速率；其特征在于，还包括：混频处理单元；
41.所述混频处理单元设置于所述功率分配单元与所述参数计算单元之间；用于将功
率分配单元输出的跳频信号混频处理为中频信号，并将所述中频信号输出至所述参数计算单元。
42.本实施例所提供的跳频信号测试电路，通过配置混频处理单元对跳频信号进行混频处理，利用混频处理单元在保证信号不失真的同时，降低原始跳频信号的频率，经过混频处理单元处理后的跳频信号能够更加适配于相应的硬件测试设备或者软件计算单元，能够有效降低后续信号参数测试的成本。
43.实施例2
44.在一种可能的实现方式中，如图2所示，所述跳频信号测试电路还包括：功率衰减单元；所述功率衰减单元的输出端与所述功率分配单元的输入端连接，所述功率衰减单元用于接收跳频信号，并对接收到的跳频信号进行衰减处理，再输出至所述功率分配单元。其中，图3示出了本实施例的功率衰减单元电路示意图，图4示出了本实施例的功率分配单元电路示意图，如图4所示，功分器n44端口2为输入端口子与功率衰减单元连接，功分器n44端口5与功率检测单元连接，功分器n44端口7与混频处理单元(幅度调理模块)连接。
45.进一步的，所述混频处理单元具体包括：幅度调理模块、第一级混频器、第二级混频器、参考信号产生模块、功分器、第一本振电路、与第二本振电路；所述幅度调理单元设置在所述混频处理单元设置于所述第一级混频器的第一输入端与所述功率分配单元之间；所述幅度调理模块用于对功率分配单元输出的跳频信号进行幅度调理，再输出至所述第一级混频器；其中，图5示出了本发明示例性实施例的第一、第二混频器电路。
46.具体的，所述第一级混频器的第一输入端与所述功率分配单元连接，所述第一级混频器的第二输入端与所述第一本振电路的输出端连接，所述第一级混频器的输出端与所述第二级混频器的第一输入端连接；所述第一级混频器用于接收来自功率分配单元的跳频信号，并将所述跳频信号与所述第一本振电路产生的第一本振信号进行混频处理，得到第一中频信号，并输出至所述第一中频信号至所述第二级混频器；所述第二级混频器的第二输入端与所述第二本振电路的输出端连接，所述第二级混频器的输出端与所述参数计算单元连接；所述第二级混频器用于接收所述第一中频信号，并将所述第一中频信号与所述第二本振电路产生的第二本振信号进行混频处理，得到第二中频信号，并输出至所述参数计算单元。其中，所述参考信号产生模块的输出端与所述功分器连接，所述功分器用于将所述所述参考信号产生模块产生的参考信号分两路输出至所述第一本振电路与第二本振电路，以使所述第一本振电路与第二本振电路根据所述参考信号产生相应的本振信号。
47.具体的，输入的原始跳频信号频率范围1～1000mhz，本实施例中，所采用的第一本振信号频率范围1692～2691mhz，第一次混频后的输出的第一中频信号频率为1691mhz，第二本振信号频率为1659.9mhz，第二次混频后输出第二中频信号频率为31.1mhz，以此得到频率低于100mhz的中频信号，信号频率降低，易于测试。
48.本实施例所提供的跳频测试电路，经过一个功率衰减单元对大功率跳频信号进行衰减，再通过一个1:2功分器(功率分配单元)将信号分成两路信号：一路信号送入功率检测单元，将信号电平转换成模拟电压信号,通过测试电压值进行功率测量；另一路信号通过射频衰减器(幅度调理单元)对信号幅度进行调理后进入射频通道进行混频处理，通过两次混频后得到一个中频信号，再将中频信号输出至参数计算单元对该信号进行解调处理，即可得到跳频信号的各种参数；能够适应于各种规格的硬件检测设备以及软件计算单元，具有
更强的适应性。
49.在射频通道对经过射频输入调理过后的信号进行变频和幅度调理。然后将信号送入第一级混频器与一本振电路产生的一本振信号混频，得到一个固定的一中频信号；该中频信号经过放大器放大，射频带通滤波器滤波及衰减器衰减等信号处理后送到第二级混频器与二本振电路产生的固定的二本振信号混频，得到一个可以直接进行数字信号处理的中频信号，该中频信号经过放大、滤波、中频衰减后送入中频采样及数字化处理单元进行解调分析，测量出跳频信号的各种参数。
50.在一种可能的实现方式中，如图6所示，在混频处理单元中，通过锁相环芯片hmc830来产生本振信号。即采用锁相环芯片hmc830与环路滤波器构成的锁相环电路作为本实施例的本振电路，由锁相环电路产生一个本振信号，经过高通滤波、衰减、放大、低通滤波后输出一个幅度合适的信号到混频器混频。
51.在一种可能的实现方式中，以ocxo晶体振荡器作为所述参考信号产生模块，以产生本振参考信号。如图7所示，ocxo晶体振荡器产生的参考输出信号通过功分器后分成两路信号，分别经过放大、衰减滤波后，送到锁相环电路作为两个锁相环芯片hmc830的参考信号。
52.在一种可能的实现方式中，如图8所示，功率测量单元主要利用真均方根响应功率检波器件来实现。射频输入信号经过适当的衰减后，进入真均方根响应功率检波器,检波器的输出直流信号与输入信号的均方根值的对数成比例，测试直流信号的大小便可以得到输入射频信号的功率大小。检波器的输出直流信号经过一个运放缓冲隔离后，对该直流信号进行通过高速模数变换器采样实现数字化，在数字化处理单元得到该电压值，从而得到跳频信号的功率值。
53.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。