CN101344548B - 一种天线端子互调敏感度测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种天线端子互调敏感度测量方法，属于测量技术领域，该方法按照GJB152A-97中对15k～10GHz天线端子互调传导敏感度测试(CS103)的要求和方法，基于自动测试系统，通过确定信号源初始电平使得信号源在受试设备的调谐频率处产生标准参考输出电平，以及调节第一信号源的频率，计算可能产生互调干扰的第二信号源的频点数组，调节第二信号源的幅度进行频点扫描，该方法使自动测试系统能够快速、准确地定位互调频点，从而大大缩短了测试时间。该自动测试系统充分利用了设备的可程控性和计算机的计算优势，简化了测试人员的工作量，提高了测试效率。

Description

一种天线端子互调敏感度测量方法

技术领域

本发明涉及测量技术领域，具体地说，是一种天线端子互调敏感度测量方法。

背景技术

随着飞机等系统平台上通信等子设备的增多，天线端子间的干扰成为影响设备间电磁兼容性的重要因素。天线端子间的干扰分析比较复杂，包括接收机互调、交调、阻塞、发射机互调、乱真发射、谐波发射等等。其中，互调干扰由于接收机和放大器等本身的非线性和频率规划的困难性往往难以避免，成为人们研究的重点。

为了评估军用设备和分系统中天线端子对互调干扰的抑制能力，《军用设备和分系统电磁发射和敏感度测量》(简称GJB152A)中规定了对天线端子互调传导敏感度的测试方法(简称CS103)。由于该项测试的频段较宽，若严格按照军标中指定的范围进行全频段的扫频，一方面工作量大，操作繁琐，导致测试时间漫长；另一方面，对某些窄带调谐的接收机，扫频步长又很难合理设置，给测试带来不便。

军标中给出的扫频范围下限是0.1f₀和15KHz中的较高值，上限是10f₀和10GHz中的较低值；扫频方式则是从信号源2的频率f₂开始逐步增加(降低)频率至测试范围。

这样做比较盲目，有两个不足之处：一是扫频速度较慢。敏感现象的判断需要给受试设备(EUT)和测试人员一定的反应时间，这使得扫频范围较大时会很耗时，也增加了很多操作量；二是对某些窄带调谐的EUT，步长选择又不宜依军标中给出的限值确定，因为在步进过大时有可能会找不准产生互调响应的频点，导致测试结果的不准确。

发明内容

本发明针对现有技术存在的缺点，基于《军用设备和分系统电磁发射和敏感度测量》(简称GJB152A)中规定的对天线端子互调传导敏感度的测试方法(简称CS103)，提出一种天线端子互调敏感度测量方法。该方法首先计算出待测互调频点，然后针对待测互调频点进行选择性测试。

本发明应用互调干扰理论来计算待测互调频点。以两个信号源产生干扰信号为例。

受试设备的频率经过非线性器件作用后，调谐回路中产生了新的组合频率分量pf₁+qf₂，其中p和q为整数且不为零，f₁是第一信号源的频率，f₂是第二信号源的频率。当pf₁+qf₂与f₀很接近时，f₀为受试设备的调谐频率，组合频率分量pf₁+qf₂很难被接收机滤除，经过解调之后便会对有用信号形成干扰，这便是n(n＝|p|+|q|)阶互调干扰。

根据互调干扰理论进行敏感度测试的原理如下：

为了测量互调抑制电平，先要通过测试给出第一信号源和第二信号源的初始电平V₁₀和V₂₀，其值应使信号源在受试设备(EUT)的调谐频率f₀处产生标准参考输出电平。然后给定第一信号源的频率f₁，军标定义的频率f₁是距离f₀最近的又不使EUT产生响应的频点，这样的频率f₁比较容易进入接收机。之后将第二信号源调谐在f′₂＝f₀+2(f₁-f₀)，这样便有f₀＝2f₁-f′₂，易观察到，调谐频率f₀为三阶互调产物。两信号源的幅度取为极限值电平V_j与V₁₀(V₂₀)之和(如果观察不到EUT的响应，则可适当增加幅度)，保持该幅度不变，对f′₂进行扫频，观察m阶互调产物，m为奇数。

天线端子互调敏感度测量方法按照如下步骤进行：

步骤一、确定信号源的初始电平；

确定第一信号源和第二信号源的初始电平V₁₀和V₂₀，使第一信号源和第二信号源在受试设备的调谐频率f₀处产生标准参考输出电平；

步骤二、第一信号源幅度调至V_j+V₁₀，V_j为极限电平，频率f₁调至使受试设备5无响应；

步骤三、根据f₀和f₁，计算可能产生互调干扰的第二信号源的频点f′₂数组；

步骤四、第二信号源的幅度调至V_j+V₂₀，对步骤三生成的频点f′₂数组中各个频点依次进行测试；

如果观察到受试设备在第i个频点产生互调响应，则记录第i个频点，并测量和记录互调抑制电平，然后选择第i+1个频点进行测量；如果受试设备在第i个频点处不产生互调响应，则直接选择第i+1个频点进行测量，直到所有的频点扫描完成，将互调响应频点数据存入数据库，结束测量。

本发明的优点在于：

1)、在对第二信号源进行扫频前，先行计算出可能产生互调响应的频点，将其存于数组中；在扫频时仅在这些频点上驻留，可以大大减少待测的频点数而又无需担心有所遗漏，从而显著缩短测试过程；

2)、扫频可以按产生互调响应的可能性大小，即互调产物的阶数进行；如果低阶的互调响应产物已经观察不到，则高阶的互调产物已经不需要再去考察，从而进一步减小测试的工作量。

3)、在扫描频点处缩小扫描间隔，使扫描更精确。

4)、充分发挥了计算机的计算和存储优势。

附图说明

图1为自动测试系统组成图；

图2为本发明测量方法的流程图；

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的一种天线端子互调敏感度测量方法进行详细说明。

本发明的天线端子互调敏感度测量方法是基于自动测试系统进行的，所述自动测量系统包括计算机3、信号源1、信号源2、测量接收机4和受试设备5(简称EUT)，如图1所示的是包含两个信号源1和信号源2的自动测试系统。

所述的计算机3作为自动测试系统的控制端，计算、判别和存储数据，信号源1产生频率f₁，信号源2产生频率f₂，测量接收机4根据计算机3的指令，完成对受试设备5的频率扫描和频点的存储。

本发明所述天线端子互调敏感度测量方法的流程图如图2所示，具体步骤为：

步骤一、确定信号源的初始电平。

确定信号源1和信号源2的初始电平V₁₀和V₂₀，其值应使信号源1和信号源2在受试设备5(EUT)的调谐频率f₀处产生标准参考输出电平。

步骤二、信号源1幅度调至V_j+V₁₀，V_j为极限电平，频率f₁调至使受试设备5无响应。

步骤三、根据f₀和f₁，计算可能产生互调干扰的信号源2的频点f′₂数组。

根据互调产生的机理求解下面参数方程

pf₁+qf₂＝f₀                           (1)

根据公式(1)，有

f₂＝(f₀-pf₁)/q                        (2)

按阶数n＝|p|+|q|由低到高循环求解f₂，p、q为整数且不为零，n取奇数，且3≤n≤19。当n＝3，有p＝±1，q＝±2；或者q＝±1，p＝±2。此时根据公式(2)可得到三阶互调的f′₂，依次类推得到m阶互调干扰频率。

根据军标GJB152A定义，如果10f₀＞10000MHz，且0.1f₀＜0.015MHz，则f_up＝10000MHz，f_down＝0.015MHz，否则f_up＝10f₀，f_down＝0.1f₀。

对于上述求得的m阶互调干扰频率f′₂，如果f_down≤f′₂≤f_up，则将f′₂存入f′₂数组。

步骤四、信号源2的幅度调至V_j+V₂₀。

对步骤三生成的f′₂数组中各个频点依次进行测试，并考察第i个频点，如果观察到受试设备5产生互调响应，则记录此频点i，并测量和记录互调抑制电平，然后选择下一个(i+1)频点进行测量。如果受试设备5在第i个频点处不产生互调响应，则直接选择下一个(i+1)频点进行测量。直到所有的频点扫描完成，将互调响应频点数据存入数据库，结束测量。

实施例

下面用一实例来对本发明作进一步说明，仍以两个信号源1和信号源2为例。

用测量接收机4对受试设备5进行测试。通过一振子天线接收频率为f₀＝91.5MHz的调频广播，接收的信号和信号源提供的干扰信号，汇合进入测量接收机4的信号输入端。测试在晚间进行，周围无明显干扰。通过解调后的音质状况来判断互调干扰情况。依据如下步骤对受试设备5进行扫描测试。

步骤一、确定信号源的初始电平。

确定信号源1和信号源2的初始电平V₁₀和V₂₀，V₁₀＝-67.99dBm，V₂₀＝-68.03dBm，V₁₀和V₂₀使信号源1和信号源2在受试设备5的调谐频率f₀处产生标准参考输出电平。

步骤二、信号源1幅度调至V_j+V₁₀，V_j为极限电平，信号源1的频率f₁＝91.700MHz，此时受试设备5无响应。

步骤三、根据f₀＝91.5MHz和f₁＝91.700MHz，计算可能产生互调干扰的信号源2的频点

数组。

10f₀＝915MHz<10000MHz，且0.1f₀＝9.15MHz>0.015MHz，所以取f_up＝10f₀＝915MHz，f_down＝0.1f₀＝9.15MHz。

根据公式(2)

f₂＝(f₀-pf₁)/q      (2)

求解m阶互调干扰频点。本例中，开始计算3阶互调干扰频点，取p＝2，q＝-1。得出：

$f_1^{\&prime;}=2\&times;91.7-91.5=91.9\mathrm{MHz}.$ 同理，p＝2，q＝1，得出： $f_2^{\&prime;}=2\&times;91.7+91.5=274.9\mathrm{MHz}.$ 接着计算5阶互调干扰频点： $f_2^{\&prime;}=3\&times;91.7-2\&times;91.5=92.100\mathrm{MHz}\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;$

如表1所示，列出了所求得的可能产生互调干扰的频点。

表1可能产生互调干扰的频点

 

频点/MHz	91.90	274.90	183.30	92.10	91.766	91.75	91.74	91.733
										互调阶数	3	3	5	5	7	9	11	13
抑制电平/dBμV	41.67	40.77	41.67	41.67	41.97	41.37	40.77	40.17

从上表可以看出，以上计算出来的符合 $f_{\mathrm{down}}\&le;f_2^{\&prime;}\&le;f_{\mathrm{up}},$ 因此都存入数组，并对

数组中各个频点依次进行测试。

根据实际需要，测试进行到七阶以后，后面的频点与前面的第一个频点数据91.90趋于接近。而前三个差别较大的频点正是我们所要寻找的互调频点。在扫频时仅在前三个频点上驻留，驻留范围可以根据实验人员自行设定，一般为接收机带宽。

步骤四、信号源2的幅度调至V_j+V₂₀。

对步骤三生成的数组中各个频点依次进行测试，考察第i个频点，如果观察到受试设备产生互调响应，则记录此i频点，并测量和记录互调抑制电平(互调测量抑制电平方法见GJB152A)，在例子中我们测得的抑制电平为第三行的数据。然后选择下一个频点进行测量。如果受试设备5不产生互调响应，则直接选择下一个频点进行测量。整个测试过程用了30分钟时间。如果应用常用的全频段扫描对上述的受试设备进行测试，时长会达到两个多小时。

在上面例子中我们发现：测试时间缩短一个半小时，而且操作更加快捷，测试规范，功能扩展是通过改变测试参数n即可实现。

Claims (1)

1.一种天线端子互调敏感度测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、确定信号源的初始电平；

确定第一信号源和第二信号源的初始电平V₁₀和V₂₀，使第一信号源和第二信号源在受试设备的调谐频率f₀处产生标准参考输出电平；

步骤二、第一信号源幅度调至V_j+V₁₀，V_j为极限电平，频率f₁调至使受试设备无响应；

步骤三、根据f₀和f₁，计算可能产生互调干扰的第二信号源的频点f₂′数组；

所述的可能产生互调干扰的第二信号源的频点f₂′数组是这样得到的：

根据互调产生的机理求解下面参数方程

qf₁+qf₂＝f₀                        (1)

根据公式(1)，有

f₂＝(f₀-pf₁)/q                     (2)

按阶数n＝|p|+|q|由低到高循环求解f₂，p、q为整数且不为零，n取奇数，且

3≤n≤19，得到m阶互调干扰频率f₂′，如果f_down≤f₂′≤f_up，则将f₂′存入f₂′数组；

步骤四、第二信号源的幅度调至V_j+V₂₀，对步骤三生成的频点f₂′数组中各个频点依次进行测试；

如果观察到受试设备在第i个频点产生互调响应，则记录第i个频点，并测量和记录互调抑制电平，然后选择第i+1个频点进行测量；如果受试设备在第i个频点处不产生互调响应，则直接选择第i+1个频点进行测量，直到所有的频点扫描完成，将互调响应频点数据存入数据库，结束测量。

Images