CN101478700A - 一体化无源互调分析仪 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种一体化无源互调分析仪，包括射频单元、计算机单元和电源单元，其特征在于，所述的射频单元、计算机单元和电源单元集成在一个机箱内，射频单元进一步包括有源模块(2)、无源模块(3)，计算机单元进一步包括控制计算机(1)、数字接收机(4)和显示器(5)，控制计算机(1)连接数字接收机(4)和显示器(5)，有源模块(2)连接控制计算机(1)，无源模块(3)连接有源模块(2)，数字接收机(4)连接无源模块(3)，无源模块(3)通过低互调电缆与待测产品连接。本发明的有益效果是：提供了一种体积小、重量轻、成本低、功能多的一体化的无源互调分析仪。

Description

一体化无源互调分析仪
技术领域
本发明涉及通信系统中无源互调指标的测试分析技术，主要是涉及一种一体化无源互调分析仪。
背景技术
随着移动通信在世界各地的快速发展，用户的要求也从能通话上升到要求更好的网络通话质量和其它服务。由于多系统覆盖多用无源器件来完成，所以无源器件的无源互调(PassiveInter Modulation，PIM)特性就越来越成为关注的焦点。
无源互调是由发射系统中各种无源器件的非线性特性引起的。在大功率、多信道系统中，这些无源器件的非线性会产生相对于工作频率的更高次谐波，这些谐波与工作频率混合会产生一组新的频率，其最终结果就是在空中产生一组无用的频谱从而影响正常的通信。
其中危害最大的属三阶互调(PIM3)，它是由输入双音信号f1和f2信号经过无源器件后，由于非线性的存在，二次谐波2f1和2f2会进一步产生2*f1-f2和2*f2-f1的三阶互调信号。一旦这些三阶互调IM3信号落入发射或接收通带后，滤波器无法识别它与正常的带内工作信号，而直接传输给下一级，互调分量接近甚至大于接收机正常工作信号电平，对接收机灵敏度产生干扰，从而降低通话质量，并减小系统容量。此外不管是有源还是无源器件等都会产生三阶互调产物。
随着频率资源的日渐紧张，为使不同通信系统间互调产物不相互影响，对产品进行互调测试就尤为重要。在移动通信基站系统安装和维护中，基站系统所使用的如双工器、塔放、馈缆、天线、避雷器等部件要经常进行测试是否达到一定标准。美国SUMMITEK公司生产的测试装置由射频主机箱和电源机箱，还需要配置一台计算机组成，机箱与计算机间通过多芯线缆连接。目前行业中普遍使用类似美国SUMMITEK公司生产的独立的三个机器的测试装置，这样的测试系统不但价格非常昂贵，一些中小企业无法承受，而且体积非常庞大，移动不方便，尤其是像移动基站安装维护这样的工作带来了很多麻烦。
发明内容
本发明弥补了现有技术的空缺，提供了一种体积小、重量轻、成本低、功能多的一体化的无源互调分析仪。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现：一种一体化无源互调分析仪，包括射频单元、计算机单元和电源单元，其特征在于，所述的射频单元、计算机单元和电源单元集成在一个机箱内，射频单元进一步包括有源模块、无源模块，计算机单元进一步包括控制计算机、数字接收机和显示器。集成以后的分析仪体积小、重量轻，成本比现有技术低很多。
有源模块：连接控制计算机，用于产生控制计算机给定频率和功率的测试信号，并发送给无源模块；
无源模块：连接有源模块，用于将有源模块提供的测试信号输出到被测试器件，并将分离出的由系统及被测试器件产生的无源互调产物发给数字接收机；
数字接收机：连接无源模块，用于接收和处理无源模块发来的无源互调产物，并将处理后的结果发给控制计算机；
控制计算机：连接数字接收机和显示器，用于将从数字接收机发来的处理结果再处理和修正，并传送给显示器显示结果；连接有源模块，用于监测有源模块工作状态参数。
作为优选，所述的有源模块还进一步包括两路测试信号发生电路，测试信号发生电路还进一步包括微程序控制器、信号源、功率放大器和功率检测电路，微程序控制器连接信号源，信号源连接功率放大器，功率放大器连接功率检测电路，用于产生两个给定频率和功率的测试信号；功率检测电路用反馈电路连接功率放大器和微程序控制器，用于监测有源模块的工作状态参数，两路测试信号发生电路并联。反馈电路对有源模块的工作状态参数(功率、电流、VSWR)进行实时的监测，输出的功率信号也更稳定。为了满足扫频测试，信号源的频率可以实现扫频输出。
作为优选，所述的微程序控制器与温度检测控制器连接。对有源模块工作状态参数(温度)进行实时监测。
作为优选，所述的无源模块还进一步包括合路器、双工器一、双工器二、负载，有源模块的两个功率检测电路连接到无源模块的合路器上，合路器与双工器一的TX接口连接，双工器一的RX接口与数字接收机连接，数字接收机与双工器二的RX接口连接，双工器二的TX接口连接负载。无源模块可以将有源模块产生的两路大功率测试信号进行合路，通过该模块可以分离出由系统及测试器件产生的无源互调产物。
作为优选，双工器一、双工器二均通过低互调电缆与待测产品连接。为保证测试精度需求，分析仪自身产生的无源互调信号要足够小。
作为优选，所述的双工器一和合路器集成在一个器件中，两个功率检测电路分别连接到集成器件的TX1、TX2接口上。两个元器件集成在一个元器件中，不但成本降低，而且体积也缩小，此外电性能和可靠性也比之前好。
作为优选，所述的控制计算机还进一步包括主板和操作系统，主板上有CPU和RAM，控制计算机上有USB接口、PS/2接口、VGA接口和LAN接口，可以连接键盘和鼠标。
作为优选，所述的操作系统中有人机交互的图形界面软件。通过良好的人机交互图形界面软件，可以让用户对仪器进行必要的控制，同时可以获取被测试器件的无源互调指标的测试结果，并对结果进行保存、打印。
作为优选，所述的数字接收机进一步包括双向开关、低噪声放大器、频谱仪，双工器一的RX接口和双工器二的RX接口与数字接收机的双向开关相连，双向开关与低噪声放大器相连，低噪声放大器与频谱仪相连。由于无源互调产物幅度一般很小，这就要求数字接收机具有良好的动态范围及噪低，为了满足测试需要，接收机的噪低要小于130dbm。
作为优选，所述的控制计算机通过RS232/RS485接口与有源模块连接，控制计算机通过RS232/RS485接口或USB接口与数字接收机连接。
本发明的有益效果是：(1)对模块电路进行压缩，设计性能更好、效果更理想、电路更简单的电路来实现模块功能，功能和效果比现有技术还多和理想。(2)所有模块集成到一机箱内，较现有技术三机体成本更低、体积更小、重量更轻、更易携带。(3)自主开放的人机交互式图形界面软件，提供了生产模式、工程模式、测试模式适应了不同用户的需求。(4)相比现有技术三机体更省电，节约能源，辐射小，更环保。
附图说明
图1是本发明的一种结构方框图；
图2是本发明的一种电路结构示意图。
如图：控制计算机1 主板11 有源模块2 微程序控制器21信号源22 功率放大器23 率检测电路24 温度检测控制器25 测试信号发生电路6 无源模块3 合路器31 双工器一32 双工器二33负载34 集成器件7数字接收机4 双向开关43 低噪声放大器42 频谱仪41 显示器5 液晶显示器51 脉冲宽带调制器52
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
实施例1：如图1所示，一体化无源互调分析仪，包括控制计算机1、有源模块2、无源模块3、数字接收机4、显示器5、电源。电源外接220V交流电，内部通过电路转化传送给各个功能模块所需的不同电压。控制计算机1连接数字接收机4和显示器5，有源模块2连接控制计算机1，无源模块3连接有源模块2，数字接收机4连接无源模块3，无源模块3有两个镀银电缆头，通过低互调电缆与待测产品连接。
如图2所示，控制计算机1包括主板11和操作系统，主板11上有CPU和RAM，控制计算机1的主板11连接有USB接口、PS/2接口、VGA接口和LAN接口。上述接口比较常见，普通技术人员应该了解它们的作用，这里就不再多说。主板11连接液晶显示器51，液晶显示器51通过PWM脉冲宽带调制器52连接电源，保证电源输出电压在工作条件变化时保持恒定。操作系统中有人机交互的图形界面软件，软件开发了测试、生产、工程三种模式。
有源模块2包括两路测试信号发生电路6，测试信号发生电路6包括微程序控制器21、信号源22、功率放大器23和功率检测电路24，微程序控制器21连接信号源22，信号源22连接功率放大器23，功率放大器23连接功率检测电路24，用于产生两个给定频率和功率的测试信号。功率检测电路24用反馈电路连接功率放大器23和微程序控制器21，用于监测有源模块2的工作状态参数。两路测试信号发生电路6并联，微程序控制器21通过RS232/RS485接口与有源模块2的主板连接。微程序控制器21还与温度检测控制器25连接。
无源模块3包括合路器31、双工器一32、双工器二33、负载34，有源模块2的两个功率检测电路24连接到无源模块3的合路器31上，合路器31与双工器一32的TX接口连接，双工器一32的RX接口与数字接收机4连接，数字接收机4与双工器二33的RX接口连接，双工器二33的TX接口连接负载34。双工器一32、双工器二33均通过低互调电缆与待测产品连接。
数字接收机4包括双向开关43、低噪声放大器42、频谱仪41，双工器一32的RX接口和双工器二33的RX接口与数字接收机4的双向开关相连，双向开关43与低噪声放大器42相连，低噪声放大器42与频谱仪41相连。低噪声放大器42通过USB接口与控制计算机1的主板11连接。双向开关43再与控制计算机1的主板11连接。
实施例2：在保证实施例1的大体结构不变的情况下稍加改动，对于相同部分实施例2就不再多说，在图2的无源模块3中的合路器31与双工器一32做成更为简单的集成器件7，有源模块的两个功率检测电路24分别连接到集成器件7的TX1、TX2接口上，集成器件7的RX接口连接到数字接收机的双向开关43相连。
使用时：安装好被测试器件，准备交流220V电源，要求为220V二相三线制，保证良好接地，电源功率容量大于1000W，接通电源，接好鼠标键盘，启动仪表，预热至少15分钟。
用户通过图形方式的人机交互软件，设定测试条件(频率、功率、测试模式、显示模式等)，控制计算机1通过RS485通信接口将控制指令发送到有源模块2，有源模块2根据指令产生符合要求的两路大功率信号，两路大功率信号通过无源模块3合成一路输出到被测试器件，被测试器件产生的无源互调信号经过无源模块3分离出来并传输到数字接收机4，数字接收机4对接收到的无源互调测试结果进行处理，通过USB(RS232/RS485)传送给控制计算机1，控制计算机1将接收到的测试结果进行必要的处理和修正，并传输给显示器5以数字、曲线、图形等形式进行显示，用于可以通过交互软件对测试结果进行保存、打印。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明核心技术特征的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

  1. 【权利要求1】1.一种一体化无源互调分析仪，包括射频单元、计算机单元和电源单元，其特征在于，所述的射频单元、计算机单元和电源单元集成在一个机箱内，射频单元进一步包括有源模块(2)、无源模块(3)，计算机单元进一步包括控制计算机(1)、数字接收机(4)和显示器(5)，
    有源模块(2)：连接控制计算机(1)，用于产生控制计算机(1)给定频率和功率的测试信号，并发送给无源模块(3)；
    无源模块(3)：连接有源模块(2)，用于将有源模块(2)提供的测试信号输出到被测试器件，并将分离出的由系统及被测试器件产生的无源互调产物发给数字接收机(4)；
    数字接收机(4)：连接无源模块(3)，用于接收和处理无源模块(3)发来的无源互调产物，并将处理后的结果发给控制计算机(1)；
    控制计算机(1)：连接数字接收机(4)和显示器(5)，用于将从数字接收机(4)发来的处理结果再处理和修正，并传送给显示器(5)显示结果；连接有源模块(2)，用于监测有源模块(2)工作状态参数。
  2. 【权利要求2】2.根据权利要求1所述的一体化无源互调分析仪，其特征在于，所述的有源模块(2)还进一步包括两路测试信号发生电路(6)，测试信号发生电路(6)还进一步包括微程序控制器(21)、信号源(22)、功率放大器(23)和功率检测电路(24)，微程序控制器(21)连接信号源(22)，信号源(22)连接功率放大器(23)，功率放大器(23)连接功率检测电路(24)，用于产生两个给定频率和功率的测试信号；功率检测电路(24)用反馈电路连接功率放大器(23)和微程序控制器(21)，用于监测有源模块(2)的工作状态参数；两路测试信号发生电路(6)并联。
  3. 【权利要求3】3.根据权利要求1或2所述的一体化无源互调分析仪，其特征在于，所述的微程序控制器(21)与温度检测控制器(25)连接。
  4. 【权利要求4】4.根据权利要求1所述的一体化无源互调分析仪，其特征在于，所述的无源模块(3)还进一步包括合路器(31)、双工器一(32)、双工器二(33)、负载(34)，有源模块(2)的两个功率检测电路(24)连接到无源模块(3)的合路器(31)上，合路器(31)与双工器一(32)的TX接口连接，双工器一(32)的RX接口与数字接收机(4)连接，数字接收机(4)与双工器二(33)的RX接口连接，双工器二(33)的TX接口连接负载(34)。
  5. 【权利要求5】5.根据权利要求4所述的一体化无源互调分析仪，其特征在于，双工器一(32)、双工器二(33)均通过低互调电缆与待测产品连接。
  6. 【权利要求6】6.根据权利要求4或5所述的一体化无源互调分析仪，其特征在于，所述的双工器一(32)和合路器(31)集成在一个器件(7)中，两个功率检测电路(24)分别连接到集成器件(7)的TX1、TX2接口上。
  7. 【权利要求7】7.根据权利要求1所述的一体化无源互调分析仪，其特征在于，所述的控制计算机(1)还进一步包括主板(11)和操作系统，主板(11)上有CPU和RAM，控制计算机(1)上有USB接口、PS/2接口、VGA接口和LAN接口，可以连接键盘和鼠标。
  8. 【权利要求8】8.根据权利要求7所述的一体化无源互调分析仪，其特征在于，所述的操作系统中有人机交互的图形界面软件。
  9. 【权利要求9】9.根据权利要求1所述的一体化无源互调分析仪，其特征在于，所述的数字接收机(4)进一步包括双向开关(43)、低噪声放大器(42)、频谱仪(41)，双工器一(32)的RX接口和双工器二(33)的RX接口与数字接收机(4)的双向开关相连，双向开关(43)与低噪声放大器(42)相连，低噪声放大器(42)与频谱仪(41)相连。
  10. 【权利要求10】10.根据权利要求1或2或4或5或7或8或9所述的一体化无源互调分析仪，其特征在于，所述的控制计算机(1)通过RS232/RS485接口与有源模块(2)连接，控制计算机(1)通过RS232/RS485接口或USB接口与数字接收机(4)连接。
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