CN101605006B - 一种跳频电台迟入网同步时间测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种操作简便的跳频电台迟入网同步时间测试装置，包括电台信号模拟发生、系统控制器、音频分析和人机界面。其中，所述电台信号模拟发生用于产生跳频发射信号，该跳频发射信号在适当的时候被输入到被测跳频电台，供被测跳频电台完成迟入网同步；其中，所述系统控制器用于控制所述跳频发射信号输入到被测跳频电台的时机，保证输入到被测跳频电台的所述跳频发射信号始终为勤务信息；其中，所述音频分析用于对被测跳频电台输出的音频信号幅度进行分析，当幅度大于200mv时，认为迟入网同步完成；其中，所述人机界面用于显示迟入网同步时间测试结果，该测试结果为自所述跳频发射信号开始输入到被测跳频电台，到迟入网同步完成的时间。

Description

一种跳频电台迟入网同步时间测试装置

技术领域

本发明属于跳频通信技术领域，尤其涉及一种跳频电台迟入网同步时间测试装置。

背景技术

跳频通信系统有着良好的保密能力和抗干扰能力，但对其实现带来了一系列的技术难题，如同步、组网问题等。跳频通信系统同步包括初始同步，迟入网同步和勤务同步。

迟入网同步是指未能通过接收初始同步信息入网的电台或者初始同步后又失步的电台，通过接收勤务信息实现同步。跳频电台迟入网同步时间测试一般依据国军标“GJB3434-98跳频电台性能测试方法”中“5.2.5迟入网时间”测量方法进行测试，如图1所示进行连接，首先将被测电台断开电源、辅测电台置于跳频状态、被测电台的电源开关控制线和音频输出分别与示波器两通道相连、被测电台的开关控制线作为示波器外触发信号；然后将音频信号源设置1kHz音频输出，辅测电台置于跳频发射状态，置示波器到外触发；最后电源开关控制线置“高”给被测电台上电、在示波器上记录下电源供电至被测电台音频输出信号正常的时间即为迟入网同步时间。这种迟入网同步时间测试方法需要人工操作多种测试仪表，测试过程极为复杂，无法进行自动测试。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种操作简便的跳频电台迟入网同步时间测试装置。

为解决上述技术问题，本发明跳频电台迟入网同步时间测试装置包括：

电台信号模拟发生模块、系统控制器、音频分析模块和人机界面模块；

其中，所述电台信号模拟发生模块，用于产生测试用跳频发射信号，该跳频发射信号在适当的时候被输入到被测跳频电台，供被测跳频电台完成迟入网同步；

其中，所述系统控制器，用于控制所述跳频发射信号输入到被测跳频电台的时机，保证输入到被测跳频电台的所述跳频发射信号始终为勤务信息；

其中，所述音频分析模块，用于对被测跳频电台输出的音频信号进行分析，以判断迟入网同步是否完成；

其中，所述人机界面模块，用于显示迟入网同步时间测试结果，该测试结果为自所述跳频发射信号开始输入到被测跳频电台，到迟入网同步完成的时间。

进一步地，所述电台信号模拟发生模块包括音频信号发生模块、跳频信号发生器、调制信号发生模块和射频发射模块；其中，所述音频信号发生模块，用于产生音频信号，该音频信号用于对基带信号进行CVSD（连续可变斜率增量调制）编码；所述跳频信号发生器，用于产生跳频信号；所述调制信号发生模块用于将CVSD编码后的所述基带信号在所述跳频信号发生器产生的跳频信号上进行调制；所述射频发射模块，用于将已进行所述调制的跳频信号进行上变频并进行幅度控制，最终输出给被测跳频电台。

进一步地，所述系统控制器控制所述跳频发射信号输入到被测跳频电台的时机采用的方案为，在所述跳频发射信号产生后经过一段足够长的时间，方将其输入到被测跳频电台，这样所述跳频发射信号中不再包含初始同步信息，而全部为勤务信息。

更进一步地，所述经过的一段足够长的时间为1.5秒时能够达到本发明要求。

进一步地，所述系统控制器，还用于对所述电台信号模拟发生模块、音频分析模块和人机界面模块的运行过程进行控制，以提高本发明测试装置的自动化水平。

进一步地，所述音频分析模块，是对被测跳频电台解调输出的音频信号幅度进行检测，当幅度达到某个定值以上时，则认为被测跳频电台已完成迟入网同步，所述定值的确定应保证解调输出的音频信号幅度在该定值之上时，被测跳频电台已完成迟入网同步。

更进一步地，所述定值为200mv。

进一步地，所述人机界面模块获得测试结果，是采用一个定时器，从所述跳频发射信号开始输入到被测跳频电台时开始计时，到迟入网同步完成时则触发所述定时器停止计时，则所述定时器读数即为迟入网同步时间。

本发明的有益效果为：

本发明使用自动控制原理和信号处理技术，在电台指标测试过程中进行迟入网同步时间的自动测试，大大的提高了测试效率并简化了测试过程。本发明由系统控制器控制测试装置工作方式和状态的转换，控制被测电台信号接收和发送，达到自动测试跳频电台迟入网同步时间的目的。

本发明首先巧妙地将包含有初始同步信息的射频信号关断，使被测跳频电台无法利用初始同步信息进行同步，当被测跳频电台能够接收到射频信号时，只能利用勤务信息实现同步，从而满足迟入网同步时间测试要求。采用本发明装置，在进行跳频电台迟入网同步时间测试时无需开关被测跳频电台的供电电源，方便快捷，测量结果准确，可操作性强。

附图说明

图1为国军标GJB3434-98迟入网时间测量连接图；

图2为本发明测试装置结构示意图；

图3为系统控制器的主程序流程图；

图4为音频幅度检测电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

本发明跳频电台迟入网同步时间测试装置包括电台信号模拟发生模块、系统控制器、音频分析模块和人机界面模块。

其中，系统控制器是整个测试装置的核心，它主要由CPU、跳频电台控制器、人机接口控制、CVSD编解码控制组成。其中，CPU控制测试系统工作方式和状态的转换，借助FPGA可编程优势能实现各种控制功能；跳频电台控制器将信道参数、日期时间等信息通过串行口传给跳频电台，供电台显示，跳频电台控制器用于控制电台信号模拟发生模块所产生的跳频发射信号输入到被测跳频电台的时机，保证输入到被测跳频电台的所述跳频发射信号始终为勤务信息；人机接口控制用于控制人机界面的运作；CVSD编解码控制用于控制对CVSD编解码过程进行控制。

其中，电台信号模拟发生模块用于产生测试用跳频发射信号，即模拟跳频电台发射信号，使测试装置与被测跳频电台能够正常通信，以便能够进行同步指标的测试。电台信号模拟发生模块主要包括音频信号发生模块、跳频信号发生器、调制信号发生模块以及射频发射模块。其中，音频信号发生模块用于产生音频信号对基带信号进行CVSD编码；跳频信号发生器根据跳频控制器当前跳频序列产生快速跳频信号；调制信号发生模块将CVSD编码后的基带信号在跳频信号上进行调制；射频发射模块将已调制的跳频信号进行上变频并进行幅度控制，最终输出给被测电台。

音频分析模块用于对CVSD解码后的被测跳频电台输出的音频信号进行测试分析，以判别电台是否同步。

本发明中人机界面模块使用本地键盘输入，用于设置测试装置的工作方式和输入相关参数，并对测试结果进行显示。该测试结果为自所述跳频发射信号开始输入到被测跳频电台，到迟入网同步完成的时间。

图2为本发明测试装置结构示意图，下面结合图2对本发明跳频电台迟入网同步时间测试装置做进一步详细说明。

如图2所示，本发明测试装置包括系统控制器、音频信号发生模块、音频分析模块、跳频信号发生器、信号调制模块、射频上变频模块、电台音频接口和人机界面模块。系统控制器主CPU采用X86系列的PC104模块，具备多种接口功能，借助FPGA可编程优势能实现各种控制功能。音频信号发生模块采用FPGA与DAC（数摸转换器）转换芯片即可实现频率和幅度的准确控制；音频信号分析模块采用ADC（模数转换器）变换与DSP（数字信号处理器）即可实现频率、幅度和失真等参数测量。跳频信号发生器是由跳频电台控制器对DDS（直接数字频率合成）进行频率控制，产生快速跳频信号，将电台跳频序列转换为跳频信号。信号调制模块对经CVSD编码后的基带信号进行调制，使跳频信号包含有同步及其它有用信息。射频上变频模块对调制后的跳频信号进行上变频发射，同时进行幅度精确控制，满足测试装置对于信号输出的有效控制。电台音频接口为通用7芯音频接口，包含有电台音频信号输出、电台收发控制信号PTT、电源和接地线等，其中电台收发控制信号PTT由系统控制器产生，PTT“高”时被测跳频电台为接收状态，PTT“低”时被测跳频电台为发射状态，人机界面提供系统本地设置及测试结果显示。

图3给出了系统控制器的主程序流程图，在进行迟入网同步测试之前，测试人员应通过本地键盘选择被测电台的型号，因为不同型号电台工作参数一般不相同，测试装置与被测电台需要选择同一信道，被测电台的射频和音频接口分别与测试装置对应端口连接好，打开被测电台电源。测试装置在进入迟入网同步测试之前需要进行系统时钟初始化及各模块初始化；然后进行迟入网同步初始化，包括：跳频控制器初始化，即选择信道和通信方式；音频信号发生模块初始化，本发明实施例中音频输出频率1kHz，幅度200mV；信号调制模块初始化，调制方式MSK（最小频移键控），码元速率21.33kHz；射频上变频模块初始化，根据选择信道及频率调谐方程确定射频本振频率，并进行射频输出幅度设置，将射频信号输出开关置于“关”状态。

迟入网初始化完成后进行定时器初始化并开始计时，电台收发控制信号PTT置“高”，即测试装置模拟电台发射信号，被测电台作为接收电台，开始进行迟入网同步时间测试；当定时器定时满1.5秒时置射频信号输出开关为“开”状态，此时被测电台利用测试装置输出的射频信号进行迟入网同步，计数器开始计时，之所以定时器定时满1.5秒后方置射频信号输出开关为“开”，是由于测试开始时，射频输出信号中包含有电台初始同步信息，一般电台初始同步信息持续时间不超过1秒，当射频信号输出开关置为“开”时，射频输出信号只包含有勤务同步信息。当音频分析模块检测到电台音频输出幅度大于200mV时表明电台迟入网同步成功，计数器停止计数，测试系统根据读取的计数器数据计算出迟入网同步时间，测量人员可直接在测试系统显示屏上观察测试结果。本发明实施例之所以将电台音频输出幅度大于200mV作为迟入网同步成功的判断依据，是由于仅当测试装置与被测电台完全同步时电台才能解调出1kHz的音频信号，并且音频信号幅度一般大于400mV；当被测电台没有同步时，不能解调出音频信号。

图4为音频幅度检测电路原理图，如图4所示，本发明采用比较器实时检测电台音频输出幅度，在比较器的负端设置200mV的门限电平，电台音频信号接入到比较器正端，当音频幅度大于200mV时，比较器输出上升沿触发计数器停止计数并通知系统控制器的CPU迟入网同步已完成，CPU能够从计数器读出迟入网同步时间测量结果。

同时应当理解的是，本发明请求保护范围阐明于所附权利要求书中，而不能以说明书的上述描述作为限制，凡是在本发明的宗旨之内的显而易见的修改亦应归于本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种跳频电台迟入网同步时间测试装置，其特征在于：

该装置包括电台信号模拟发生模块、系统控制器、音频分析模块和人机界面模块；

其中，所述电台信号模拟发生模块，用于产生测试用跳频发射信号，该跳频发射信号在适当的时候被输入到被测跳频电台，供被测跳频电台完成迟入网同步；

其中，所述系统控制器，用于控制所述跳频发射信号输入到被测跳频电台的时机，保证输入到被测跳频电台的所述跳频发射信号始终为勤务信息；

其中，所述音频分析模块，用于对被测跳频电台输出的音频信号进行分析，以判断迟入网同步是否完成；

其中，所述人机界面模块，用于显示迟入网同步时间测试结果，该测试结果为自所述跳频发射信号开始输入到被测跳频电台，到迟入网同步完成的时间。

2.根据权利要求1所述的跳频电台迟入网同步时间测试装置，其特征在于：

所述电台信号模拟发生模块包括音频信号发生模块、跳频信号发生器、调制信号发生模块和射频发射模块；其中，所述音频信号发生模块，用于产生音频信号，对基带信号进行连续可变斜率增量调制编码；所述跳频信号发生器，用于产生跳频信号；所述调制信号发生模块用于将连续可变斜率增量调制编码后的所述基带信号在所述跳频信号发生器产生的跳频信号上进行调制；所述射频发射模块，用于将已进行所述调制的跳频信号进行上变频并进行幅度控制，最终输出给被测跳频电台。

3.根据权利要求1所述的跳频电台迟入网同步时间测试装置，其特征在于：

所述系统控制器控制所述跳频发射信号输入到被测跳频电台的时机采用的方案为，在所述跳频发射信号产生后经过一段足够长的时间，方将其输入到被测跳频电台，这样所述跳频发射信号中不再包含初始同步信息，而全部为勤务信息。

4.根据权利要求3所述的跳频电台迟入网同步时间测试装置，其特征在于：

所述经过的一段足够长的时间为1.5秒。

5.根据权利要求1所述的跳频电台迟入网同步时间测试装置，其特征在于：

所述系统控制器，还用于对所述电台信号模拟发生模块、音频分析模块和人机界面模块的运行过程进行控制。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的跳频电台迟入网同步时间测试装置，其特征在于：

所述音频分析模块是对被测跳频电台解调输出的音频信号幅度进行检测，当幅度达到某个定值以上时，则认为被测跳频电台已完成迟入网同步，所述定值的确定应保证解调输出的音频信号幅度在该定值之上时，被测跳频电台已完成迟入网同步。

7.根据权利要求6所述的跳频电台迟入网同步时间测试装置，其特征在于：

所述定值为200mv。

8.根据权利要求6所述的跳频电台迟入网同步时间测试装置，其特征在于：

所述人机界面模块获得测试结果，是采用一个定时器，从所述跳频发射信号开始输入到被测跳频电台时开始计时，到迟入网同步完成时则触发所述定时器停止计时，则所述定时器读数即为迟入网同步时间。

9.根据权利要求1至5中任一项所述的跳频电台迟入网同步时间测试装置，其特征在于：

所述人机界面模块获得测试结果，是采用一个定时器，从所述跳频发射信号开始输入到被测跳频电台时开始计时，到迟入网同步完成时则触发所述定时器停止计时，则所述定时器读数即为迟入网同步时间。

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