CN105281850A - 一种手持无线电综合测试仪 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种手持无线电综合测试仪，包括信号处理模块、射频前端模块、频参本振模块、电源模块及输入输出模块；所述信号处理模块同时与所述射频前端模块、频参本振模块、电源模块、输入输出模块连接；所述电源模块同时还与所述频参本振模块连接，所述频参本振模块与所述射频前端模块连接；所述射频前端模块用于接收或发送无线电信号；所述频参本振模块用于为所述射频前端模块提供混频信号，所述信号处理模块用于控制各个模块的运行并对所述射频前端模块传来的信号进行分析处理。本发明实现了多种测量功能的集合，实现多种功能的测量。

Description

一种手持无线电综合测试仪

技术领域

本发明涉及电子测量仪器，特别涉及一种手持无线电综合测试仪。

背景技术

目前在通信装置现场测试仪器采用单一测试，一件仪器只对少数功能进行测量，不能实现多种功能的测量。

发明内容

本发明为了解决不能在同一仪器上对多种功能的测量，提供一种手持无线电综合测试仪。

为解决上述技术问题，本发明提供了以下技术方案：

一种手持无线电综合测试仪，包括信号处理模块、射频前端模块、频参本振模块、电源模块及输入输出模块；所述信号处理模块同时与所述射频前端模块、频参本振模块、电源模块、输入输出模块连接；所述电源模块同时还与所述频参本振模块连接，所述频参本振模块与所述射频前端模块连接；所述射频前端模块用于接收或发送无线电信号；所述频参本振模块用于为所述射频前端模块提供混频信号，所述信号处理模块用于控制各个模块的运行并对所述射频前端模块传来的信号进行分析处理。

进一步的，所述综合测试仪还包括通信模块，所述通信模块与所述信号处理模块连接，其用于所述综合测试仪与外界通信。

进一步的，所述输入输出模块包括输入模块及输出模块，其中，所述输入模块为键盘；所述输出模块为显示器。

所述射频前端模块设置有天线口、T/R口及驻波口。

进一步的，所述射频前端模块中包括T/R输入输出模块、天线输入输出模块、驻波输入输出模块；所述T/R输入输出模块采用T/R口进行射频的输入输出；所述天线输入输出模块采用天线口进行射频的输入输出；所述驻波输入输出模块采用驻波口进行驻波输入输出。

进一步的，所述T/R输入输出模块包括T/R输入模块及T/R输出模块，其中，

T/R输入模块包括T/R口、衰减器、功分器、功率监测电路、前端调理电路、下变频电路以及中频调理电路；所述T/R口通过所述衰减器与所述功分器的输入端连接，所述功分器的一路输出端与所述功率监测电路连接，同时，所述功分器另一输出端与所述前端调理电路、下变频电路及中频调理电路依次连接；

T/R输出模块包括依次连接的频率合成器、校准电路、变频滤波电路、幅度控制电路、功分器、衰减器以及T/R口；

所述T/R输入模块及T/R输出模块中中的T/R口、衰减器、功分器为共用。

进一步的，所述天线输入输出模块包括天线输入模块及天线输出模块；其中，

所述天线输入模块包括依次连接的天线口、第一定向耦合器、前端调理电路、下变频电路及中频调理电路；

所述天线输出模块包括依次连接的频率合成器、校准电路、变频滤波电路、幅度控制电路、第一定向耦合器及天线口；

所述天线输入模块及天线输出模块中的天线口及第一定向耦合器为共用，同时，所述天线口及第一定向耦合器之间还并接有一大功率保护电路。

进一步的，所述驻波输入输出模块包括驻波输入模块及驻波输出模块；其中，

所述驻波输出模块包括依次连接的频率合成器、校准电路、变频滤波电路、幅度控制电路、第二定向耦合器及驻波口；

所述驻波输入模块包括依次连接的驻波口、第二定向耦合器、对数检波器；所述对数检波器同时与幅度差监测模块及相位差监测模块连接；

所述驻波输出模块及驻波输入模块共用一驻波口及第二定向耦合器，同时，所述驻波口及第二定向耦合器之间还并接有反向功率保护电路。

所述电源模块包括开关电源；所述开关电源同时与电池及适配器连接，其用于控制综合测试仪的电源通断；所述电池用于为综合测试仪通过电池供电，说的适配器用于所述综合测试仪通过220V市电通电。

所述综合测试仪还包括音频产生模块及音频测量模块；

所述音频产生模块与所述信号处理模块连接，其用于产生制定频率的音频并输出

所述音频测量模块与所述信号处理模块连接其用于对接收到的音频信号进行采样、分析。

本发明共有6类基本测试模式和一个系统设置模式：7类基本测量模式如下：接收测试模式、发射测试模式、双工测试模式、音频模式、波形分析模式、频谱分析模式、驻波分析模式。

与现有技术相比，本发明实现了多种测量功能的集合，实现多种功能的测量。

附图说明：

附图1是本发明提供的综合测试仪结构框图。

附图2是射频前端模块结构框图。

具体实施方式

下面根据附图1、附图2对本发明进行具体实施方式做出简要的说明。

一种手持无线电综合测试仪，包括信号处理模块1、射频前端模块3、频参本振模块2、电源模块4及输入输出模块5；所述信号处理模块1同时与所述射频前端模块3、频参本振模块2、电源模块4、输入输出模块5连接；所述电源模块4同时还与所述频参本振模块2连接，所述频参本振模块2与所述射频前端模块3连接；所述射频前端模块3用于接收或发送无线电信号；所述频参本振模块2用于为所述射频前端模块3提供混频信号，所述信号处理模块1用于控制各个模块的运行并对所述射频前端模块3传来的信号进行分析处理。

所述频参本振模块2包括电源处理模块、控制模块、晶振分频模块、点频合成模块及宽频生成模块；所述晶振分频模块分别与所述电源处理模块、控制模块、点频合成模块、宽频生成模块连接；所述电源处理模块用于为射频本振电路提供电源；所述控制模块用于控制射频本振电路产生合适的本振信号；所述晶振分频模块用于产生基准参考信号；所述点频合成模块用于合成点频信号并输出；所述宽频生成模块用于生成宽频信号并输出。

进一步的，所述晶振分频模块包括依次连接的DAC调谐电压模块、晶体振荡器及并接的两个时钟缓冲电路。

进一步的，所述晶体振荡器产生80MHz基准参考信号。

进一步的，所述点频合成模块包括1520MHz点频本振输出电路及1600MHz点频本振输出电路。

进一步的，所述1520MHz点频本振输出电路包括第一频率合成芯片、第一无源环路滤波电路、第一压控振荡器、第一功分器、第一低通滤波器、第二低通滤波器、第一放大器；其中，第一频率合成芯片与所述晶振分频模块连接并接收基准参考信号，所述第一频率合成芯片还与所述第一无源环路滤波电路、第一压控振荡器、第一功分器首尾相接组成锁相环路；所述第一功分器还依次与所述第一低通滤波器、第二低通滤波器、第一放大器连接组成输出电路。

进一步的，所述1600MHz点频本振输出电路包括第二频率合成芯片、第二无源环路滤波电路、第二压控振荡器、第二功分器、第三低通滤波器、第二放大器；其中，第二频率合成芯片与所述晶振分频模块连接并接收基准参考信号，所述第二频率合成芯片还与所述第二无源环路滤波电路、第二压控振荡器、第二功分器首尾相接组成锁相环路；所述第二功分器还依次与所述第三低通滤波器、第二放大器连接组成输出电路。

进一步的，所述宽频生成模块包括1691MHz-2991MHz宽频本振输出电路及1690.7MHz-2990.7MHz宽频本振输出电路。

进一步的，所述1691MHz-2991MHz宽频本振输出电路包括第三频率合成芯片、第三无源环路滤波电路、第四低通滤波器、第三放大器以及第一π型衰减网络和高通滤波电路；其中，所述第三频率合成芯片与所述晶振分频模块连接并接收基准参考信号，所述第三频率合成芯片还与所述第三无源滤波电路构成锁相环电路；同时，所述第三频率合成芯片还依次与所述第四低通滤波器、所述第三放大器以及所述第一π型衰减网络和高通滤波电路连接并输出1691MHz-2991MHz宽频本振信号。

进一步的，所述1690.7MHz-2990.7MHz宽频本振输出电路包括第四频率合成芯片、第四无源环路滤波电路、第五低通滤波器、第四放大器以及第二π型衰减网络和高通滤波电路；其中，所述第四频率合成芯片与所述晶振分频模块连接并接收基准参考信号，所述第四频率合成芯片还与所述第四无源滤波电路构成锁相环电路；同时，所述第四频率合成芯片还依次与所述第五低通滤波器、所述第四放大器以及所述第二π型衰减网络和高通滤波电路连接并输出1690.7MHz-2990.7MHz宽频本振信号。

进一步的，所述综合测试仪还包括通信模块6，所述通信模块6与所述信号处理模块1连接，其用于所述综合测试仪与外界通信。

进一步的，所述输入输出模块5包括输入模块51及输出模块52，其中，所述输入模块51为键盘；所述输出模块52为液晶显示器。

所述射频前端模块3设置有天线口（Ant口）321、T/R口311及驻波口（Swr口）331。

进一步的，所述射频前端模块3中包括T/R输入输出模块、天线输入输出模块、驻波输入输出模块；所述T/R输入输出模块采用T/R口311进行射频的输入输出；所述天线输入输出模块采用天线口321进行射频的输入输出；所述驻波输入输出模块采用驻波口331进行驻波输入输出；上述三个模块之间通过开关切换。

进一步的，所述T/R输入输出模块包括T/R输入模块及T/R输出模块，其中，

T/R输入模块包括T/R口311、衰减器312、功分器313、功率监测电路314、前端调理电路315、下变频电路316以及中频调理电路317；所述T/R口311通过所述衰减器312与所述功分器313的输入端连接，所述功分器313的一路输出端与所述功率监测电路314连接，同时，所述功分器313另一输出端与所述前端调理电路315、下变频电路316及中频调理电路317依次连接；

T/R输出模块包括依次连接的频率合成器（DDS）341、校准电路342、变频滤波电路343、幅度控制电路344、功分器313、衰减器312以及T/R口311；

所述T/R输入模块及T/R输出模块中的T/R口311、衰减器312、功分器313为共用。

进一步的，所述天线输入输出模块包括天线输入模块及天线输出模块；其中，

所述天线输入模块包括依次连接的天线口321、第一定向耦合器322、前端调理电路315、下变频电路316及中频调理电路317；

所述天线输出模块包括依次连接的频率合成器（DDS）341（某些实施例中，所述频率合成器也可以集成在数据处理模块）、校准电路342、变频滤波电路343、幅度控制电路344、第一定向耦合器322及天线口321；

所述天线输入模块及天线输出模块中的天线口321及第一定向耦合器322为共用，同时，所述天线口321及第一定向耦合器322之间还并接有一大功率保护电路323。

进一步的，所述驻波输入输出模块包括驻波输入模块及驻波输出模块；其中，

所述驻波输出模块包括依次连接的频率合成器341、校准电路342、变频滤波电路343、幅度控制电路344、第二定向耦合器332及驻波口331；

所述驻波输入模块包括依次连接的驻波口331、第二定向耦合器332、对数检波器333；所述对数检波器同时与幅度差监测模块334及相位差监测模块335连接；

所述驻波输出模块及驻波输入模块共用一驻波口331及第二定向耦合器332，同时，所述驻波口331及第二定向耦合器332之间还并接有反向功率保护电路336。

所述电源模块包括开关电源41；所述开关电源同时与电池42及适配器43连接，其用于控制综合测试仪的电源通断；所述电池42用于为综合测试仪通过电池供电，说的适配器43用于所述综合测试仪通过220V市电通电。

所述综合测试仪还包括音频产生模块7及音频测量模块8；

所述音频产生模块7与所述信号处理模块1连接，其用于产生制定频率的音频并输出；所述音频产生模块7由芯片音频DDS芯片构成；其共有两块分别作为音频发生器Ⅰ和音频发生器Ⅱ组成，其通过信号处理模块1的SPI接口编程控制音频DDS芯片合成相应频率的输出信号。

所述音频测量模块8与所述信号处理模块1连接其用于对接收到的音频信号进行采样、分析。所述音频测量模块8通过EMIF总线与所述信号处理模块1连接，其对接收到的外部音频信号经AD完成采样后，进入多功能处理单元进行分析处理，并由显示模块52输出相应的测量参数及波形。

本发明共有6类基本测试模式和一个系统设置模式：7类基本测量模式如下：接收测试模式、发射测试模式、双工测试模式、音频模式、波形分析模式、频谱分析模式、驻波分析模式。

对无线电通信装备的发射性能进行测量时，本实施例提供的综合测试仪工作于接收模式，此时，本实施例提供的综合测试仪对被测设备来说，相当于一台超外差式射频分析仪，被测量发射机的大功率射频信号输入到T/R口311后，经衰减器312（本实施例中为20dB/30W大功率衰减器）后进入功分器313，功分器313的一路输出信号进入功率监测电路314获得射频信号的功率；功分器313的另一路输出信号依次通过前端调理电路315、下变频电路316及中频调理电路317后进入信号处理模块1。

若仪器设置为“天线输入口”时，则通过开关切换后由天线口321进行信号接收，接收信号依次通过第一定向耦合器322、前端调理电路315（进行幅度调理并与频参本振模块提供的三级本振信号混频）、下变频电路316、中频调理电路317后进入信号处理模块1；信号处理模块1对信号进行数字下变频后对信号进行数字中频采样，并将采样数据送入信号处理模块1内部的随机存储器中，同时，数字信号处理模块1完成信号的分析处理。

在对无线电通信装备的接收性能进行测量时，本实施例提供的综合测试仪仪器处于发射模式。此时，手持无线电综合测试仪对被测设备来说，相当于一台射频合成源。首先在信号处理模块1，利用DDS技术产生具有AM/FM功能的中频信号，在射频前端模块3中与来自频参本振模块2的多路本振信号混频得到符合接收机频率范围测试需要的2MHz～1300MHz的频率信号。该信号通过放大、滤波、衰减后，输出满足接收机性能测试需要的射频载波（可选择由T/R口发射或天线口发射）。

在进行驻波比和电缆测试时，仪器内部频率合成器输出信号经校准电路、变频滤波电路、幅度控制电路后进入定向耦合器到达驻波比测试连接器（是指对数检波器吗？）。由定向耦合器得到连接器上的正向电压和反向电压。该信号经对数检波器检波并放大后，由软件计算获得被测装置的驻波比以及电缆的损耗情况，并对电缆故障进行定位。

音频分析部分由信号处理模块中包含的音频输入滤波器、数字示波器、音频计数器、失真信纳计部分构成，完成音频信号的分析处理。音频合成部分中，利用信号处理板整件中的DDS产生两路音频信号，经音频分配电路（输出模块中的音频输出模块）对外输出。

在对无线电通信装备进行双工性能测量时，仪器内部的射频合成源和射频分析仪同时工作，完成对被测设备的接收机性能测试和发射机性能测试，实现射频双工测量功能。同时获得通信装备中发射机的发射功率、发射频率、调制参数和接收机的接收灵敏度、频率接收选择能力、音频输出等特性。

本发明的实施方式不限于以上实施例，在不脱离本发明宗旨的前提下做出的各种变化均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种手持无线电综合测试仪，其特征在于：包括信号处理模块、射频前端模块、频参本振模块、电源模块及输入输出模块；所述信号处理模块同时与所述射频前端模块、频参本振模块、电源模块、输入输出模块连接；所述电源模块同时还与所述频参本振模块连接，所述频参本振模块与所述射频前端模块连接；所述射频前端模块用于接收或发送无线电信号；所述频参本振模块用于为所述射频前端模块提供混频信号，所述信号处理模块用于控制各个模块的运行并对所述射频前端模块传来的信号进行分析处理。

2.如权利要求1所述的手持无线电综合测试仪，其特征在于，所述综合测试仪还包括通信模块，所述通信模块与所述信号处理模块连接，其用于所述综合测试仪与外界通信。

3.如权利要求1所述的手持无线电综合测试仪，其特征在于，所述输入输出模块包括输入模块及输出模块，其中，所述输入模块为键盘；所述输出模块为显示器。

4.如权利要求1所述的手持无线电综合测试仪，其特征在于，所述射频前端模块设置有天线口、T/R口及驻波口。

5.如权利要求4所述的手持无线电综合测试仪，其特征在于，所述射频前端模块中包括T/R输入输出模块、天线输入输出模块、驻波输入输出模块；所述T/R输入输出模块采用T/R口进行射频的输入输出；所述天线输入输出模块采用天线口进行射频的输入输出；所述驻波输入输出模块采用驻波口进行驻波输入输出。

6.如权利要求5所述的手持无线电综合测试仪，其特征在于，所述T/R输入输出模块包括T/R输入模块及T/R输出模块，其中，

T/R输入模块包括T/R口、衰减器、功分器、功率监测电路、前端调理电路、下变频电路以及中频调理电路；所述T/R口通过所述衰减器与所述功分器的输入端连接，所述功分器的一路输出端与所述功率监测电路连接，同时，所述功分器另一输出端与所述前端调理电路、下变频电路及中频调理电路依次连接；

T/R输出模块包括依次连接的频率合成器、校准电路、变频滤波电路、幅度控制电路、功分器、衰减器以及T/R口；

所述T/R输入模块及T/R输出模块中中的T/R口、衰减器、功分器为共用。

7.如权利要求5所述的手持无线电综合测试仪，其特征在于，所述天线输入输出模块包括天线输入模块及天线输出模块；其中，

所述天线输入模块包括依次连接的天线口、定向耦合器、前端调理电路、下变频电路及中频调理电路；

所述天线输出模块包括依次连接的频率合成器、校准电路、变频滤波电路、幅度控制电路、第一定向耦合器及天线口；

所述天线输入模块及天线输出模块中的天线口及第一定向耦合器为共用，同时，所述天线口及第一定向耦合器之间还并接有一大功率保护电路。

8.如权利要求5所述的手持无线电综合测试仪，其特征在于，所述驻波输入输出模块包括驻波输入模块及驻波输出模块；其中，

所述驻波输出模块包括依次连接的频率合成器、校准电路、变频滤波电路、幅度控制电路、第二定向耦合器及驻波口；

所述驻波输入模块包括依次连接的驻波口、第二定向耦合器、对数检波器；所述对数检波器同时与幅度差监测模块及相位差监测模块连接；

所述驻波输出模块及驻波输入模块共用一驻波口及第二定向耦合器，同时，所述驻波口及第二定向耦合器之间还并接有反向功率保护电路。

9.如权利要求1所述的手持无线电综合测试仪，其特征在于，所述电源模块包括开关电源；所述开关电源同时与电池及适配器连接，其用于控制综合测试仪的电源通断。

10.如权利要求1所述的手持无线电综合测试仪，其特征在于，所述综合测试仪还包括音频产生模块及音频测量模块；

所述音频产生模块与所述信号处理模块连接，其用于产生制定频率的音频并输出

所述音频测量模块与所述信号处理模块连接其用于对接收到的音频信号进行采样、分析。