CN107132426A - 一种车载天线测量和分析转接装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种车载天线测量和分析转接装置，包括：分频器，连接于两路矢量信号发生器，接收所述信号发生器发出的激励信号；混频器，连接于所述两个分频器，接收所述两个分频器发出的信号并进行混频处理，所述混频器另一端连接于被测设备；阻抗转换器，分别设置于所述分频器和混频器之间，以及混频器和被测设备之间。本发明提出的车载天线测量和分析转接装置，运用本转接系统与频谱分析仪及网络分析仪进行配合能够更实用和耗时更少的进行相关参数的测量，更方便在远场射频实验室等对天线进行参数的测量，并在测量中对关键参数进行分析与评估，保证测试的准确性和一致性。
Description
技术领域
本发明涉及车载收音机天线测试领域，且特别涉及一种车载天线测量和分析转接装置。
背景技术
汽车收收音机分为拉杆天线和玻璃天线，而由于受到外观和使用条件的限制，拉杆天线的长度往往小于波长长度，并且车辆结构会限制天线安装在汽车顶面或者尾部，这样天线的接收性能会降低很多，为了保证接收的效果通常会有低噪声放大器(Low NoiseAmplifier,LNA)与天线进行匹配，信号经LNA通过馈线送与收音机接收端。低噪声放大器的构成主要包括输入、输出匹配网络和直流偏置网络等。
为保证汽车AM/FM收音机天线能在各种环境下可靠地工作，天线的LNA设计的好坏起着关键的作用。天线设计师经常要去现场花大量的时间进行信号匹配工作并分析不同信号条件下的天线效果，收音机天线测试过程中容易遇到接口不匹配和接收信号场强不匹配的问题。
发明内容
本发明提出一种车载天线测量和分析转接装置，运用本转接系统与频谱分析仪及网络分析仪进行配合能够更实用和耗时更少的进行相关参数的测量，更方便在远场射频实验室等对天线进行参数的测量，并在测量中对关键参数进行分析与评估，保证测试的准确性和一致性。
为了达到上述目的，本发明提出一种车载天线测量和分析转接装置，包括：
分频器，连接于两路矢量信号发生器，接收所述信号发生器发出的激励信号；
混频器，连接于所述两个分频器，接收所述两个分频器发出的信号并进行混频处理，所述混频器另一端连接于被测设备；
阻抗转换器，分别设置于所述分频器和混频器之间，以及混频器和被测设备之间。
进一步的，所述两路激励信号经由所述分频器处理并产生10DB的衰减。
进一步的，所述两路激励信号经由设置于所述分频器和混频器之间的阻抗转换器产生5DB的衰减。
进一步的，所述两路激励信号经由所述混频器处理并产生3DB的衰减。
进一步的，所述混频器处理后的信号经由设置于所述混频器和被测设备之间的阻抗转换器产生10DB的衰减。
进一步的，所述被测设备连接到频谱仪显示经由被测设备处理的信号测量结果。
进一步的，该装置还包括SMA接头固定夹具，用于固定SMA接头。
本发明提出的车载天线测量和分析转接装置，针对收音机天线测试过程中遇到的接口不匹配和接收信号场强不匹配问题，提出了在被测有源天线与后端测试设备之间增加一个接口转换装置，该装置由SMA接头固定夹具、阻抗转换器、混频器及分频器的集成。测量转接模块系统配合网络分析仪与频谱分析仪进行测试，并能够针对不同的测量参数给出了一致很好的测量结果。运用本转接装置能够准确的在装车测试前对车载LNA测试项目进行一致性很好的测量，更方便产品研发中参数的准确测量及各种相关数据的总结、对比，对快速发现设计缺陷并对设计进行有针对性地改进有很大帮助，而且极大的提高了设计的工作效率。
附图说明
图1所示为本发明较佳实施例的车载天线测量和分析转接装置结构示意图。
图2所示为本发明较佳实施例的转接装置校准参数结构示意图。
图3所示为本发明较佳实施例的转接装置噪声测量结构示意图。
图4所示为本发明较佳实施例的转接装置噪声测量结果示意图。
具体实施方式
以下结合附图给出本发明的具体实施方式，但本发明不限于以下的实施方式。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用于方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
请参考图1，图1所示为本发明较佳实施例的车载天线测量和分析转接装置结构示意图。本发明提出一种车载天线测量和分析转接装置，包括：分频器100，连接于两路矢量信号发生器10，接收所述信号发生器10发出的激励信号；混频器200，连接于所述两个分频器100，接收所述两个分频器100发出的信号并进行混频处理，所述混频器200另一端连接于被测设备20；阻抗转换器300、400，分别设置于所述分频器100和混频器200之间，以及混频器200和被测设备20之间。
根据本发明较佳实施例，所述两路激励信号经由所述分频器100处理并产生10DB的衰减。所述两路激励信号经由设置于所述分频器100和混频器200之间的阻抗转换器300产生5DB的衰减。所述两路激励信号经由所述混频器200处理并产生3DB的衰减。所述混频器200处理后的信号经由设置于所述混频器200和被测设备20之间的阻抗转换器400产生10DB的衰减。
所述被测设备20连接到频谱仪30显示经由被测设备处理的信号测量结果。进一步的，该装置还包括SMA接头固定夹具，用于固定SMA接头。
首先在测试前要运用本转接装置对网络分析仪进行校准，图2是校准参数的基础上测量天线LNA的S21参数框图，被测装置DUT通过两个50欧姆的阻抗连接于转接装置，转接装置通过2个接口PORT1和PORT2连接网络分析仪。由于本次测试天线FM工作的频段为76M至108MHZ，增益指标为2DB。为了便于分析，在网络分析仪上标注几个MARK点用以对比分析结果。
由于天线LNA是一种非线性器件，不管其工作在线性区还是在非线性区，都会产生非线性产物，只不过工作在线性区时，非线性产物功率电平较低，一般只考虑其三阶交调量。本发明预设91Mhz与89Mhz两个相邻频点的信号，运用本转接装置的测量方法得到MARK1与MARK2为91Mhz和89Mhz正旋波信号，经过衰减与混频把信号输送到频普仪中，从频谱仪中可读出两个频率所产生的三阶交调量分别为93Mhz与87Mhz，产生的三阶交调量与标准信号分别降低了71DB与75DB，远低于标准信号的功率，说明本次设计的放大器非线性特性非常好。
在车载天线放大器的设计中采取有效的办法来减小其交调产物的功率电平往往是非常必要的。改善功率放大器非线性的常用方法有前馈法，反馈法和预失真法等。其中，运用转接模块测量的放大器采用反馈法，但由于反馈法采用了闭环反馈的结构，以至使功率放大器的增益下降，采用的变频转换器还会使系统不稳定。所以在设计中通过测量而预知天线放大器的非线性特性，是天线放大器系统设计中不可缺少的环节。而运用本转接模块能够更方便在实验室对交调参数的测量，并在测量中对关键参数进行分析与评估，保证测试的准确性和一致性
稳定性是LNA设计中所必须要考率的，放大器的稳定性是指对振荡的抑制水平，在设计中必须要保证LNA在全频段的稳定性，以避免可能出现自激。车载天线放大器在设计初期会依据设计经验与电路的仿真结果加入改善LNA稳定的措施。但在实际应用中还是以最终的测量结果作为稳定与否的主要依据。
用本转接模块与网络分析仪可测出放大器双端口的S参数，由S参数根据稳定性因子(k)的公式可以算出K值。K值在全频段如果大于1即可证明LNA是工作稳定的。本文通过转接模块与网分析测量出S参数与K值。
可以看出此LNA的K值从0HZ到1GHZ的范围内，K值没有小于1的频点，证明此LNA是工作可靠的。
车载收音机系统的噪声系数取决于天线放大器的噪声系数，因此LNA的噪声系数会影响整个收音机系统性能的好坏。本文所测量的LNA的噪声指标为NF<1.5Db,采用专用的测量暗室并加入本转接模块对LNA进行了噪声测量，如图3所示。测量结果如图4所示在70Mhz至110Mhz的区间LNA的噪声低于限值。
综上所述，本发明提出的车载天线测量和分析转接装置，针对收音机天线测试过程中遇到的接口不匹配和接收信号场强不匹配问题，提出了在被测有源天线与后端测试设备之间增加一个接口转换装置，该装置由SMA接头固定夹具、阻抗转换器、混频器及分频器的集成。测量转接模块系统配合网络分析仪与频谱分析仪进行测试，并能够针对不同的测量参数给出了一致很好的测量结果。运用本转接装置能够准确的在装车测试前对车载LNA测试项目进行一致性很好的测量，更方便产品研发中参数的准确测量及各种相关数据的总结、对比，对快速发现设计缺陷并对设计进行有针对性地改进有很大帮助，而且极大的提高了设计的工作效率。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。
Claims (7)
1.一种车载天线测量和分析转接装置，其特征在于，包括：
分频器，连接于两路矢量信号发生器，接收所述信号发生器发出的激励信号；
混频器，连接于所述两个分频器，接收所述两个分频器发出的信号并进行混频处理，所述混频器另一端连接于被测设备；
阻抗转换器，分别设置于所述分频器和混频器之间，以及混频器和被测设备之间。
2.根据权利要求1所述的车载天线测量和分析转接装置，其特征在于，所述两路激励信号经由所述分频器处理并产生10DB的衰减。
3.根据权利要求1所述的车载天线测量和分析转接装置，其特征在于，所述两路激励信号经由设置于所述分频器和混频器之间的阻抗转换器产生5DB的衰减。
4.根据权利要求1所述的车载天线测量和分析转接装置，其特征在于，所述两路激励信号经由所述混频器处理并产生3DB的衰减。
5.根据权利要求1所述的车载天线测量和分析转接装置，其特征在于，所述混频器处理后的信号经由设置于所述混频器和被测设备之间的阻抗转换器产生10DB的衰减。
6.根据权利要求1所述的车载天线测量和分析转接装置，其特征在于，所述被测设备连接到频谱仪显示经由被测设备处理的信号测量结果。
7.根据权利要求1所述的车载天线测量和分析转接装置，其特征在于，该装置还包括SMA接头固定夹具，用于固定SMA接头。
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Publications (1)
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