CN109560882A - 一种多功能无线信号手持式探试仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能无线信号手持式探试仪，它涉及无线通讯技术领域；壳体内安装有控制电路，控制电路上连接有天线，控制电路分别与移动电话信号探测单元、无线宽频信号探测单元、计频器单元和LCD显示单元电性连接；所述移动电话信号探测单元包括多频合路单元、数个频段选频放大通道电路和检波电路；多频合路单元与数个频段选频放大通道电路电性连接，数个频段选频放大通道电路与检波电路电性连接；所述无线宽频信号探测单元由65db动态范围AD8318及外围电路组成；本发明三种功能集中一起，单机多功能，移动电话信号探测覆盖2G\3G\4G\WIFI，灵敏度调节1DB步进，宽频信号探测器频率达到10GHZ。

Description

一种多功能无线信号手持式探试仪

技术领域：

本发明涉及一种多功能无线信号手持式探试仪，属于无线通讯技术领域。

背景技术：

目前市场数字计频器多为频率2400MHZ以下，计频精度KHZ级别，稳定性差。移动电话信号探测只覆盖2G\3G；宽频信号探测器频段都为3GHZ以下，灵敏度调节精度有限。

发明内容：

针对上述问题，本发明要解决的技术问题是提供一种多功能无线信号手持式探试仪。

本发明的一种多功能无线信号手持式探试仪，它包含壳体、控制电路和天线；壳体内安装有控制电路，控制电路上连接有天线，控制电路分别与移动电话信号探测单元、无线宽频信号探测单元、计频器单元和LCD显示单元电性连接；所述移动电话信号探测单元包括多频合路单元、数个频段选频放大通道电路和检波电路；多频合路单元与数个频段选频放大通道电路电性连接，数个频段选频放大通道电路与检波电路电性连接；所述无线宽频信号探测单元由65db动态范围AD8318及外围电路组成；所述计频器单元由宽频低噪放、射频开关、高速分频器、脉冲开关电路、高速同步二级制计数器、耦合电路、运算放大器组成；宽频低噪放分别与耦合电路、射频开关电性连接，耦合电路与运算放大器电性连接，射频开关分别与低噪放、3GHZ分频器电性连接，低噪放、3GHZ分频器均与1GHZ分频器电性连接，1GHZ分频器与信号放大电路电性连接，信号放大电路与脉冲开关电路电性连接，脉冲开关电路与高速同步二级制计数器电性连接；MCU指挥各单元按预定逻辑工作并驱动LCD显示电路；所述多频分路电路包括第一射频同轴连接器、第一功分器、第二功分器、第三功分器、第四功分器和第五功分器；所述第一射频同轴连接器的输入端与天线连接，其输出端与第一功分器的输入端连接；所述第一功分器的输出端分别与第二功分器、第三功分器的输入端连接；所述第二功分器的输出端分别与第四功分器、第五功分器的输入端连接；所述第三功分器、第四功分器和第五功分器的输出端各自与两个信号分离电路的输入端连接；所述计频器电路包括第三射频同轴连接器、第二低噪声放大器、用于测试电平强度的电平检测电路、以及用于进行检测信号频率的频率检测电路；该第三同轴连接器的输入端与天线连接，其输出端与第二低噪声放大器的输入端连接；该第二低噪声放大器的输出端分别与电平检测电路、频率检测电路的输入端连接；所述无线宽频信号探测电路包括第二射频同轴连接器和第二检波器；该第二射频同轴连接器的输入端与天线连接，其输出端与第二检波器输入端连接，该第二检波器输出端与控制电路连接。

一种多功能无线信号手持式探试仪的操作方法，它的操作方法如下：其有三种工作模式，工作模式一：通过旋钮开机，按功能键进入移动电话 3G\3G\4G-LTE 信号探测模式：第一射频同轴连接器为信号输入端，通过天线拾取空中信号，经电容一耦合，再经第一功分器至第五功分器将信号分成六路，然后这六路信号在分别经声表滤波器一、声表滤波器三、声表滤波器五、声表滤波器七、声表滤波器九、声表滤波器十一将各自的手机上行信号取出，再经第一低噪声放大器至第六低噪声放大器将信号放大，放大后的信号再经声表滤波器二、声表滤波器四、声表滤波器六、声表滤波器八、声表滤波器十、声表滤波器十二取出有用信号输出，再分别经第一检波器至第六检波器检波输出随射频信号电平变化转化为电压变化值，然后控制电路检测到这个电压分别经其引脚一至引脚六、引脚AD采集并按预定的程序驱动显示电路进行显示；

工作模式二：再按功能键进入宽频信号探测模式：第二射频同轴连接器外接天线拾取到无线信号经第二电容耦合送入第二检波器，第二检波器检波输出随射频信号电平变化转化为电压变化值，然后控制电路检测到这个电压，通过控制电路的PC2引脚做AD采集并按预定的程序驱动显示电路显示信号强度；

工作模式三：再按功能键进入计频器探测模式：经天线拾取空中信号，经第十八电容耦合送到低噪声放大器十四后分为两路信号，一路经第三电容电容耦合送到检波管一检波然后给运算放大器一运放处理，运算放大器一的1脚输出给控制电路的PC1引脚做AD采集，控制电路按预定程序驱动显示电路显示信号电平强度；运算放大器一运放7脚输出给控制电路的PA4引脚做AD采集，控制电路按预定程序控制计数触发启动，另一路信号经射频天线开关将信号有分10-500MHZ和500-3000MHZ两路通道，射频天线开关按控制指令经其8脚经通过第四电容耦合将信号送到第二分频器，第二分频器做4分频处理又经其 7 脚输出送给第一分频器，经第一分频器再做4分频通过其7 脚输出，射频天线开关的5脚输出500MHZ以下信号经第三低噪声放大器低噪放大输出直接送到第一分频器的3脚；分频后的信号经信号放大电路整形放大再经脉冲开关电路放大送入第 一二进制技术器、第二二进制计数器同步可预置其2脚，信号处理后第一二进制技术器的引脚12、引脚13、引脚14以及第二二进制技术器的引脚11、引脚12、引脚13、引脚14输出给控制电路的引脚PB7、引脚PB8、引脚PB9、引脚PB10、引脚PB11、引脚PB12、引脚PA1，然后控制电路按预计计算程序驱动显示电路显示实际被测信号频率；按钮功能按钮切换可改变测试量程。

作为优选，所述壳体包含上盖1、下盖2、导光柱3、电池盖4、电池盖螺丝5；上盖1与下盖2连接，上盖1上设置有导光柱安装孔11，导光柱3安装在导光柱安装孔11内，下盖2的后侧设置有安装槽，安装槽内安装有电池盖4，电池盖4通过电池盖螺丝5固定在下盖2上。

作为优选，所述数个频段选频放大通道电路包含FDD-LTE2500MHZ上行信号通道、WIFI 2400MHZ上行信号通道、WCDMA 2100MHZ上行信号通道、GSM 1800MHZ上行信号通道、CDMA800MHZ上行信号通道、GMS 900MHZ上行信号通道。

作为优选，所述检波电路由六个检波器组成。

作为优选，所述信号分离电路包括一个第一低噪声放大器和两个声表滤波器；所述多频分路电路的输出信号送至 第一个声表滤波器的输入端，第一个声表滤波器的输出端与第一低噪声放大器的输入端连接，第一低噪声放大器的输出端与第二个声表滤波器的输入端连接，第二个声表滤波器的输出端与控制电路的输入端连接；信号分离电路的输出端均连接有第一检波器，各信号分离电路均通过第一检波器与控制电路连接。

作为优选，所述所述电平检测电路包括用于耦合的第三电容、检波管和运算放大器，第三电容的一端与第二低噪声放大器的输出连接，其另一端与检波管的输入端连接；检波管的输出端与运算放大器的输入端连接；运算放大器的输出端与控制电路连接；所述频率检测电路包括射频天线开关、第三低噪声放大器、第一分频器、第二分频器、 用于耦合的第四电容、第一二进制计数器、第二二进制计数器、信号放大电路和脉冲开关电路 ；射频天线开关的一个输出端与第三低噪声放大器的输入端连接，第三低噪声放大器 的输出端与第一分频器的一个输入端连接，第一分频器的输出端与信号放大电路的输入端 连接，信号放大电路的输出端与脉冲开关电路的输入端连接，脉冲开关电路的输出端与第一二进制计数器连接，第一二进制计数器和第二二进制计数器的输出端与控制电路连接；射频天线开关的另一个输出端与第四电容的一端连接，第四电容的另一端与第二分频器的输入端连接，第二分频器的输出端与第一分频器的另一个输入端连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：三种功能集中一起，单机多功能，并且解决上述功能不足，频率计功能高达3000MHZ，精度100HZ 以下，移动电话信号探测覆盖2G\3G\4G\WIFI，灵敏度调节1DB 步进，宽频信号探测器频率达到10GHZ, 电路和外观设计精制美观稳定性高，使用方便等优点。

附图说明：

为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中壳体的结构示意图；

图3为本发明中控制电路的电路图；

图4为本发明中多频分路电路的结构示意图；

图5为本发明信号分离电路的结构示意图；

图6为本发明无线宽频信号探测电路的结构示意图；

图7为本发明功能按键的结构示意图；

图8为本发明计频器电路的结构示意图一；

图9为本发明计频器电路的结构示意图二；

图10为本发明计频器电路的结构示意图三。

具体实施方式：

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本发明。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

如图1至图10所示，本具体实施方式采用以下技术方案：包括控制电路 U101、天线、功能键K101和旋钮VR401；所述控制电路连接有移动电话信号探测电路、无线宽频信 号探测电路、计频器电路和显示电路，该控制电路用于输出检测结果至显示电路进行显示；所述天线用于检测信号；其中，所述移动电话信号探测电路包括：用于将天线接收的信号 分为多路的多频分路电路；用于将第一种频段的 GSM信号、第二种频段的 GSM 信号、CDMA信号、WCDMA信号、WIFI信号、FDD-LTE信号分别从多频分路电路输出信号中分离并送至控制电路的六个信号分离电路。其中，六个信号分离电路分别定义为第一GSM信号分离电路、第二GSM信号信号分离电路、CDMA信号分离电路、WCDMA信号分离电路、WIFI信号分离电路和FDD-LTE 信号分离电路。

进一步的，如图2所示，所述壳体包含上盖1、下盖2、导光柱3、电池盖4、电池盖螺丝5；上盖1与下盖2连接，上盖1上设置有导光柱安装孔11，导光柱3安装在导光柱安装孔11内，下盖2的后侧设置有安装槽，安装槽内安装有电池盖4，电池盖4通过电池盖螺丝5固定在下盖2上。

进一步的，所述多频分路电路包括第一射频同轴连接器P701、第一电容C701、第一功分器S701、第二功分器S702、第三功分器S703、第四功分器S704和第五功分器S705；所述第一射频同轴连接器P701的输入端与天线连接，其输出端与第一电容C701的一端连接，第一电容C701 的另一端与第一功分器S701的输入端连接；所述第一功分器S701的输出端分别与第二功分器S702、第三功分器 S703的输入端连接；所述第二功分器S702的输出端分别与第四功分器S704、第五功分器S705 的输入端连接 ；第三功分器 S703 的输 出端与第一GSM 信号分离电路、CDMA 信号分离电路连接；第四功分器S704 的输出端与第二GSM 信号信号分离电路、WIFI信号分离电路连接；第五功分器S705 的输出端与WCDMA信号分离电路、FDD-LTE信号分离电路连接。

进一步的，由于六个信号分离电路的结构基本一致，所以本实施例以CDMA 信号分离电路为例进行解释。该 CDMA信号分离电路包括一个第一低噪声放大器 U606和两个声表滤波器；第三功分器 S703 的输出信号送至第一个声表滤波器 F611 的输入端，第一个声表滤波器 F611 的输出端与第一低噪声放大器 U606 的输入端连接，第一低噪声放大器U606 的输出端与第 二个声表滤波器 F612 的输入端连接，第二个声表滤波器 F612 的输出端与检波器 U806 的输 入端连接，检波器 U806 的输出端与控制电路 U101 的 PA7 引脚连接。

进一步的，所述无线宽频信号探测电路包括第二射频同轴连接器 P201 和第 二检波器 U201；该第二射频同轴连接器P201的输入端与天线连接，其输出端与第二检波器U201输入端连接，该第二检波器U201输出端与控制电路的PC2引脚连接。其中，所述第二 括射频同轴连接器 P201与第二检波器U201 连接的通路上设有用于耦合的第二电容C201。

进一步的，所述计频器电路包括第三射频同轴连接器P401、第二低噪 声放大器U404(还增设更多的低噪声放大器，如本实施例增设的低噪声放大器U402)、用于测试电平强度的电平检测电路、以及用于进行检测信号频率的频率检测电路；第三同轴连接器 P401的输入端与天线连接，其输出端与第二低噪声放大器 U404的输入端连接；该第二低噪声放大器U404的输出端分别与电平检测电路、频率检测电路的输入端连接。而所述电平检测电路包括用于耦合的第三电容C401、检波管D401 和运算放大器U401，该第三电容C401的一端与第二低噪声放大器U404的输出连接，其另一端与检波管D401的输入端连接 ；该检波管D401的输出端与运算放大器U401的输入端连接；该运算放大器U401的输出端与控制电路的PC1引脚、PB4引脚连接。

进一步的，所述频率检测电路包括射频天线开关U403、第三低噪声放大器 Q301、第一分频器 U301、第二分频器 U302、用于耦合的第四电容 C315、第一二进制计数器U102、第二二进 制计数器 U103、信号放大电路 Q302 和脉冲开关电路Q303；所述射频天线开关 U403 的输入 端与第二低噪声放大器U404的输出连接；该射频天线开关 U403的一个输出端与第三低噪 声放大器Q301的输入端连接，第三低噪声放大器 Q301的输出端与第一分频器U301的一个输入端连接，第一分频器 U301的输出端与信号放大电路Q302的输入端连接，信号放大电路Q302的输出端与脉冲开关电路 Q303的输入端连接，脉冲开关电路Q303的输出端与第一二 进制计数器U102连接，第一二进制计数器 U102和第二二进制计数器U103的输出端与控制 电路 U101的 PA1、PB6至PB12引脚连接；该射频天线开关 U403 的另一个输出端与第四电容C315 的一端连接，第四电容 C315 的另一端与第二分频器U302的输入端连接，第二分频 器 U302 的输出端与第一分频器U301的另一个输入端连接。

本具体实施方式的工作原理如下：多功能无线信号手持式探测仪有三种工作模式，一、通过旋钮 VR401开机，按功能键K101 进入移动电话 3G\3G\4G-LTE 信号探测模式：第一射频同轴连接器P701为信号输入 端，通过天线拾取空中信号，经电容一C701耦合，再经第一功分器至第五功分器 S701至S705 将信号分成六路，然后这六路信号在分别经声表滤波器一F601、声表滤波器三F603、声表滤波器五F605、声表滤波器七F607、声表滤波器九F609、声表滤波器十一F611将各自的手机上行信号取出，再经第一低噪声放大器至第六低噪声放大器U601至U606 将信号放大，放大后的信号再经声表滤波器二F602、声表滤波器四F604、声表滤波器六F606、声表滤波器八F608、声表滤波器十F610、声表滤波器十二F612取出有用信号输出，再分别经第一检波器至第六检波器U801至U806检波输出随射频信号电平变化转化为电压变化值，然后控制电路U101检测到这个电压分别经其引脚一至引脚六PA1至PA6、引脚AD采集并按预定的程序驱动显示电路进行显示；根据上述原理移动电话 3G\3G\4G-LTE 信号探测模式就可以探测到手机拨打、短信并可以显示出频段。

二、再按功能键K101进入宽频信号探测模式(0-10GHZ)：第二射频同轴连接器P201外接天线拾取到无线信号经第二电容C201耦合送入第二检波器U201，第二检波器U201具有65DB动态范围，-65DBM 灵敏度，频率高达10GHZ，第二检波器U201检波输出随射频信号电平变化转化为电压变化值，然后控制电路U101检测到这个电压，通过控制电路U101的PC2引脚做AD采集并按预定的程序驱动显示电路显示信号强度，还可以声、震动方式报警， 也可以通过按功能键 K101 调整探测灵敏度 (1DB 步进 )。

再按功能键K101进入计频器探测模式(10-3000MHZ)：经天线拾取空中信号，经第十八电容C418 耦合送到低噪声放大器十四U404 后分为两路信号，一路经第三电容C401电容耦合送到检波管一D401检波然后给运算放大器一U401运放处理，运算放大器一U401的1脚输出给控制电路U101的PC1引脚做AD采集，控制电路U101按预定程序驱动显示电路显示信号电平强度；运算放大器一U401运放7脚输出给控制电路U101 的 PA4引脚做AD采集，控制电路U101按预定程序控制计数触发启动，另一路信号经射频天线开关U403 将信号有分10-500MHZ 和 500-3000MHZ 两路通道，射频天线开关U403 按控制指令经其8脚经通过第四电容C315 耦合将信号送到第二分频器U302，第二分频器U302做4分频处理又经其 7 脚输出送给第一分频器U301，经第一分频器U301再做4分频通过其7 脚输出，射频天线开关U403的5脚输出 500MHZ以下信号经第三低噪声放大器Q301低噪放大输出直接送到第一分频器U301的3脚；分频后的信号经信号放大电路Q302整形放大再经脉冲开关电路Q303 放大送入第 一二进制技术器 U102、第二二进制计数器 U103同步可预置其2脚，信号处理后第一二进制技术器 U102的引脚12、引脚13、引脚14以及第二二进制技术器 U103的引脚11、引脚12、引脚13、引脚14输出给控制电路U101的引脚PB7、引脚PB8、引脚PB9、引脚PB10、引脚PB11、引脚PB12、引脚PA1，然后控制电路U101按预计计算程序驱动显示电路显示实际被测信号频率；按钮功能按钮K101 切换可改变测试量程。根据上述原理计数器模式可以在 1-100cm 范围内测试出被测无线设备发射频率。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种多功能无线信号手持式探试仪，其特征在于：它包含壳体、控制电路和天线；壳体内安装有控制电路，控制电路上连接有天线，控制电路分别与移动电话信号探测单元、无线宽频信号探测单元、计频器单元和LCD显示单元电性连接；所述移动电话信号探测单元包括多频合路单元、数个频段选频放大通道电路和检波电路；多频合路单元与数个频段选频放大通道电路电性连接，数个频段选频放大通道电路与检波电路电性连接；所述无线宽频信号探测单元由65db动态范围AD8318及外围电路组成；所述计频器单元由宽频低噪放、射频开关、高速分频器、脉冲开关电路、高速同步二级制计数器、耦合电路、运算放大器组成；宽频低噪放分别与耦合电路、射频开关电性连接，耦合电路与运算放大器电性连接，射频开关分别与低噪放、3GHZ分频器电性连接，低噪放、3GHZ分频器均与1GHZ分频器电性连接，1GHZ分频器与信号放大电路电性连接，信号放大电路与脉冲开关电路电性连接，脉冲开关电路与高速同步二级制计数器电性连接；MCU指挥各单元按预定逻辑工作并驱动LCD显示电路；所述多频分路电路包括第一射频同轴连接器、第一功分器、第二功分器、第三功分器、第四功分器和第五功分器；所述第一射频同轴连接器的输入端与天线连接，其输出端与第一功分器的输入端连接；所述第一功分器的输出端分别与第二功分器、第三功分器的输入端连接；所述第二功分器的输出端分别与第四功分器、第五功分器的输入端连接；所述第三功分器、第四功分器和第五功分器的输出端各自与两个信号分离电路的输入端连接；所述计频器电路包括第三射频同轴连接器、第二低噪声放大器、用于测试电平强度的电平检测电路、以及用于进行检测信号频率的频率检测电路；该第三同轴连接器的输入端与天线连接，其输出端与第二低噪声放大器的输入端连接；该第二低噪声放大器的输出端分别与电平检测电路、频率检测电路的输入端连接；所述无线宽频信号探测电路包括第二射频同轴连接器和第二检波器；该第二射频同轴连接器的输入端与天线连接，其输出端与第二检波器输入端连接，该第二检波器输出端与控制电路连接。

2.根据权利要求1所述的一种多功能无线信号手持式探试仪，其特征在于：所述壳体包含上盖、下盖、导光柱、电池盖、电池盖螺丝；上盖与下盖连接，上盖上设置有导光柱安装孔，导光柱安装在导光柱安装孔内，下盖的后侧设置有安装槽，安装槽内安装有电池盖，电池盖通过电池盖螺丝固定在下盖上。

3.根据权利要求1所述的一种多功能无线信号手持式探试仪，其特征在于：所述数个频段选频放大通道电路包含FDD-LTE2500MHZ上行信号通道、WIFI 2400MHZ上行信号通道、WCDMA 2100MHZ上行信号通道、GSM 1800MHZ上行信号通道、CDMA800MHZ上行信号通道、GMS900MHZ上行信号通道。

4.根据权利要求1所述的一种多功能无线信号手持式探试仪，其特征在于：所述检波电路由六个检波器组成。

5.根据权利要求1所述的一种多功能无线信号手持式探试仪，其特征在于：所述信号分离电路包括一个第一低噪声放大器和两个声表滤波器；所述多频分路电路的输出信号送至第一个声表滤波器的输入端，第一个声表滤波器的输出端与第一低噪声放大器的输入端连接，第一低噪声放大器的输出端与第二个声表滤波器的输入端连接，第二个声表滤波器的输出端与控制电路的输入端连接；信号分离电路的输出端均连接有第一检波器，各信号分离电路均通过第一检波器与控制电路连接。

6.根据权利要求1所述的一种多功能无线信号手持式探试仪，其特征在于：所述所述电平检测电路包括用于耦合的第三电容、检波管和运算放大器，第三电容的一端与第二低噪声放大器的输出连接，其另一端与检波管的输入端连接；检波管的输出端与运算放大器的输入端连接；运算放大器的输出端与控制电路连接；所述频率检测电路包括射频天线开关、第三低噪声放大器、第一分频器、第二分频器、用于耦合的第四电容、第一二进制计数器、第二二进制计数器、信号放大电路和脉冲开关电路 ；射频天线开关的一个输出端与第三低噪声放大器的输入端连接，第三低噪声放大器 的输出端与第一分频器的一个输入端连接，第一分频器的输出端与信号放大电路的输入端 连接，信号放大电路的输出端与脉冲开关电路的输入端连接，脉冲开关电路的输出端与第一二进制计数器连接，第一二进制计数器和第二二进制计数器的输出端与控制电路连接；射频天线开关的另一个输出端与第四电容的一端连接，第四电容的另一端与第二分频器的输入端连接，第二分频器的输出端与第一分频器的另一个输入端连接。