CN109617627A - 一种用于采样的检测装置 - Google Patents

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孟祥鹏
王健
王志军
许剑波
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Abstract

本发明提出了一种用于采样的检测装置，包括：用于放置被测天线的天线转台、多个采样探头、探头控制器、同步检波器、AD转换器、I&Q解调器、高频单元、主频率综合器、副频率综合器、上位机、倍频单元、模拟开关、程控放大器，其中，每个所述采样探头用于采集所述天线的信号，所述探头控制器与每个所述探头连接，用于控制所述探头采集天线信号，所述探头控制器的输出端与所述同步检波器的输入端连接,所述I&Q解调器的输出端与所述同步检波器的输入端连接，所述同步检波器的输出端与所述AD转换器连接。本发明大大提高测试效率，具有广泛的实用性和巨大的应用潜力。

Description

一种用于采样的检测装置
技术领域
本发明涉及检测设备技术领域，特别涉及一种用于采样的检测装置。
背景技术
传统的两维天线测试技术，提供了天线两个主要切面或某个指定切面的信号辐射情况，对分析研究、加工制造具有较大的局限性，也不够直观。
发明内容
本发明的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。
为此，本发明的目的在于提出一种用于采样的检测装置
为了实现上述目的，本发明的实施例提供一种用于采样的检测装置，包括：用于放置被测天线的天线转台、多个采样探头、探头控制器、同步检波器、AD转换器、I&Q解调器、高频单元、主频率综合器、副频率综合器、上位机、倍频单元、模拟开关、程控放大器，其中，每个所述采样探头用于采集所述天线的信号，所述探头控制器与每个所述探头连接，用于控制所述探头采集天线信号，所述探头控制器的输出端与所述同步检波器的输入端连接,所述I&Q解调器的输出端与所述同步检波器的输入端连接，所述同步检波器的输出端与所述AD转换器连接，所述高频单元的输出端与所述I&Q解调器的输入端连接，所述主频率综合器和所述副频率综合器的的输出端分别与所述高频单元连接，所述探头控制器与所述上位机双向连接，所述上位机与所述倍频单元连接，所述倍频单元与所述模拟开关连接，所述模拟开关进一步与所述程控放大器连接，所述程控放大器进一步与另一个AD转换器连接，所述高频单元用于对信号进行变频，将变频后信号发送至所述I&Q解调器，所述I&Q解调器将接收到的各个探头的电磁场的实部和虚部通过同步检波器取样处理，发送至所述AD转换器。
进一步，所述倍频单元包括：采样保持电路、过零比较器、锁相环、除N电路，其中，所述采样保持电路和所述过零比较器与所述上位机的输入端连接，所述过零比较器的输出端与所述锁相环的输入端连接，所述除N电路与所述锁相环连接，其中，所述过零比较器用于对连续信号进行电平检测，鉴别信号是否超过或达到基准电平，产生与输入信号同频率的方波，所述锁相环对该方波信号进行跟踪、锁相和N倍频，所述除N电路由可编程除N计数器组成。
进一步，所述模拟开关用于通道选择输出模拟信号，再送至另一个AD转换器，将模拟信号转换为数字信号。
进一步，所述主频率综合器的输出信号频率为被测天线的发射频率F0，所述副频率综合器的输出信号频率为F0+Fif。
根据本发明实施例的用于采样的检测装置，针对移动通信天线的批量测试的要求，研究了球面扫描近场天线测试技术，结果表明该方法比传统远场法测试的效率和精度都得到明显的提高，非常适用于当前迅猛发展的移动通信天线测试领域，快速获取三维立体天线的所有参数；无需人为改变天线架设状态，大大提高测试效率，该方法具有广泛的实用性和巨大的应用潜力。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为根据本发明实时的用于采样的检测装置的示意图；
图2为根据本发明实施例的倍频单元的电路图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
如图1所示，本发明实施例的用于用于采样的检测装置，包括：用于放置被测天线5的天线转台、多个采样探头、探头控制器6、同步检波器7、AD转换器8、I&Q解调器4、高频单元3、主频率综合器1、副频率综合器2、上位机10、倍频单元、模拟开关15、程控放大器16。
每个采样探头用于采集天线的信号，探头控制器6与每个探头连接，用于控制探头采集天线信号。多探头的近场测量系统的特点是在扫描平面的二维的坐标系统中的一个方向，布置多个宽带低反射的探头，作为调制散射体，通过多工组合网络系统和顺序电子调制技术，用快速的电子扫描采样来代替慢速的机械扫描，从而大大地提高了测量速度和测试精度。这种天线测量探头的设计具有其独特的性能。多探头测试技术将传统的机械扫描式单探头测试系统，改为电扫描式多探头测试系统，探头通常在空间成一维、二维甚至三维排列，测试速度极快，而且消除了探头定位不准和移动所带来的误差。同时也可以利用此技术实时测出被测天线5在空间各点的空间立体方向图，测试精度很高，而且测试方便。
探头控制器6的输出端与同步检波器7的输入端连接,I&Q解调器4的输出端与同步检波器7的输入端连接，同步检波器7的输出端与AD转换器8连接，高频单元3的输出端与I&Q解调器4的输入端连接，将输出的中频信号发送至I&Q解调器4。
主频率综合器1和副频率综合器2的的输出端分别与高频单元3连接，探头控制器6与上位机10双向连接，上位机10与倍频单元连接，倍频单元与模拟开关15连接，模拟开关15进一步与程控放大器16连接，程控放大器16进一步与另一个AD转换器17连接，高频单元3用于对信号进行变频，将变频后信号发送至I&Q解调器4，I&Q解调器4将接收到的各个探头的电磁场的实部和虚部通过同步检波器7取样处理，发送至AD转换器8。其中，模拟开关15用于通道选择输出模拟信号，再送至另一个AD转换器17，将模拟信号转换为数字信号。
在本发明的一个实施例中，主频率综合器1的输出信号频率为被测天线5的发射频率F0，副频率综合器2的输出信号频率为F0+Fif。
如图2所示，倍频单元包括：采样保持电路11、过零比较器12、锁相环13、除N电路14，其中，采样保持电路11和过零比较器12与上位机10的输入端连接，过零比较器12的输出端与锁相环13的输入端连接，除N电路14与锁相环13连接，其中，过零比较器12用于对连续信号进行电平检测，鉴别信号是否超过或达到基准电平，产生与输入信号同频率的方波，锁相环13对该方波信号进行跟踪、锁相和N倍频，除N电路14由可编程除N计数器组成，可以用软件编程来改变倍频数目。经锁相倍频后所产生的方波信号，用于控制采样保持器的工作状态，调整采样频率，从而使采样信号能无失真的恢复原信号，保证了数据采集的准确性。该系统的软件设计包括开发环境、与硬件接口的驱动程序、用户接口程序和数据分析处理程序。软件开发平台采用虚拟仪器设计语言LabWindowsCVI设计。由于该软件具有/语言程式不相上下的执行速度，所以用作振动测控系统的构建较为理想。该系统的全部功能均由调用LabWindowsCVI内建的库函数，或通过呼叫/语言程序来实现。其主要功能包括：状态监测与动态数据管理：通道数据采集，倍频数的设置，标度变换，实时显示数据时域波形，数据存储。常态数据实时分析：各测点幅值谱与对数谱，数字滤波，自、互相关，自、互功率谱，倒频谱。
锁相倍频测试系统除了对宽带变频信号能根据信号的频率变化适时改变采样频率之外，也适用于匀速振动信号的测量。对低频振动信号可以相对的减小采样频率，去除冗余的数据；对于高频振动信号可以相对的增大采样频率，不使采样的信号失真，从而极大改善了数据采集系统的性能，扩展了适用范围。
本发明实施例的用于采样的检测装置具体测试步骤如下：
1)将天线架设到测试工装上，天线的具体安装方法需要根据天线实际外形结构进行实施；
2)调整天线位置，使得天线的相位中心与圆环的中心基本重合，将测试电缆连接到被测天线馈电端口上；
3)在计算机上打开测试软件，通过测试软件创建测试项目，设定测试频点，开始测试；
4)测试完成后，通过测试软件进行近远场转换，获得天线球面远场数据；
5)用数据导出软件导出所需的二维方向图数据，用结果统计软件统计天线各项参数指标
根据本发明实施例的用于采样的检测装置，针对移动通信天线的批量测试的要求，研究了球面扫描近场天线测试技术，结果表明该方法比传统远场法测试的效率和精度都得到明显的提高，非常适用于当前迅猛发展的移动通信天线测试领域，快速获取三维立体天线的所有参数；无需人为改变天线架设状态，大大提高测试效率。该方法具有广泛的实用性和巨大的应用潜力。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (4)

1.一种用于采样的检测装置，其特征在于，包括：用于放置被测天线的天线转台、多个采样探头、探头控制器、同步检波器、AD转换器、I&Q解调器、高频单元、主频率综合器、副频率综合器、上位机、倍频单元、模拟开关、程控放大器，其中，每个所述采样探头用于采集所述天线的信号，所述探头控制器与每个所述探头连接，用于控制所述探头采集天线信号，所述探头控制器的输出端与所述同步检波器的输入端连接,所述I&Q解调器的输出端与所述同步检波器的输入端连接，所述同步检波器的输出端与所述AD转换器连接，所述高频单元的输出端与所述I&Q解调器的输入端连接，所述主频率综合器和所述副频率综合器的的输出端分别与所述高频单元连接，所述探头控制器与所述上位机双向连接，所述上位机与所述倍频单元连接，所述倍频单元与所述模拟开关连接，所述模拟开关进一步与所述程控放大器连接，所述程控放大器进一步与另一个AD转换器连接，所述高频单元用于对信号进行变频，将变频后信号发送至所述I&Q解调器，所述I&Q解调器将接收到的各个探头的电磁场的实部和虚部通过同步检波器取样处理，发送至所述AD转换器。
2.如权利要求1所述的用于采样的检测装置，其特征在于，所述倍频单元包括：采样保持电路、过零比较器、锁相环、除N电路，其中，所述采样保持电路和所述过零比较器与所述上位机的输入端连接，所述过零比较器的输出端与所述锁相环的输入端连接，所述除N电路与所述锁相环连接，其中，所述过零比较器用于对连续信号进行电平检测，鉴别信号是否超过或达到基准电平，产生与输入信号同频率的方波，所述锁相环对该方波信号进行跟踪、锁相和N倍频，所述除N电路由可编程除N计数器组成。
3.如权利要求1所述的用于采样的检测装置，其特征在于，所述模拟开关用于通道选择输出模拟信号，再送至另一个AD转换器，将模拟信号转换为数字信号。
4.如权利要求1所述的用于采样的检测装置，其特征在于，所述主频率综合器的输出信号频率为被测天线的发射频率F0，所述副频率综合器的输出信号频率为F0+Fif。
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