CN110716183A - X波段引导应答器的手持式检测仪及其测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种X波段引导应答器的手持式外场检测仪，包括：衰减器、双工器、检波模块、信号发生模块、脉冲合成与测试模块、终端模块、供电模块；所述检波模块：包括限幅保护单元和包络检波单元，用于完成应答信号的包络检波，实现脉冲包络的提取，输入脉冲合成与测试模块；所述终端模块：用于接收用户输入的指令，转为控制信息，控制信号发生模块和脉冲合成与测试模块，并将脉冲合成与测试模块输出的峰值电压、码位信息经过处理后，通过液晶显示。本发明将可变衰减器，双工器，检波模块，信号发生模块，脉冲合成与测试模块，终端模块，电源模块，电池，液晶显示和键盘置于一个可手持的壳体中，便于外场使用。

Description

X波段引导应答器的手持式检测仪及其测试方法

技术领域

本发明涉及特种雷达测试仪器技术领域，具体地，涉及X波段引导应答器的手持式检测仪及其测试方法。尤其地，涉及一种X波段引导应答器的手持式检测仪及其测试方法。

背景技术

X波段引导应答器是X波段的编码应答器，与导航雷达组合构成飞机归航引导系统，可完成对飞机的观察、识别，并对飞机实施定位引导；还可与机载搜索雷达组合构成协同系统，完成各种定位与引导工作。搜索雷达、导航雷达以及气象雷达均工作在X波段，用信标功能和X波段引导应答器建立应答关系，完成各项制定的工作。

X波段引导应答器的使用过程中，外场条件下的引导应答器应答功能正常性检测一直是重要内容，但是传统的功能正常性检测主要是通过引导应答器自带的自检功能来完成，通过引导应答器内部信号环回的方式来初步判断主机的功能，无法检测连接线缆、应答器天线的功能完好性。目前也有一些机载引导应答器的综合测试仪器，但是体积较大，而且测试结果以图形方式显示，需要检测人员反复设置相关参数才能观察，既不直观，又对检测人员提出了较高的操作要求，非常不利于外场条件下检测使用。同时这些机载引导应答器的综合测试仪器需要外部电源供电，也给外场检测带来了不便。另外，这些仪器大多按照室内使用的条件研制的，在外场条件下容易受到环境的影响。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种X波段引导应答器的手持式检测仪及其测试方法。

根据本发明提供的一种X波段引导应答器的手持式外场检测仪，包括：

衰减器、双工器、检波模块、信号发生模块、脉冲合成与测试模块、终端模块、供电模块；

所述检波模块：包括限幅保护单元和包络检波单元，用于完成应答信号的包络检波，实现脉冲包络的提取，输入脉冲合成与测试模块；

所述终端模块：用于接收用户输入的指令，转为控制信息，控制信号发生模块和脉冲合成与测试模块，并将脉冲合成与测试模块输出的峰值电压、码位信息经过处理后，通过液晶显示；

所述信号发生模块：通过脉冲调制方式产生窄脉冲调制的射频激励信号，用于激励被测的X波段引导应答器；

脉冲合成与测试模块：接收检波模块输出的包络检波信号，用于实现信号的放大、整形、峰值电压提取和码位识别。

优选地，所述衰减器：包括以下任一种：

可变衰减器：具备直通和衰减两个状态，根据空口测试和接线测试两种测试方法，改变输入输出信号的幅度；

固定衰减器：固定衰减器外置，空口测试时不使用固定衰减器，接线测试时使用固定衰减器；

所述双工器用于射频信号的全双工输入输出，将检测仪输出的激励信号和输入的应答信号进行分离，激励信号经过双工器输出，应答信号进过双工器输入检波模块；

所述供电模块包括：

电源模块：用于将外部供电或电池供电转为检测仪内部模块所需要的工作电压，有外部供电时，为电池充电；

电池：无外部供电时，为检测仪供电。

优选地，还包括：

液晶显示：用于人机交互，显示测试配置信息和测试结果；

键盘：用于人机交互，用户通过键盘输入测试指令。

优选地，所述信号发生模块包括如下模块:

频率合成模块，其用于合成X波段的连续载波信号；

幅度控制模块，其用于控制频率合成模块输出的连续载波信号幅度；

脉冲调制模块，其用于实现窄脉冲调制，将脉冲合成与测试模块提供的窄脉冲信号调制到连续载波信号上，成为激励信号。

优选地，所述脉冲合成与测试模块包括如下模块:

发射脉冲合成模块，其用于合成周期的窄脉冲信号，提供给信号发生模块进行窄脉冲调制，产生激励信号；

接收脉冲调理模块，其用于检波模块输出端口的匹配，并完成包络检波信号的放大与滤波处理；

脉冲触发与整形模块，其用于将包络检波信号整形转为TTL电平的脉冲信号，通过周期线性改变触发电平，提取包络检波信号的峰值电压；

脉冲码位识别模块，其用于提取TTL电平的脉冲信号中的码位信息，并识别编码。

优选地，所述衰减器采用可变衰减器来时，输出激励信号及接收应答信号均经过可变衰减器；

所述可变衰减器的连线测试方法：可变衰减器一直处于衰减状态，一方面可以输出小信号去激励被测设备，另一方面也保护测试设备不会被大功率的应答信号烧坏；

所述可变衰减器的空口测试方法：可变衰减器处于直通状态，即不衰减。

根据本发明提供的一种X波段引导应答器的手持式外场检测仪的测试方法，采用上述中任一项所述的X波段引导应答器的手持式外场检测仪进行测试，包括如下步骤：

测试方式选择步骤：通过键盘选择测试方式为空口测试还是连线测试；

激励信号输出步骤：通过键盘设置激励信号的频率、功率、脉冲调制周期、脉冲调制宽度等信息，检测仪输出激励信号；

检测步骤：检测仪接收到引导应答器的应答信号，完成应答编码检测、灵敏度和发射功率测试。

优选地，所述检测步骤包括：

包络检波步骤：检测仪接收到引导应答器的应答信号，通过检波模块完成包络检波；

包络检波信号处理步骤：令脉冲合成与测试模块的接收脉冲调理模块对包络检波信号进行阻抗匹配、放大和滤波；

比较器整形步骤：令脉冲合成与测试模块的脉冲触发与整形模块对放大后的包络检波信号进行比较器整形，产生TTL电平的脉冲信号；

信号编码检测步骤：令脉冲合成与测试模块的脉冲码位识别模块，剔除干扰与毛刺信号，提取TTL电平的脉冲信号中的码位信息，通过脉冲编码识别算法检测信号的编码；

峰值电压检测步骤：令脉冲合成与测试模块通过DAC产生从大到小线性变化的周期信号作为比较器的参考电平，并找出首次成功触发时的参考电平，作为包络检波信号的峰值电压；

发射功率计算步骤：令终端模块通过峰值功率测试算法计算出引导应答器发射功率；

灵敏度计算步骤：令终端模块控制信号发生模块的幅度控制模块，不断降低激励信号的幅度，当引导应答器应答的脉冲数达到灵敏度限值时，当前激励信号的幅度即为引导应答器的灵敏度。

优选地，所述脉冲编码识别算法：

预先测量各脉冲之间间隔，然后通过判断其位置来进行码位识别：

在测量前，首先对脉冲信号的有效性进行判别，对于脉冲宽度小于指定值的脉冲信号进行滤除，当检测到脉冲前沿的第一个点时，计数器清零，开始计数，继续检测第二个脉冲前沿点，计算这两个点之间的时间间隔，记为各脉冲之间间隔；

根据各脉冲之间间隔，判断出整个脉冲中的码位信息。

优选地，所述峰值功率测试算法：

利用DAC输出从大到小线性变化的周期信号作为比较器的参考电平；

检波器输出的检波信号为窄脉冲信号，应答信号的功率越高，窄脉冲信号的峰值越大；应答信号的功率越低，窄脉冲信号的峰值越小；

DAC输出的参考电平是周期变化的锯齿波，参考电平大于检波信号的最大值时，比较器输出为一条直线，无脉冲信号，当参考电平位于检波信号的最大值与最小值之间时，比较器完成窄脉冲信号的整形，输出整形后的信号；

当外部无应答信号，或是应答信号功率太低，超出检测仪的检测量程时，DAC保持输出周期信号，此时，检测仪的接收部分处于搜索等待状态；当存在应答信号时，通过比较器输出信号电平翻转产生的边沿进行触发，检测仪的接收部分接收到触发信号后，会进入检测状态，获取当时的参考电平值，即为包络检波信号的峰值电压；在检测状态，检测仪设置DAC输出参考电平保持不变，等完成各项脉冲参数测试后，重新进入搜索等待状态；

检测仪获取峰值电压后，根据终端模块内部已完成定标的电压功率对照表，查出当前电压对应的应答信号功率；如果获取的峰值电压落在对照表中两个功率值对应的电压之间，则通过线性比例计算，得出对应的应答信号功率，即引导应答器发射功率。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1)将可变衰减器，双工器，检波模块，信号发生模块，脉冲合成与测试模块，终端模块，电源模块，电池，液晶显示和键盘置于一个可手持的壳体中，便于外场使用。

2)使用了脉冲编码识别算法检测信号的编码，测试结果直接以编码数字显示，结果一目了然。

3)可测试X波段引导应答器的脉冲码位、发射功率和灵敏度，覆盖了X波段引导应答器外场关键功能和性能测试。

4)本发明实现检测仪的小型化，并内置电池，便于外场使用；

5)本发明实现检测仪的整机水密封性，以满足外场使用的环境要求；

6)本发明实现引导应答器的脉冲码位、发射功率和灵敏度等外场关键功能和性能测试；

7)本发明实现检测结果的直接显示，降低外场使用难度。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明提供的检测仪结构示意框图。

图2为本发明提供的一种结构变化示意框图。

图3为本发明提供的检测仪空口测试示意框图。

图4为本发明提供的检测仪接线测试示意框图。

图5为本发明提供的脉冲编码信号特征示意图。

图6为本发明提供的搜索状态和检测状态示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

根据本发明提供的一种X波段引导应答器的手持式外场检测仪，包括：

衰减器、双工器、检波模块、信号发生模块、脉冲合成与测试模块、终端模块、供电模块；

所述检波模块：包括限幅保护单元和包络检波单元，用于完成应答信号的包络检波，实现脉冲包络的提取，输入脉冲合成与测试模块；

所述终端模块：用于接收用户输入的指令，转为控制信息，控制信号发生模块和脉冲合成与测试模块，并将脉冲合成与测试模块输出的峰值电压、码位信息经过处理后，通过液晶显示；

所述信号发生模块：通过脉冲调制方式产生窄脉冲调制的射频激励信号，用于激励被测的X波段引导应答器；

脉冲合成与测试模块：接收检波模块输出的包络检波信号，用于实现信号的放大、整形、峰值电压提取和码位识别。

优选地，所述衰减器：包括以下任一种：

可变衰减器：具备直通和衰减两个状态，根据空口测试和接线测试两种测试方法，改变输入输出信号的幅度；

固定衰减器：固定衰减器外置，空口测试时不使用固定衰减器，接线测试时使用固定衰减器；

所述双工器用于射频信号的全双工输入输出，将检测仪输出的激励信号和输入的应答信号进行分离，激励信号经过双工器输出，应答信号进过双工器输入检波模块；

所述供电模块包括：

电源模块：用于将外部供电或电池供电转为检测仪内部模块所需要的工作电压，有外部供电时，为电池充电；

电池：无外部供电时，为检测仪供电。

优选地，还包括：

液晶显示：用于人机交互，显示测试配置信息和测试结果；

键盘：用于人机交互，用户通过键盘输入测试指令。

优选地，所述信号发生模块包括如下模块:

频率合成模块，其用于合成X波段的连续载波信号；

幅度控制模块，其用于控制频率合成模块输出的连续载波信号幅度；

脉冲调制模块，其用于实现窄脉冲调制，将脉冲合成与测试模块提供的窄脉冲信号调制到连续载波信号上，成为激励信号。

优选地，所述脉冲合成与测试模块包括如下模块:

发射脉冲合成模块，其用于合成周期的窄脉冲信号，提供给信号发生模块进行窄脉冲调制，产生激励信号；

接收脉冲调理模块，其用于检波模块输出端口的匹配，并完成包络检波信号的放大与滤波处理；

脉冲触发与整形模块，其用于将包络检波信号整形转为TTL电平的脉冲信号，通过周期线性改变触发电平，提取包络检波信号的峰值电压；

脉冲码位识别模块，其用于提取TTL电平的脉冲信号中的码位信息，并识别编码。

优选地，所述衰减器采用可变衰减器来时，输出激励信号及接收应答信号均经过可变衰减器；

所述可变衰减器的连线测试方法：可变衰减器一直处于衰减状态，一方面可以输出小信号去激励被测设备，另一方面也保护测试设备不会被大功率的应答信号烧坏；

所述可变衰减器的空口测试方法：可变衰减器处于直通状态，即不衰减。

根据本发明提供的一种X波段引导应答器的手持式外场检测仪的测试方法，采用上述中任一项所述的X波段引导应答器的手持式外场检测仪进行测试，包括如下步骤：

测试方式选择步骤：通过键盘选择测试方式为空口测试还是连线测试；

激励信号输出步骤：通过键盘设置激励信号的频率、功率、脉冲调制周期、脉冲调制宽度等信息，检测仪输出激励信号；

检测步骤：检测仪接收到引导应答器的应答信号，完成应答编码检测、灵敏度和发射功率测试。

优选地，所述检测步骤包括：

包络检波步骤：检测仪接收到引导应答器的应答信号，通过检波模块完成包络检波；

包络检波信号处理步骤：令脉冲合成与测试模块的接收脉冲调理模块对包络检波信号进行阻抗匹配、放大和滤波；

比较器整形步骤：令脉冲合成与测试模块的脉冲触发与整形模块对放大后的包络检波信号进行比较器整形，产生TTL电平的脉冲信号；

信号编码检测步骤：令脉冲合成与测试模块的脉冲码位识别模块，剔除干扰与毛刺信号，提取TTL电平的脉冲信号中的码位信息，通过脉冲编码识别算法检测信号的编码；

峰值电压检测步骤：令脉冲合成与测试模块通过DAC产生从大到小线性变化的周期信号作为比较器的参考电平，并找出首次成功触发时的参考电平，作为包络检波信号的峰值电压；

发射功率计算步骤：令终端模块通过峰值功率测试算法计算出引导应答器发射功率；

灵敏度计算步骤：令终端模块控制信号发生模块的幅度控制模块，不断降低激励信号的幅度，当引导应答器应答的脉冲数达到灵敏度限值时，当前激励信号的幅度即为引导应答器的灵敏度。

优选地，所述脉冲编码识别算法：

预先测量各脉冲之间间隔，然后通过判断其位置来进行码位识别：

在测量前，首先对脉冲信号的有效性进行判别，对于脉冲宽度小于指定值的脉冲信号进行滤除，当检测到脉冲前沿的第一个点时，计数器清零，开始计数，继续检测第二个脉冲前沿点，计算这两个点之间的时间间隔，记为各脉冲之间间隔；

根据各脉冲之间间隔，判断出整个脉冲中的码位信息。

优选地，所述峰值功率测试算法：

利用DAC输出从大到小线性变化的周期信号作为比较器的参考电平；

检波器输出的检波信号为窄脉冲信号，应答信号的功率越高，窄脉冲信号的峰值越大；应答信号的功率越低，窄脉冲信号的峰值越小；

DAC输出的参考电平是周期变化的锯齿波，参考电平大于检波信号的最大值时，比较器输出为一条直线，无脉冲信号，当参考电平位于检波信号的最大值与最小值之间时，比较器完成窄脉冲信号的整形，输出整形后的信号；

当外部无应答信号，或是应答信号功率太低，超出检测仪的检测量程时，DAC保持输出周期信号，此时，检测仪的接收部分处于搜索等待状态；当存在应答信号时，通过比较器输出信号电平翻转产生的边沿进行触发，检测仪的接收部分接收到触发信号后，会进入检测状态，获取当时的参考电平值，即为包络检波信号的峰值电压；在检测状态，检测仪设置DAC输出参考电平保持不变，等完成各项脉冲参数测试后，重新进入搜索等待状态；

检测仪获取峰值电压后，根据终端模块内部已完成定标的电压功率对照表，查出当前电压对应的应答信号功率；如果获取的峰值电压落在对照表中两个功率值对应的电压之间，则通过线性比例计算，得出对应的应答信号功率，即引导应答器发射功率。

下面通过优选例，对本发明进行更为具体地说明。

优选例1：

利用本发明的检测仪检测某机载引导应答器。机载引导应答器、应答器天线、应答器控制盒均安装在飞机上，飞机停在机场。操作人员在飞机上设置机载引导应答器工作在连续编码状态。

本发明的检测仪测试接口通过射频线缆连接定向天线，天线对准应答器天线，距离 2米，见图3。检测人员设置检测仪工作在空口测试模式，输出激励信号，通过定向天线和应答器天线激励机载引导应答器，机载引导应答器的应答信号通过应答器天线和定向天线输入检测仪。

检测人员选中应答测试，可在检测仪的液晶显示界面上直接看到机载引导应答器设置的编码。

操作人员在飞机上更改机载引导应答器的编码号，检测人员可以看到检测仪显示的编码结果也相应变化。

优选例2：

利用本发明的检测仪检测某引导应答器。引导应答器通过外部电源供电，并连接应答器控制盒，检测人员既可通过应答器控制盒控制引导应答器，也可以操作检测仪。本发明的检测仪测试接口通过射频线缆直接连接机载引导应答器的天线接口，见图4。

检测人员通过应答器控制盒设置引导应答器工作在单脉冲、高功率状态。

检测人员设置检测仪工作在接线测试模式，输出激励信号，通过射频线缆激励机载引导应答器，机载引导应答器的应答信号通过射频线缆输入检测仪。

检测人员选中灵敏度测试，检测仪自动逐步减低激励信号的幅度，并计算引导应答器应答的脉冲数，当脉冲数达到门限值时，检测仪停止减低激励信号的幅度，并显示检测结果，检测人员可在检测仪的液晶显示界面上直接看到机载引导应答器的灵敏度。

检测人员选中发射功率测试，检测仪自动逐步从大到小减低触发电平的电压值，当触发失效时，检测仪停止减低触发电平的电压值，并将当前的电压值输出给终端模块，终端模块调用峰值功率测试算法计算出引导应答器发射功率，检测人员可在检测仪的液晶显示界面上直接看到机载引导应答器的发射功率。

检测人员通过应答器控制盒设置引导应答器工作在连续编码、高功率状态。

检测人员选中应答测试，可在检测仪的液晶显示界面上直接看到机载引导应答器设置的编码。

检测人员通过控制盒更改机载引导应答器的编码号，就可以看到检测仪显示的编码结果也相应变化。

优选例3：

一种X波段引导应答器的手持式外场检测仪，可用作X波段引导应答器的外场快速检测设备，由可变衰减器，双工器，检波模块，信号发生模块，脉冲合成与测试模块，终端模块，电源模块，电池，液晶显示和键盘实现，见图1。各个模块置于一个可手持的箱体中，便于外场使用。箱体采用水密封方式设计，分为前盖板和后壳体两个部分，结合部分采用橡胶条来填补缝隙，确保水密封性。

可变衰减器，具备直通和衰减两个状态，根据空口测试和接线测试两种测试方法，改变输入输出信号的幅度；也可以改为使用固定衰减器，将衰减器外置，空口测试时不使用衰减器，接线测试时使用衰减器，见图2；

采用可变衰减器来实施时，该部分一直在检测仪内部，无论是输出激励信号还是接收应答信号，都需要经过可变衰减器。连线测试时，可变衰减器一直处于衰减状态，一方面可以输出小信号去激励被测设备，另一方面也保护测试设备不会被大功率的应答信号烧坏；空口测试时，可变衰减器处于直通状态(不衰减)，但是信号仍会经过。

双工器，用于射频信号的全双工输入输出，将检测仪输出的激励信号和输入的应答信号进行分离，激励信号经过双工器输出，应答信号进过双工器输入检波模块；

检波模块，包括限幅保护单元和包络检波单元，用于完成应答信号的包络检波，实现脉冲包络的提取，输入脉冲合成与测试模块；

信号发生模块，通过脉冲调制方式产生窄脉冲调制的射频激励信号，用于激励被测的X波段引导应答器；

脉冲合成与测试模块，接收检波模块输出的包络检波信号，用于实现信号的放大、整形、峰值电压提取和码位识别；

终端模块，用于接收用户输入的指令，转为控制信息，控制信号发生模块和脉冲合成与测试模块，并将脉冲合成与测试模块输出的峰值电压、码位信息经过处理后，通过液晶显示；

电源模块，用于将外部供电或电池供电转为检测仪内部模块所需要的工作电压，有外部供电时，为电池充电；

电池，无外部供电时，为检测仪供电；

液晶显示，用于人机交互，显示测试配置信息和测试结果；

键盘，用于人机交互，用户通过键盘输入测试指令。

其中：信号发生模块包括如下模块:

频率合成模块，其用于合成X波段的连续载波信号；

幅度控制模块，其用于控制频率合成模块输出的连续载波信号幅度；

脉冲调制模块，其用于实现窄脉冲调制，将脉冲合成与测试模块提供的窄脉冲信号调制到连续载波信号上，成为激励信号。

脉冲合成与测试模块包括如下模块:

发射脉冲合成模块，其用于合成周期的窄脉冲信号，提供给信号发生模块进行窄脉冲调制，产生激励信号；

接收脉冲调理模块，其用于检波模块输出端口的匹配，并完成包络检波信号的放大与滤波处理；

脉冲触发与整形模块，其用于将包络检波信号整形转为TTL电平的脉冲信号，通过周期线性改变触发电平，提取包络检波信号的峰值电压；

脉冲码位识别模块，其用于提取TTL电平的脉冲信号中的码位信息，并识别编码。

本发明的另一方面，提供一种上述X波段引导应答器的手持式外场检测仪的测试方法，其特征是，包括如下步骤：

步骤1：用户通过键盘选择测试方式为空口测试还是连线测试；(采用可变衰减器来实施时，该部分一直在检测仪内部，无论是输出激励信号还是接收应答信号，都需要经过可变衰减器。连线测试时，可变衰减器一直处于衰减状态，一方面可以输出小信号去激励被测设备，另一方面也保护测试设备不会被大功率的应答信号烧坏；空口测试时，可变衰减器处于直通状态(不衰减)，但是信号仍会经过。)

步骤2：用户通过键盘设置激励信号的频率、功率、脉冲调制周期、脉冲调制宽度等信息，检测仪输出激励信号；(检测仪输出激励信号，需要终端模块、信号发生模块、双工器、可变衰减器四个模块共同完成，终端模块根据键盘的设置来配置信号发生模块，产生的激励信号要经过双工器、可变衰减器才能输出。)

步骤3：检测仪接收到引导应答器的应答信号，完成应答编码检测、灵敏度和发射功率测试；(接收的应答信号先后经过可变衰减器、双工器、检波模块、脉冲合成与测试模块，由终端模块计算完成检测。在接收应答信号的同时，检测仪一直在输出激励信号，因此输出激励信号相关的信号发生模块也在工作。)

其中，步骤3包括如下步骤：

步骤3.1：检测仪接收到引导应答器的应答信号，通过检波模块完成包络检波；

步骤3.2：脉冲合成与测试模块的接收脉冲调理模块对包络检波信号进行阻抗匹配、放大和滤波；

步骤3.3：脉冲合成与测试模块的脉冲触发与整形模块对放大后的包络检波信号进行比较器整形，产生TTL电平的脉冲信号；

步骤3.4：脉冲合成与测试模块的脉冲码位识别模块，剔除干扰与毛刺信号，提取TTL电平的脉冲信号中的码位信息，通过脉冲编码识别算法检测信号的编码；

步骤3.5：脉冲合成与测试模块通过DAC产生从大到小线性变化的周期信号作为比较器的参考电平，并找出首次成功触发时的参考电平，作为包络检波信号的峰值电压；

步骤3.6：终端模块通过峰值功率测试算法计算出引导应答器发射功率；

步骤3.7：终端模块控制信号发生模块的幅度控制模块，不断降低激励信号的幅度，当引导应答器应答的脉冲数达到灵敏度限值时，当前激励信号的幅度即为引导应答器的灵敏度。

所述脉冲编码识别算法：

应答器在正常工作时，会在应答过程中回复含有编码信息的脉冲信号，对脉冲编码正确性的检查也是测试的重要项目之一，传统的方法是目测，由用户通过观察波形显示界面显示的脉冲对照脉冲编码表进行判断，效率低下，且结果不易保存，无法集成在“一键式”自动测试的流程中；本检测仪采用独特的脉冲码位识别技术来完成脉冲码位设置检查，使得测试更加简单直接，测试结果一目了然，并可以很方便的集成在“一键式”自动测试的流程，降低用户的操作难度。

应答信号的脉冲编码特征如图5所示，P1、P2脉冲为框脉冲，A1、A2、A3、A4为编码脉冲。各个码位的时间间隔稳定在一个范围，因此可以采取预先测量各脉冲之间间隔然后判断其位置的方法来进行码位识别。

在测量前，首先对脉冲信号的有效性进行判别，对于脉冲宽度小于指定值的脉冲信号进行滤除。当检测到脉冲前沿的第一个点时，计数器清零，开始计数，继续检测第二个脉冲前沿点，计算这两个点之间的时间间隔。

由于脉冲之间间隔基本固定，则分别判断t1、t2、t3、t4这四个范围内是否存在相对应的时间间隔。若t1之间存在时间间隔，码位1判断为1，否则为0；若t2之间存在时间间隔，则码位2判断为1，否则为0；若t3之间存在时间间隔，则码位3判断为1，否则为0；若t4之间存在时间间隔，则码位4判断为1，否则为0；通过这样的办法就可以判断出整个脉冲中的码位信息。

若第一个脉冲前沿点与第二个脉冲前沿点之间的时间间隔在t5区间，则四个码位都是0，整个脉组只有前导码位和后尾码位。除了这种情况，在整个脉组中最多会有四个时间间隔t1、t2、t3、t4。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统、装置及其各个模块以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统、装置及其各个模块以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同程序。所以，本发明提供的系统、装置及其各个模块可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种程序的模块也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的模块视为既可以是实现方法的软件程序又可以是硬件部件内的结构。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种X波段引导应答器的手持式外场检测仪，其特征在于，包括：

衰减器、双工器、检波模块、信号发生模块、脉冲合成与测试模块、终端模块和供电模块；

所述检波模块：包括限幅保护单元和包络检波单元，用于完成应答信号的包络检波，实现脉冲包络的提取，输入脉冲合成与测试模块；

所述终端模块：用于接收用户输入的指令，转为控制信息，控制信号发生模块和脉冲合成与测试模块，并将脉冲合成与测试模块输出的峰值电压、码位信息经过处理后，通过液晶显示；

所述信号发生模块：通过脉冲调制方式产生窄脉冲调制的射频激励信号，用于激励被测的X波段引导应答器；

脉冲合成与测试模块：接收检波模块输出的包络检波信号，用于实现信号的放大、整形、峰值电压提取和码位识别。

2.根据权利要求1所述的X波段引导应答器的手持式外场检测仪，其特征在于，所述衰减器：包括以下任一种：

可变衰减器：具备直通和衰减两个状态，根据空口测试和接线测试两种测试方法，改变输入输出信号的幅度；

固定衰减器：固定衰减器外置，空口测试时不使用固定衰减器，接线测试时使用固定衰减器；

所述双工器用于射频信号的全双工输入输出，将检测仪输出的激励信号和输入的应答信号进行分离，激励信号经过双工器输出，应答信号进过双工器输入检波模块；

所述供电模块包括：

电源模块：用于将外部供电或电池供电转为检测仪内部模块所需要的工作电压，有外部供电时，为电池充电；

电池：无外部供电时，为检测仪供电。

3.根据权利要求1所述的X波段引导应答器的手持式外场检测仪，其特征在于，还包括：

液晶显示：用于人机交互，显示测试配置信息和测试结果；

键盘：用于人机交互，用户通过键盘输入测试指令。

4.根据权利要求1所述的X波段引导应答器的手持式外场检测仪，其特征在于，所述信号发生模块包括如下模块:

频率合成模块，其用于合成X波段的连续载波信号；

幅度控制模块，其用于控制频率合成模块输出的连续载波信号幅度；

脉冲调制模块，其用于实现窄脉冲调制，将脉冲合成与测试模块提供的窄脉冲信号调制到连续载波信号上，成为激励信号。

5.根据权利要求1所述的X波段引导应答器的手持式外场检测仪，其特征在于，所述脉冲合成与测试模块包括如下模块:

发射脉冲合成模块，其用于合成周期的窄脉冲信号，提供给信号发生模块进行窄脉冲调制，产生激励信号；

接收脉冲调理模块，其用于检波模块输出端口的匹配，并完成包络检波信号的放大与滤波处理；

脉冲触发与整形模块，其用于将包络检波信号整形转为TTL电平的脉冲信号，通过周期线性改变触发电平，提取包络检波信号的峰值电压；

脉冲码位识别模块，其用于提取TTL电平的脉冲信号中的码位信息，并识别编码。

6.根据权利要求1所述的X波段引导应答器的手持式外场检测仪，其特征在于，所述衰减器采用可变衰减器来时，输出激励信号及接收应答信号均经过可变衰减器；

所述可变衰减器的连线测试方法：可变衰减器一直处于衰减状态，一方面可以输出小信号去激励被测设备，另一方面也保护测试设备不会被大功率的应答信号烧坏；

所述可变衰减器的空口测试方法：可变衰减器处于直通状态，即不衰减。

7.一种X波段引导应答器的手持式外场检测仪的测试方法，采用权利要求1至6中任一项所述的X波段引导应答器的手持式外场检测仪进行测试，包括如下步骤：

测试方式选择步骤：通过键盘选择测试方式为空口测试还是连线测试；

激励信号输出步骤：通过键盘设置激励信号的频率、功率、脉冲调制周期、脉冲调制宽度等信息，检测仪输出激励信号；

检测步骤：检测仪接收到引导应答器的应答信号，完成应答编码检测、灵敏度和发射功率测试。

8.根据权利要求7所述的X波段引导应答器的手持式外场检测仪的测试方法，其特征在于，所述检测步骤包括：

包络检波步骤：检测仪接收到引导应答器的应答信号，通过检波模块完成包络检波；

包络检波信号处理步骤：令脉冲合成与测试模块的接收脉冲调理模块对包络检波信号进行阻抗匹配、放大和滤波；

比较器整形步骤：令脉冲合成与测试模块的脉冲触发与整形模块对放大后的包络检波信号进行比较器整形，产生TTL电平的脉冲信号；

信号编码检测步骤：令脉冲合成与测试模块的脉冲码位识别模块，剔除干扰与毛刺信号，提取TTL电平的脉冲信号中的码位信息，通过脉冲编码识别算法检测信号的编码；

峰值电压检测步骤：令脉冲合成与测试模块通过DAC产生从大到小线性变化的周期信号作为比较器的参考电平，并找出首次成功触发时的参考电平，作为包络检波信号的峰值电压；

发射功率计算步骤：令终端模块通过峰值功率测试算法计算出引导应答器发射功率；

灵敏度计算步骤：令终端模块控制信号发生模块的幅度控制模块，不断降低激励信号的幅度，当引导应答器应答的脉冲数达到灵敏度限值时，当前激励信号的幅度即为引导应答器的灵敏度。

9.根据权利要求8所述的X波段引导应答器的手持式外场检测仪的测试方法，其特征在于，所述脉冲编码识别算法：

预先测量各脉冲之间间隔，然后通过判断其位置来进行码位识别：

在测量前，首先对脉冲信号的有效性进行判别，对于脉冲宽度小于指定值的脉冲信号进行滤除，当检测到脉冲前沿的第一个点时，计数器清零，开始计数，继续检测第二个脉冲前沿点，计算这两个点之间的时间间隔，记为各脉冲之间间隔；

根据各脉冲之间间隔，判断出整个脉冲中的码位信息。

10.根据权利要求8所述的X波段引导应答器的手持式外场检测仪的测试方法，其特征在于，所述峰值功率测试算法：

利用DAC输出从大到小线性变化的周期信号作为比较器的参考电平；

检波器输出的检波信号为窄脉冲信号，应答信号的功率越高，窄脉冲信号的峰值越大；应答信号的功率越低，窄脉冲信号的峰值越小；

DAC输出的参考电平是周期变化的锯齿波，参考电平大于检波信号的最大值时，比较器输出为一条直线，无脉冲信号，当参考电平位于检波信号的最大值与最小值之间时，比较器完成窄脉冲信号的整形，输出整形后的信号；

当外部无应答信号，或是应答信号功率太低，超出检测仪的检测量程时，DAC保持输出周期信号，此时，检测仪的接收部分处于搜索等待状态；当存在应答信号时，通过比较器输出信号电平翻转产生的边沿进行触发，检测仪的接收部分接收到触发信号后，会进入检测状态，获取当时的参考电平值，即为包络检波信号的峰值电压；在检测状态，检测仪设置DAC输出参考电平保持不变，等完成各项脉冲参数测试后，重新进入搜索等待状态；

检测仪获取峰值电压后，根据终端模块内部已完成定标的电压功率对照表，查出当前电压对应的应答信号功率；如果获取的峰值电压落在对照表中两个功率值对应的电压之间，则通过线性比例计算，得出对应的应答信号功率。

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