CN111245555B - 一种复杂电磁环境信号产生仪 - Google Patents
一种复杂电磁环境信号产生仪 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111245555B CN111245555B CN202010160248.XA CN202010160248A CN111245555B CN 111245555 B CN111245555 B CN 111245555B CN 202010160248 A CN202010160248 A CN 202010160248A CN 111245555 B CN111245555 B CN 111245555B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- interface
- interference
- module
- control
- unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 46
- 238000012549 training Methods 0.000 claims abstract description 29
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims abstract description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 29
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 25
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 13
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 10
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 4
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 101000606067 Homo sapiens Tyrosine-protein kinase TXK Proteins 0.000 claims description 3
- 102100039079 Tyrosine-protein kinase TXK Human genes 0.000 claims description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 3
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 claims description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 3
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 2
- 238000011426 transformation method Methods 0.000 claims description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 18
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 206010053567 Coagulopathies Diseases 0.000 description 1
- 230000035602 clotting Effects 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 1
- 230000036039 immunity Effects 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04K—SECRET COMMUNICATION; JAMMING OF COMMUNICATION
- H04K3/00—Jamming of communication; Counter-measures
- H04K3/60—Jamming involving special techniques
- H04K3/62—Jamming involving special techniques by exposing communication, processing or storing systems to electromagnetic wave radiation, e.g. causing disturbance, disruption or damage of electronic circuits, or causing external injection of faults in the information
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B17/00—Monitoring; Testing
- H04B17/30—Monitoring; Testing of propagation channels
- H04B17/309—Measuring or estimating channel quality parameters
- H04B17/345—Interference values
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Quality & Reliability (AREA)
- Testing Electric Properties And Detecting Electric Faults (AREA)
Abstract
本发明公开了一种复杂电磁环境信号产生仪，包括机体，及设置于机体内侧的控制板；所述控制板包括给整机供电的电源模块、主板模块、DSP控制模块、多个干扰模块和合路器单元；所述主板模块通信连接有前面板模块、局域网LAN模块、USB接口模块和RS232接口模块；所述前面板模块包括接口单元，及用于键盘矩阵的扫描读取，由键盘控制板和橡胶按键组成的键盘单元；及用于完成参数输入和显示，由LCD显示屏和显示信号转接控制板组成的显示单元；本发明的复杂电磁环境信号产生仪，具有常规干扰和训练干扰两种工作方式，常规干扰能够提供多种干扰模式的信号合成输出；训练干扰通过配合指控装备抗干扰性能测试仪完成干扰信号的输出。
Description
技术领域
本发明涉及一种复杂电磁环境信号产生仪，属于电磁信号产生设备技术领域。
背景技术
在现代作战模式中，战场环境日趋复杂，作为信息化战场上的核心装备之一，通信装备必须具备较强的电磁环境适应能力，否则难以获得通信指挥的“制信息权”，更难以保证战场的主动权；因此，保证通信装备在复杂电磁下保持良好的通信性能是保障部队获取“制信息权”的先决条件，同时也是通信装备维修保障的重要任务；但是目前，部队针对复杂电磁环境下通信装备的通信保障研究缺乏，对通信装备抗干扰性能的测试需要搭建复杂的干扰模拟环境，而产生各种典型干扰需要价格昂贵的专业设备，且操作繁琐，技术水平要求高；各级维修保障机构受各种因素限制，还不能在日常维护、巡检和维修等阶段对通信装备的抗干扰性能进行测试，导致装备的抗干扰性能处于未知状态。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出了一种复杂电磁环境信号产生仪，可以模拟多种干扰信号输出，能够模拟复杂电磁环境的干扰信号及抗干扰测试中的干扰信号输出使用；干扰信号可以产生窄带干扰、宽带干扰、扫频干扰、碰撞干扰、阻塞干扰、瞄准干扰等多种模式，能够与指控装备通信抗干扰性能测试仪配合使用完成指控装备的抗干扰测试；本设备适用于各级维修保障机构的维修、训练使用，可以交直流供电，环境适应性强。
本发明的复杂电磁环境信号产生仪，包括机体，及设置于机体内侧的控制板；所述控制板包括给整机供电的电源模块，电源模块接收电源适配器转换为12V直流电源；
及完成数据传输、计算、人机交互和系统控制的主板模块，
及通过ISA总线接口与主板模块通信，用于完成干扰信号参数的模式控制输出功能的DSP控制模块，
及通过SPI总线与DSP控制模块通信，用于完成多种模式的干扰信号输出的多个干扰模块；
多个所述干扰模块输出端连接到用于多路干扰信号的合路输出的合路器单元；
所述主板模块通信连接有前面板模块、局域网LAN模块、USB接口模块和RS232接口模块；
所述前面板模块包括接口单元，及用于键盘矩阵的扫描读取，由键盘控制板和橡胶按键组成的键盘单元；及用于完成参数输入和显示，由LCD显示屏和显示信号转接控制板组成的显示单元；所述接口单元包括设置于前面板上，且与主板模块电连接的多个接口、电源开关和圆形快连接器转接控制板；
多个所述干扰模块包括产生窄带干扰信号、宽带干扰信号、扫频干扰信号、碰撞干扰信号、阻塞干扰信号和瞄准干扰信号的FPGA；所述FPGA通过D/A转换模块连接到幅度调节模块；所述幅度调节模块连接到完成干扰信号的混合输出的合路器单元；所述合路器单元输出端为复杂干扰信号输出接口；所述FPGA通信连接用于完成干扰信号输出电路的控制DSP控制模块。
进一步地，所述主板模块包括整机控制的主控单元和负责电源充放电、及接口通信控制的辅控MCU单元，及与主板模块电连接的电源单元和主控接口单元；所述主控接口单元包括对辅控MCU编程用的TAG-MCU编程接口，及用于电源接入和通信控制信号的RS485电源通信接口；及与DSP控制模块连接的ISA总线信号的控制接口：及采用PTK4插座，USB信号和连接键盘单元的键盘接口；及采用柔性扁平线连至显示模块，采用FPC0.5-40底接触插座的显示接口；及采用RJ45插座，控制板上连接至MC接口的LAN接口；及采用迷你USB插座，控制板上连接至MC接口的USB_OTG接口，及采用USB HUB输出的第一路USB接口；及采用USBHUB输出的第二路USB接口的USB2接口；及将控制板上连接至RS485总线再转换为RS232，用于主机和外部通信的RS232接口：及采用Φ2.1插座，1脚为+12，2脚为GND的电源接口：及采用PTK4－2.54插座的电源开关接口。
进一步地，所述干扰模块其接口包括对辅控MCU编程接口用的JTAG-MCU编程接口；及对控制DSP编程接口用的JTAG-DSP编程接口；及对FPGA的编程接口用的JTAG-FPGA编程接口，及完成干扰信号的配置参数的输入的DA接口和稳幅环接口。
进一步地，所述前面板模块其接口单元包括与主控单元连接，采用PTK4-2.54(Z)接口的键盘接口；及采用柔性扁平电缆连至显示模块，并采用FPC0.5-40底接触插座的显示接口；及连接到电源模块和主板模块之间，控制主机的开关的开关接口。
进一步地，所述主控单元采用ARM处理器，其系统包括提供所有界面元素，并根据用户操作创建相应线程，在线程中调用测试应用层提供的接口函数的界面层，界面层其显示界面上方是干扰模式的选择区域，通过左右上下按键切换干扰模式；显示界面的中间是干扰参数的设置区域，分为单机模式参数设置和训练模式装备参数两个部分，单机模式的干扰参数对应于不同的干扰模式，训练模式装备参数指的是与抗干扰性能测试仪配套使用，从抗干扰性能测试仪获取的装备的性能参数；显示界面的下方是干扰参数图示部分，主要用于各种干扰模式其干扰参数的图示说明；功能区域的上方中间显示当前的测试功能标题；中间部分为测试界面页的内容，可以为数值输入项、测试结果项，设置功能选项的选择使用屏幕右侧的按键(6个)，当前功能选项突出显示；数值输入项选中后，采用数字键输入数值，并禁止非法输入(如两个小数点)，并按确认键，超出数值范围(显示范围边界值)；测试结果项无法选择，仅显示测试结果；界面层其功能区域的下方共有六个按键，分别是“干扰开关”、“通道一/二”、“通道三/四”、“干扰模式”、“干扰参数”、“选项”；“干扰开关”：用于干扰信号输出的开关切换功能；“通道一/二”：用于通道一和二的切换功能；“通道三/四”：用于通道三和四的切换功能；“干扰模式”：用于设置相应通道的干扰模式，包括“无干扰”、“窄带干扰”、“宽带干扰”、“扫频干扰”、“碰撞干扰”、“阻塞干扰”、“瞄准干扰”；“干扰参数”：用于设置相应通道的干扰参数，包括“中心频率”、“峰值功率”、“干扰带宽”、“频带带宽”、“阻留时间”、“频率步进”；“选项”：用于设置本机的时间参数、网络参数、背光等控制参数；及完成系统测量算法和自动控制任务的测试应用层；及提供ARM外设的各种控制，为测试应用层提供标准操作接口，包括网卡驱动、键盘驱动、显示屏驱动、GPIO驱动、UART驱动、SPI驱动和ISA驱动的操作系统层和驱动层；所述ARM处理器采用嵌入式Windows CE 6.0(WinCE)操作系统，所述辅控MCU通过RS485总线与ARM处理器主控单元通信、DSP控制和FPGA干扰产生单元通过SPI总线和ISA总线完成与ARM处理的通信。
进一步地，所述测试应用层完成主板模块中各单元模块的控制、状态显示、参数设置、测试结果运算和显示。
进一步地，所述辅控MCU为单片机最小系统，其内置有电源管理模块，及与抗干扰性能测试仪通信的通信模块；及接收主控单元的控制命令和查询命令，并回复响应的主控通信模块；所述DSP控制模块内置有用于接收主控模块发出的干扰参数的参数接收模块；及完成四路干扰模块的FPGA的控制功能的干扰参数配置模块；及接收主控单元的控制命令和查询命令，并回复响应的主控通信模块。
进一步地，所述机体采用铝合金材料制成；所述机体顶面为接口面板；所述接口面板上设置有主控接口单元；所述机体其正面设置有前面板模块；所述机体背面为警告提示信息面和电池盒。
进一步地，所述信号产生仪其工作模式包括完成多种模式的干扰信号产生的单机模式；及与抗干扰性能测试仪配合，完成训练干扰功能的训练模式。
与现有技术相比较，本发明的复杂电磁环境信号产生仪，具有常规干扰和训练干扰两种工作方式，菜单操作，测试过程具有交互提示功能；常规干扰能够提供多种干扰模式的信号合成输出；训练干扰通过配合指控装备抗干扰性能测试仪完成干扰信号的输出；且主机具备设备系统参数设置的功能。
附图说明
图1是本发明的主机硬件模块组成框图。
图2是本发明的主机功能单元组成框图。
图3是本发明的主机功能单元组成框图。
图4是本发明的机体结构顶部示意图。
图5是本发明的机体结构正面示意图。
图6是本发明的机体键盘区结构示意图。
图7是本发明的机体结构后侧示意图。
图8是本发明的信号产生仪主要功能示意图。
图9是本发明的指控装备抗干扰性能训练系统框图。
图10是本发明的指控装备抗干扰性能训练系统连接关系示意图。
图11是本发明抗干扰性能训练的窄带干扰设置界面图。
图12是本发明抗干扰性能训练的宽带干扰设置界面图。
图13是本发明抗干扰性能训练的扫频干扰设置界面图。
图14是本发明抗干扰性能训练的碰撞干扰设置界面图。
图15是本发明抗干扰性能训练的阻塞干扰设置界面图。
图16是本发明抗干扰性能训练的瞄准干扰设置界面图。
图17是本发明抗干扰性能训练的系统选项设置界面图。
图18是本发明的干扰信号合成示意图。
图19是本发明的干扰信号产生单元的整体功能框图。
图20是本发明的高斯白噪声信号功能框图。
具体实施方式
实施例1：
如图1和图2所示，本发明的复杂电磁环境信号产生仪，包括机体，及设置于机体内侧的控制板；所述控制板包括给整机供电的电源模块，电源模块接收电源适配器转换为12V直流电源；
及完成数据传输、计算、人机交互和系统控制的主板模块，
及通过ISA总线接口与主板模块通信，用于完成干扰信号参数的模式控制输出功能的DSP控制模块，
及通过SPI总线与DSP控制模块通信，用于完成多种模式的干扰信号输出的多个干扰模块；
多个所述干扰模块输出端连接到用于多路干扰信号的合路输出的合路器单元；
所述主板模块通信连接有前面板模块、局域网LAN模块、USB接口模块和RS232接口模块；
所述前面板模块包括接口单元，及用于键盘矩阵的扫描读取，由键盘控制板和橡胶按键组成的键盘单元；及用于完成参数输入和显示，由LCD显示屏和显示信号转接控制板组成的显示单元；所述接口单元包括设置于前面板上，且与主板模块电连接的多个接口、电源开关和圆形快连接器转接控制板；
多个所述干扰模块包括产生窄带干扰信号、宽带干扰信号、扫频干扰信号、碰撞干扰信号、阻塞干扰信号和瞄准干扰信号的FPGA；所述FPGA通过D/A转换模块连接到幅度调节模块；所述幅度调节模块连接到完成干扰信号的混合输出的合路器单元；所述合路器单元输出端为复杂干扰信号输出接口；所述FPGA通信连接用于完成干扰信号输出电路的控制DSP控制模块。
其中，所述主板模块包括整机控制的主控单元和负责电源充放电、及接口通信控制的辅控MCU单元，及与主板模块电连接的电源单元和主控接口单元；所述主控接口单元包括对辅控MCU编程用的TAG-MCU编程接口，及用于电源接入和通信控制信号的RS485电源通信接口；及与DSP控制模块连接的ISA总线信号的控制接口：及采用PTK4插座，USB信号和连接键盘单元的键盘接口；及采用柔性扁平线连至显示模块，采用FPC0.5-40底接触插座的显示接口；及采用RJ45插座，控制板上连接至MC接口的LAN接口；及采用迷你USB插座，控制板上连接至MC接口的USB_OTG接口，及采用USB HUB输出的第一路USB接口；及采用USB HUB输出的第二路USB接口的USB2接口；及将控制板上连接至RS485总线再转换为RS232，用于主机和外部通信的RS232接口：及采用Φ2.1插座，1脚为+12，2脚为GND的电源接口：及采用PTK4－2.54插座的电源开关接口。
所述干扰模块其接口包括对辅控MCU编程接口用的JTAG-MCU编程接口；及对控制DSP编程接口用的JTAG-DSP编程接口；及对FPGA的编程接口用的JTAG-FPGA编程接口，及完成干扰信号的配置参数的输入的DA接口和稳幅环接口；干扰模块的频率范围：1.5MHz～100MHz；频率分辨率：1Hz；内部时基：1×10-6；干扰输出电平范围(峰值功率)：-100dBm～0dBm；干扰源输出电平误差：±1.5dB。
所述前面板模块其接口单元包括与主控单元连接，采用PTK4-2.54(Z)接口的键盘接口；及采用柔性扁平电缆连至显示模块，并采用FPC0.5-40底接触插座的显示接口；及连接到电源模块和主板模块之间，控制主机的开关的开关接口；前面板模块其显示点阵：640×480；显示尺寸：5.7英寸宽屏，模块尺寸132mm×104mm，视屏尺寸119.4mm×91.44mm；显示模式：TFT正显/LED背光；供电与功耗：+5V，150mA；LED背光电流最大300mA(可调)；工作温度：-30℃～+85℃；储存温度：-30℃～+95℃；相对湿度：90％RH(无凝结)+60℃。
如图18所示，主控模块通过主控单元控制片上系统，片上系统通信连接波形回放通道和波形采集通道，波形回放通道和波形采集通道通过收发选择开关接入被测战术电台的射频口，同时，片上系统通过音频模块接入电台音频口；波形采集通道和波形回放通道采用高速A/D和D/A，可实现信号的全数字化处理，信号处理部分在以FPGA为物理载体的SOC(片上系统)上环境模拟；存储阵列单元可使用目前比较成熟的SDRAM器件。
如图2所示，DSP控制模块完成整个电路的控制，其电源和时钟电路为系统提供电源和时钟信号；DSP控制模块通信FPGA主要产生各种干扰信号；合路器完成干扰信号的混合，幅度调节实现干扰信号的电平控制；AD9957主要实现信号的上变频和数模转换，AD9957支持高达400MHz的正交数字上变频器；由于AD9957内部集成了高速DDS、14bit DAC、时钟倍频电路和数字滤波器，当应用于无线或有线通信基础设施系统时，可以实现基带上的变频，使数据传输简单、成本低、效率高；1GSample/s的数控振荡器(NCO)和DAC允许AD9957提供达到400MHz的直接输出，因此无需使用上级变频，而且降低了对滤波器的要求；AD9957这些特性刚好满足干扰信号信号产生；如图19所示，本发明采用4片AD9957，可同时产生宽带、窄带、阻塞、瞄准等干扰信号；其中宽带、窄带、阻塞以及瞄准干扰由FPGA产生，控制单元通过DSP实现，信号的合路则通过模拟合路器实现；在产生宽带、窄带、阻塞以及瞄准干扰时需要产生高斯白噪声数据，采用Box-Muller变换的方法产生高斯白噪声，Box-Muller变换描述如下：设ξ1，ξ2是两个互相独立的在(0,1)上均匀分布的随机数，做如下变换：
则由随机信号理论可知，η1，η2是两个相互独立的正态N(0,1)随机数；如图20所示，所示是产生高斯白噪声信号软件功能框图，其功能可以根据输入的时钟产生不同带宽的高斯白噪声信号。
如图3所示，所述主控单元采用ARM处理器，其系统包括提供所有界面元素，并根据用户操作创建相应线程，在线程中调用测试应用层提供的接口函数的界面层，及完成系统测量算法和自动控制任务的测试应用层；及提供ARM外设的各种控制，为测试应用层提供标准操作接口，包括网卡驱动、键盘驱动、显示屏驱动、GPIO驱动、UART驱动、SPI驱动和ISA驱动的操作系统层和驱动层；所述ARM处理器采用嵌入式Windows CE 6.0(WinCE)操作系统，所述辅控MCU通过RS485总线与ARM处理器主控单元通信、DSP控制和FPGA干扰产生单元通过SPI总线和ISA总线完成与ARM处理的通信；各个处理器的运行是异步的，主控ARM处理器对其他处理器采用串行通信协议进行控制。
其中，所述测试应用层完成主板模块中各单元模块的控制、状态显示、参数设置、测试结果运算和显示；所述辅控MCU为单片机最小系统，其内置有电源管理模块，及与抗干扰性能测试仪通信的通信模块；及接收主控单元的控制命令和查询命令，并回复响应的主控通信模块；所述DSP控制模块内置有用于接收主控模块发出的干扰参数的参数接收模块；及完成四路干扰模块的FPGA的控制功能的干扰参数配置模块；及接收主控单元的控制命令和查询命令，并回复响应的主控通信模块。辅控MCU采用ATMEL公司的增强型内置Flash的精简指令集CPU高速8位单片机ATmega128；开发环境为ICC AVR编译环境和ATMEL AVR Studio集成开发环境(IDE)；DSP处理器采用了TI公司浮点DSP TMS320F28335。该款DSP采用LQFP封装处理速度为150MIPS，内置256K独立flash；FPGA采用Altera公司的EP3SL50F780C4N；FPGA开发环境为Altera公司Quartus II 9.1SP2。该软件实现逻辑编程、编译、仿真和代码下载。
如图4至图7所示，所述机体采用铝合金材料制成；所述机体顶面为接口面板；所述接口面板上设置有主控接口单元；接口面板的接口区在机体顶部，从左到右依次是：a)电源输入：测试仪的+12V电源输入端口；b)干扰输出：用于输出干扰信号；c)USB mini：用于计算机与测试仪的连接；d)USB接口：用于连接USB从设备，如鼠标、键盘等；e)网口：用于对外的网络通信；所述机体其正面设置有前面板模块；机体前面板从上到下，从左到右依次为：a)测试仪名称；b)液晶显示区(上方)：显示屏采用5.7英寸的640╳480彩色TFT-LCD宽温显示模块；c)键盘输入区(下方)：键盘区如图6所示，采用硅橡胶按键，分为三个区域：功能区域、数字单位区域和方向控制区域，共包括10个数字键、小数点/负号键、退格键、三个单位键、四个方向键、一个确认键、六个功能键；所述机体背面为警告提示信息面和电池盒。
如图8所示，所述信号产生仪其工作模式包括完成多种模式的干扰信号产生的单机模式；及与抗干扰性能测试仪配合，完成训练干扰功能的训练模式。
实施例2：
如图9至图17所示，本发明的信号产生仪其训练干扰工作模式如下：
工作时，将本发明的产生仪和测试仪通过适配器接通电源，产生仪其复杂干扰信号输出接口通过射频电缆连接抗干扰性能测试仪，抗干扰性能测试仪通过音频电缆和射频电缆连接被测电台的音频口和天线接口；在训练模式的时候，复杂电磁环境信号发生仪的信号输出需要连接功率放大器再连接天线进行输出；完成接线后，打开产生仪和测试仪的电源开关；接着进行训练干扰工作；其具体如下：
首先，通过产生仪其操作界面进行通道切换；产生仪包含四路干扰信号，干扰输出端口是将四路干扰信号合成后进行输出的；四路干扰信号分别是通道一、通道二、通道三、通道四，分别通过操作界面上的两个功能按键“通道一/通道二”和“通道三/通道四”进行切换；在只有一种干扰模式的情况下，只需要选择任意一个通道，确定该通道的干扰模式，然后其余通道均选择“无干扰”即可；在需要多种干扰模式组合输出的情况下，就需要选择多个通道，并分别确定多个通道的干扰模式，组合输出；例如，在进行“梳妆干扰”输出的时候，需要设置多路通道的干扰模式，最后进行合成输出；
其次，通过产生仪其操作界面进行干扰模式切换：
在选择确定的通道后，点击“干扰模式”按键后，通过键盘单元的方向按键选择干扰模式，干扰模式一共有8种，分别是“无干扰”、“窄带干扰”、“宽带干扰”、“扫频干扰”、“碰撞干扰”、“阻塞干扰”、“瞄准干扰”、“训练干扰”；
最后，通过产生仪其操作界面干扰参数选择和修改：
在选定通道和具体的干扰模式后，点击“干扰参数”按键，此时界面的焦点会出现在“中心频率”的设置文本框中，此时可以通过键盘的数字按键和单位按键进行“中心频率”的输入，输入完成以后，仍然可以通过方向按键选择需要设置的其他参数；在参数设置的上方有两个30dB衰减设置的复选框“30dB衰减1”和“30dB衰减2”，主要目的是小功率干扰信号输出的时固定衰减使用，例如，干扰信号需要输出-70dBm，此时可以在“带内功率”输入框中设置-40dBm，复选框选中30dB衰减即可；其中，干扰参数配置需要根据不同的干扰内容，进行不同的干扰参数配置，如下图11～图16所示；各个干扰模式在操作界面设置如下：如窄带干扰的设置参数包括：中心频率、峰值功率和干扰带宽；宽带干扰的设置参数包括：中心频率、峰值功率和频带带宽；扫频干扰的设置参数包括：中心频率、峰值功率、干扰带宽、频带带宽、驻留时间和频率步进；碰撞干扰的设置参数包括：中心频率、峰值功率、干扰带宽、频带带宽、驻留时间和频率步进；阻塞干扰的设置参数包括：中心频率、峰值功率和干扰带宽；瞄准干扰的设置参数包括：中心频率、峰值功率和干扰带宽。
其中，产生仪其操作界面其他按键的功能如下：
“干扰关”：是在设置完通道、干扰模式和干扰参数的情况下，最后的合成信号输出；“系统设置”：点击该按键后，在系统设置的界面下，进行设备的时间、网络参数、背光等参数的设置；如图17所示，系统设置包括对时间日期、IP地址、电源监控参数等进行设置和监控。
本发明的复杂电磁环境干扰信号产生仪，在传统的干扰信号输出的功能的基础上，增加了训练干扰的功能，该设备具有下列特点：
a)小型化：该设备在软硬件体系架构的设计上采用了模块化的设计思路，通过标准总线连接各模块，使得设备体积大大减少，满足了小型化的要求。
b)低功耗：采用了先进的射频集成电路，同时功能电路按需供电，有效的降低了功耗。
c)智能便捷：人性化的彩色图形化界面配合出色的人体工学键盘，线缆连接简单，方便技术人员和普通战士的使用要求。
d)技术先进：采用可升级的处理器和全数字中频架构，不仅满足当前的需求，而且能够应对未来的挑战，产品精度高、可靠性高、一致性好；模块化设计，可扩展性和可移植性强。
上述实施例，仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。
Claims (9)
1.一种复杂电磁环境信号产生仪，其特征在于：包括机体，及设置于机体内侧的控制板；及给控制板供电的电源模块，及通信连接于控制板与电台天线口之间的射频测试电缆，及通信连接于控制板与电台音频口之间的通信电缆；所述控制板包括完成数据传输、计算、人机交互和系统控制的主板模块，
及通过ISA总线接口与主板模块通信，用于完成干扰信号参数的模式控制输出功能的DSP控制模块，
及通过SPI总线与DSP控制模块通信，用于完成多种模式的干扰信号输出的多个干扰模块；
多个所述干扰模块输出端连接到用于多路干扰信号的合路输出的合路器单元；
所述主板模块通信连接有前面板模块、局域网LAN模块、USB接口模块和RS232接口模块；
所述前面板模块包括接口单元，及用于键盘矩阵的扫描读取，由键盘控制板和橡胶按键组成的键盘单元；及用于完成参数输入和显示，由LCD显示屏和显示信号转接控制板组成的显示单元；所述接口单元包括设置于前面板上，且与主板模块电连接的多个接口、电源开关和圆形快连接器转接控制板；
多个所述干扰模块包括产生窄带干扰信号、宽带干扰信号、扫频干扰信号、碰撞干扰信号、阻塞干扰信号和瞄准干扰信号的FPGA；所述FPGA通过D/A转换模块连接到幅度调节模块；所述幅度调节模块连接到完成干扰信号的混合输出的合路器单元；所述合路器单元输出端为复杂干扰信号输出接口；所述FPGA通信连接用于完成干扰信号输出电路的控制 DSP控制模块；
DSP控制模块完成整个电路的控制，其电源和时钟电路为系统提供电源和时钟信号；DSP控制模块通信 FPGA主要产生各种干扰信号；合路器单元完成干扰信号的混合，幅度调节实现干扰信号的电平控制；D/A转换模块的AD9957主要实现信号的上变频和数模转换；1GSample/s的数控振荡器和DAC为AD9957提供达到400 MHz的直接输出；采用4片AD9957，同时产生宽带、窄带、阻塞及瞄准干扰信号；其中宽带、窄带、阻塞以及瞄准干扰由FPGA产生，控制单元通过DSP实现，信号的合路则通过模拟合路器实现；在产生宽带、窄带、阻塞以及瞄准干扰时需要产生高斯白噪声数据，采用Box-Muller变换的方法产生高斯白噪声，Box-Muller变换描述如下：设，/>是两个互相独立的在/>上均匀分布的随机数，做如下变换：/>；
则由随机信号理论可知，，/>是两个相互独立的正态/>随机数；其根据输入的时钟产生不同带宽的高斯白噪声信号；
工作时，将复杂电磁环境信号发生仪和抗干扰性能测试仪通过适配器接通电源，复杂电磁环境信号发生仪的复杂干扰信号输出接口通过射频电缆连接抗干扰性能测试仪，抗干扰性能测试仪通过音频电缆和射频电缆连接被测电台的音频口和天线接口；在训练模式的时候，复杂电磁环境信号发生仪的信号输出需要连接功率放大器再连接天线进行输出；完成接线后，打开复杂电磁环境信号发生仪和抗干扰性能测试仪的电源开关；接着进行训练干扰工作。
2.根据权利要求1所述的复杂电磁环境信号产生仪，其特征在于：所述主板模块包括整机控制的主控单元和负责电源充放电、及接口通信控制的辅控MCU单元，及与主板模块电连接的电源单元和主控接口单元；所述主控接口单元包括对辅控MCU编程用的TAG-MCU编程接口，及用于电源接入和通信控制信号的RS485电源通信接口；及与DSP控制模块连接的ISA总线信号的控制接口：及采用 PTK4插座，USB信号和连接键盘单元的键盘接口；及采用柔性扁平线连至显示模块，采用FPC0.5-40底接触插座的显示接口；及采用RJ45插座，控制板上连接至MC接口的LAN接口；及采用迷你USB插座，控制板上连接至MC接口的 USB_OTG接口，及采用USB HUB输出的第一路USB接口；及采用USB HUB输出的第二路USB接口的 USB2接口；及将控制板上连接至RS485总线再转换为RS232，用于主机和外部通信的RS232接口：及采用Φ2.1插座，1脚为+12，2脚为GND的电源接口：及采用PTK4－2.54插座的电源开关接口。
3.根据权利要求1所述的复杂电磁环境信号产生仪，其特征在于：所述干扰模块其接口包括对辅控MCU编程接口用的JTAG-MCU编程接口；及对控制DSP编程接口用的 JTAG-DSP编程接口；及对FPGA的编程接口用的JTAG-FPGA编程接口，及完成干扰信号的配置参数的输入的DA接口和稳幅环接口。
4.根据权利要求1所述的复杂电磁环境信号产生仪，其特征在于：所述前面板模块其接口单元包括与主控单元连接，采用PTK4-2.54接口的键盘接口；及采用柔性扁平电缆连至显示模块，并采用FPC0.5-40底接触插座的显示接口；及连接到电源模块和主板模块之间，控制主机的开关的开关接口。
5.根据权利要求2所述的复杂电磁环境信号产生仪，其特征在于：所述主控单元采用ARM处理器，其系统包括提供所有界面元素，并根据用户操作创建相应线程，在线程中调用测试应用层提供的接口函数的界面层，及完成系统测量算法和自动控制任务的测试应用层；及提供ARM外设的各种控制，为测试应用层提供标准操作接口，包括网卡驱动、键盘驱动、显示屏驱动、GPIO驱动、UART驱动、SPI驱动和ISA驱动的操作系统层和驱动层；所述ARM处理器采用嵌入式Windows CE 6.0操作系统，所述辅控MCU通过RS485总线与ARM处理器主控单元通信、DSP控制和FPGA干扰产生单元通过SPI总线和ISA总线完成与ARM处理的通信。
6.根据权利要求5所述的复杂电磁环境信号产生仪，其特征在于：所述测试应用层完成主板模块中各单元模块的控制、状态显示、参数设置、测试结果运算和显示。
7.根据权利要求2所述的复杂电磁环境信号产生仪，其特征在于：所述辅控MCU为单片机最小系统，其内置有电源管理模块，及与抗干扰性能测试仪通信的通信模块；及接收主控单元的控制命令和查询命令，并回复响应的主控通信模块；所述DSP控制模块内置有用于接收主控模块发出的干扰参数的参数接收模块；及完成四路干扰模块的FPGA的控制功能的干扰参数配置模块；及接收主控单元的控制命令和查询命令，并回复响应的主控通信模块。
8.根据权利要求1所述的复杂电磁环境信号产生仪，其特征在于：所述机体采用铝合金材料制成；所述机体顶面为接口面板；所述接口面板上设置有主控接口单元；所述机体其正面设置有前面板模块；所述机体背面为警告提示信息面和电池盒。
9.根据权利要求1所述的复杂电磁环境信号产生仪，其特征在于：所述信号产生仪其工作模式包括完成多种模式的干扰信号产生的单机模式；及与抗干扰性能测试仪配合，完成训练干扰功能的训练模式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010160248.XA CN111245555B (zh) | 2020-03-10 | 2020-03-10 | 一种复杂电磁环境信号产生仪 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010160248.XA CN111245555B (zh) | 2020-03-10 | 2020-03-10 | 一种复杂电磁环境信号产生仪 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111245555A CN111245555A (zh) | 2020-06-05 |
| CN111245555B true CN111245555B (zh) | 2024-04-19 |
Family
ID=70873398
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010160248.XA Active CN111245555B (zh) | 2020-03-10 | 2020-03-10 | 一种复杂电磁环境信号产生仪 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111245555B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113810324B (zh) * | 2021-07-30 | 2023-09-15 | 中国人民解放军63892部队 | 一种动态背景信号生成系统 |
| CN114844577B (zh) * | 2022-05-05 | 2023-12-22 | 西安亨孚防务科技有限责任公司 | 一种宽频带多样式的信号模拟器 |
| CN117665412B (zh) * | 2024-01-31 | 2024-04-19 | 成都世源频控技术股份有限公司 | 一种用于复杂电磁环境模拟的雷达模拟器 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN203466824U (zh) * | 2013-09-13 | 2014-03-05 | 牛刚 | 一种复杂电磁环境干扰信号模拟器 |
| WO2017193887A1 (zh) * | 2016-05-09 | 2017-11-16 | 广州广电运通金融电子股份有限公司 | 一种防侧录电磁干扰的检测方法及设备 |
| CN108809974A (zh) * | 2018-06-07 | 2018-11-13 | 深圳先进技术研究院 | 一种网络异常识别检测方法及装置 |
| CN211959227U (zh) * | 2020-03-10 | 2020-11-17 | 中国人民解放军32181部队 | 一种复杂电磁环境信号产生仪 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7660374B2 (en) * | 2004-05-21 | 2010-02-09 | Honeywell International Inc. | Method and apparatus for excision of narrowband interference signals in navigation or communication bands |
| US10320824B2 (en) * | 2015-01-22 | 2019-06-11 | Cisco Technology, Inc. | Anomaly detection using network traffic data |
| US20180097845A1 (en) * | 2016-10-05 | 2018-04-05 | Rapid Focus Security, Llc | Self-Managed Intelligent Network Devices that Protect and Monitor a Distributed Network |
| US11196633B2 (en) * | 2019-11-22 | 2021-12-07 | International Business Machines Corporation | Generalized correlation of network resources and associated data records in dynamic network environments |
-
2020
- 2020-03-10 CN CN202010160248.XA patent/CN111245555B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN203466824U (zh) * | 2013-09-13 | 2014-03-05 | 牛刚 | 一种复杂电磁环境干扰信号模拟器 |
| WO2017193887A1 (zh) * | 2016-05-09 | 2017-11-16 | 广州广电运通金融电子股份有限公司 | 一种防侧录电磁干扰的检测方法及设备 |
| CN108809974A (zh) * | 2018-06-07 | 2018-11-13 | 深圳先进技术研究院 | 一种网络异常识别检测方法及装置 |
| CN211959227U (zh) * | 2020-03-10 | 2020-11-17 | 中国人民解放军32181部队 | 一种复杂电磁环境信号产生仪 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 一种干扰信号产生单元的设计;陈剑涛;郭廷猛;;宇航计测技术;20150415(第02期);全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111245555A (zh) | 2020-06-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111245555B (zh) | 一种复杂电磁环境信号产生仪 | |
| CN107390109B (zh) | 高速adc芯片的自动测试平台及其软件架构设计方法 | |
| CN110113275B (zh) | 一种智能化多通道宽带干扰信号产生装置 | |
| CN105842572B (zh) | 一种便携式通用综合检测仪 | |
| CN111404625B (zh) | 一种指控装备通信抗干扰性能测试仪 | |
| CN111404619B (zh) | 一种复杂电磁环境下指控通信保障设备 | |
| CN211352201U (zh) | 一种指控装备通信抗干扰性能测试仪 | |
| CN111965447A (zh) | 一种硬件可组态的模拟信号综合测试系统 | |
| CN211959227U (zh) | 一种复杂电磁环境信号产生仪 | |
| CN108280001A (zh) | 参数调试方法、系统、控制终端、测试终端及终端设备 | |
| CN106301608A (zh) | 一种超短波收发单元通用调试工装装置 | |
| CN212258965U (zh) | 一种射频模块的自动测试系统 | |
| CN116704962A (zh) | 一种基于fpga的背光分区控制系统 | |
| CN112986716B (zh) | 一种基于pxi总线架构的电磁环境模拟器 | |
| CN113343621A (zh) | 一种短波综合数字平台自动测试系统 | |
| CN210347827U (zh) | 一种变电站自动化设备集成测试仪 | |
| CN108038399A (zh) | 一种智能ic卡燃气表读写卡自动检测装置及检测方法 | |
| CN111505594A (zh) | 一种便携式雷达信号模拟器 | |
| CN218387509U (zh) | 一种基于PXIe总线的射频信号综合测试模块 | |
| CN211151964U (zh) | 一种复杂电磁环境下指控通信保障设备 | |
| CN211741897U (zh) | 一种复杂电磁环境信号产生仪 | |
| CN114995235A (zh) | 一种基于zynq的捷变频多功能通用基带处理装置 | |
| CN105227254B (zh) | 一种新型多通道流星余迹信道模拟器 | |
| CN104750038A (zh) | 继电保护测试装置监控系统 | |
| CN106411423A (zh) | 基于互联网vhf 频段跳频电台检测设备的校准方法和平台 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |