CN115296755A - 上变频监测模块、下变频监测模块及两者组成的监测系统 - Google Patents

上变频监测模块、下变频监测模块及两者组成的监测系统 Download PDF

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CN115296755A CN202211219708.7A CN202211219708A CN115296755A CN 115296755 A CN115296755 A CN 115296755A CN 202211219708 A CN202211219708 A CN 202211219708A CN 115296755 A CN115296755 A CN 115296755A
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Abstract

本发明提供了一种上变频监测模块、下变频监测模块及两者组成的监测系统，属于发射与接收系统技术领域。上变频监测模块包括：耦合器W1、第一混频链路、功分器U6和第二混频链路，以分别输出采样同步信号和第一监测中频信号；AD采样板U7根据采样同步信号对第一监测中频信号进行AD采样。下变频监测模块包括：耦合器W2、第三混频链路、功分器U11、功分器U13和第四混频链路，以分别输出中频检波信号和第二监测中频信号；AD采样板U15根据中频检波信号对第二监测中频信号进行AD采样。监测系统包括上变频监测模块和下变频监测模块。本发明可对上下变频子模块的工作状态进行实时监测，从而发现系统的瞬时异常和偶发异常。

Description

上变频监测模块、下变频监测模块及两者组成的监测系统
技术领域
本发明涉及发射与接收系统技术领域，具体涉及一种上变频监测模块、下变频监测模块及两者组成的监测系统。
背景技术
在无线通讯系统中，发射与接收系统一般包括基带部分、毫米波部分、发射与接收部分、频率源部分以及天线部分等，各部分又由不同的功能子模块组成，这些子模块进行整机集成后便形成发射与接收系统。
整个系统能否正常稳定地工作是由各子模块决定的，由于系统的复杂性，系统工作异常时，我们需要耗费大量的时间和精力定位异常部位。有时系统的工作异常状态只是瞬时性和偶发性的，这些异常最终导致系统工作不稳定，而瞬时异常和偶发异常是很难发现的。因此，有必要提供一种上变频监测模块、下变频监测模块及两者组成的监测系统。
发明内容
本发明提供了一种上变频监测模块、下变频监测模块及两者组成的监测系统，以对发射与接收系统中的上下变频子模块的工作状态进行实时监测，可发现系统的瞬时异常和偶发异常。
本说明书实施例的第一方面公开了一种上变频监测模块，包括：耦合器W1，用于接收从上变频子模块的射频输出端口输出的上变频射频输出信号，并将该信号通过其直通路输出；第一混频链路，与所述耦合器W1的耦合端连接，以将所述上变频射频输出信号进行本振混频后，得到第一中频信号；功分器U6，用于接收上变频中频输入信号并分为三路信号后，第一路信号输出到所述上变频子模块的中频输入端口，第二路信号作为第一本振信号，第三路信号通过检波器后作为采样同步信号；第二混频链路，用于将所述第一中频信号和所述第一本振信号进行混频后，得到第一监测中频信号；AD采样板U7，其根据所述采样同步信号对所述第一监测中频信号进行AD采样，以得到第一数字信号。
本说明书公开的一个实施例中，所述第一混频链路包括放大衰减模块U1、混频器U2、滤波器Z1和本振模块U3，所述放大衰减模块U1的输入端与所述耦合器W1的耦合端连接，所述放大衰减模块U1的输出端与所述混频器U2的第一输入端连接，所述本振模块U3的输出端与所述混频器U2的第二输入端连接，所述混频器U2的输出端与所述滤波器Z1的输入端连接。
本说明书公开的一个实施例中，所述第二混频链路包括混频器U4、放大器A1、滤波器Z2、放大衰减模块U5和滤波器Z3，所述混频器U4的第一输入端与所述滤波器Z1的输出端连接，所述放大器A1的输入端与所述功分器U6的输出端连接，所述放大器A1的输出端与所述混频器U4的第二输入端连接，所述混频器U4的输出端与所述滤波器Z2的输入端连接，所述滤波器Z2的输出端与所述放大衰减模块U5的输入端连接，所述放大衰减模块U5的输出端与所述滤波器Z3的输入端连接，所述滤波器Z3的输出端与所述AD采样板U7连接。
本说明书实施例的第二方面公开了一种下变频监测模块，包括：耦合器W2，用于接收下变频射频输入信号，并将该信号通过其直通路输出到下变频子模块的射频输入端口；第三混频链路，与所述耦合器W2的耦合端连接，以将所述下变频射频输入信号进行本振混频后，得到第二中频信号；功分器U11，用于将所述第二中频信号分为两路信号后，一路信号通过检波器后作为中频检波信号，另一路信号作为第二本振信号；功分器U13，用于接收从所述下变频子模块的中频输出端口输出的下变频中频输出信号并分为两路信号后，一路信号作为所述下变频中频输出信号输出，另一路信号作为射频信号；第四混频链路，用于将所述射频信号和所述第二本振信号进行混频后，得到第二监测中频信号；AD采样板U15，其根据所述中频检波信号对所述第二监测中频信号进行AD采样，以得到第二数字信号。
本说明书公开的一个实施例中，所述第三混频链路包括放大衰减模块U8、混频器U9、滤波器Z5和本振模块U10，所述放大衰减模块U8的输入端与所述耦合器W2的耦合端连接，所述放大衰减模块U8的输出端与所述混频器U9的第一输入端连接，所述本振模块U10的输出端与所述混频器U9的第二输入端连接，所述混频器U9的输出端与所述滤波器Z5的输入端连接，所述滤波器Z5的输出端与所述功分器U11的输入端连接。
本说明书公开的一个实施例中，所述第四混频链路包括放大衰减模块U12、混频器U14和滤波器Z7，所述放大衰减模块U12的输入端与所述功分器U11的输出端连接，所述放大衰减模块U12的输出端与所述混频器U14的第一输入端连接，所述混频器U14的第二输入端与所述功分器U13的输出端连接，所述混频器U14的输出端与所述滤波器Z7的输入端连接，所述滤波器Z7的输出端与所述AD采样板U15连接。
本说明书实施例的第三方面还公开了一种监测系统，包括上述中任意一实施例所述的上变频监测模块和上述中任意一实施例所述的下变频监测模块。
本说明书公开的一个实施例中，所述放大衰减模块U1和所述放大衰减模块U8均为射频放大衰减模块，所述射频放大衰减模块包括射频开关SP2T1、射频开关SP2T2、放大器A2、放大器A3、可调衰减器Z8和可调衰减器Z9，所述射频开关SP2T1的定端作为射频输入端RFin，所述射频开关SP2T1的第一动端、放大器A2、放大器A3和射频开关SP2T2的第一动端依次串联，所述射频开关SP2T1的第二动端、可调衰减器Z8和射频开关SP2T2的第二动端依次串联，所述射频开关SP2T2的定端与所述可调衰减器Z9的输入端连接，所述可调衰减器Z9的输出端作为射频输出端RFout。
本说明书公开的一个实施例中，所述放大衰减模块U5和所述放大衰减模块U12均为中频放大衰减模块，所述中频放大衰减模块包括放大器A4和可调衰减器Z10，所述放大器A4与所述可调衰减器Z10串联，且串联一端为中频输入端IFin，串联另一端为中频输出端IFout。
本说明书公开的一个实施例中，所述AD采样板U7和所述AD采样板U15均包括FPGA芯片U16和ADC芯片U17，所述FPGA芯片U16与所述ADC芯片U17连接，以将所述第一监测中频信号转换为第一数字信号，或将所述第二监测中频信号转换为第二数字信号。
本说明书实施例至少可以实现以下有益效果：
1、本发明通过耦合器W1将上变频射频输出信号耦合输入，耦合路信号进行本振混频后得到第一中频信号，再与上变频中频输入信号经功分放大后的一路信号进行混频，得到第一监测中频信号，再对第一监测中频信号进行AD采样，转换为第一数字信号后，即可计算得到第一监测中频信号的频谱数据（频率和功率），将本振混频时的本振信号频率和上变频子模块的等效本振信号频率之间的差值与第一监测中频信号的频率相比，如不一致，则可以判断上变频子模块的等效本振信号频率出现了偏差，而且在后期的实际应用场景中，可以直接根据第一数字信号有无发生偏差，就可以直接判断上变频子模块的等效本振信号频率有无出现偏差，即实现了对上变频子模块的工作状态的实时监测，可发现瞬时异常和偶发异常。
2、本发明中，还可以根据第一监测中频信号的功率、第一混频链路的增益设置参数和第二混频链路的增益设置参数，反向推断出上变频射频输出信号的功率，再结合上变频子模块的增益设置参数和其中频输入信号，即通过上变频子模块的实际输出信号功率和理论输出信号功率，可以推断出上变频子模块的变频增益是否出现偏差，进一步实现了对上变频子模块的工作状态的实时监测。
3、本发明通过耦合器W2下变频射频输入信号耦合输入，耦合路信号进行本振混频后得到第二中频信号，并分为两路信号后，一路信号作为中频检波信号，另一路信号作为第二本振信号与下变频中频输出信号经功分后的一路信号进行混频，得到第二监测中频信号，再对第二监测中频信号进行AD采样，转换为第二数字信号后，即可计算得到第二监测中频信号的频谱数据（频率和功率），将本振混频时的本振信号频率和下变频子模块的等效本振信号频率之间的差值与第二监测中频信号的频率相比，如不一致，则可以判断下变频子模块的等效本振信号频率出现了偏差，而且在后期的实际应用场景中，可以直接根据第二数字信号有无发生偏差，就可以直接判断下变频子模块的等效本振信号频率有无出现偏差，即实现了对下变频子模块的工作状态的实时监测，可发现瞬时异常和偶发异常。
4、本发明中，还可以根据第二监测中频信号的功率，计算出下变频中频输出信号的功率，再根据中频检波信号的电平、第三混频链路的增益设置参数和第四混频链路的增益设置参数，可以计算出下变频射频输入信号的功率，根据中频输出信号的功率和射频输入信号的功率，即可计算出下变频子模块的变频增益，通过该变频增益与下变频子模块的增益设置参数进行对比，即可推断出下变频子模块是否正常工作，实现了进一步实现了对下变频子模块的工作状态的实时监测。
5、本发明的监测系统可以对上下变频子模块的工作状态进行实时监测，可发现瞬时异常和偶发异常。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本说明书一些实施例中所涉及的上变频监测模块的电路示意图。
图2为本说明书一些实施例中所涉及的下变频监测模块的电路示意图。
图3为本说明书一些实施例中所涉及的监测系统的示意图。
图4为本说明书一些实施例中所涉及的射频放大衰减模块的电路示意图。
图5为本说明书一些实施例中所涉及的中频放大衰减模块的电路示意图。
图6为本说明书一些实施例中所涉及的AD采样板U7和AD采样板U15的电路示意图。
图7为本说明书一些实施例中所涉及的本振模块U3和本振模块U10的电路示意图。
具体实施方式
在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，或者是本发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
此外，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
如图1所示，本说明书实施例的第一方面公开了一种上变频监测模块，包括：耦合器W1，用于接收从上变频子模块的射频输出端口输出的上变频射频输出信号，并将该信号通过其直通路输出；第一混频链路，与耦合器W1的耦合端连接，以将上变频射频输出信号进行本振混频后，得到第一中频信号；功分器U6，用于接收上变频中频输入信号并分为三路信号后，第一路信号输出到上变频子模块的中频输入端口，第二路信号作为第一本振信号，第三路信号通过检波器Z4后作为采样同步信号；第二混频链路，用于将第一中频信号和第一本振信号进行混频后，得到第一监测中频信号；AD采样板U7，其根据采样同步信号对第一监测中频信号进行AD采样，以得到第一数字信号。
应当理解的是，上变频监测模块用于对上变频子模块进行监测，上变频监测模块的监测中频输入端口接收上变频中频输入信号，上变频监测模块的监测中频输出端口与上变频子模块的中频输入端口连接，上变频监测模块的监测射频输入端口与上变频子模块的射频输出端口连接，上变频监测模块的监测射频输出端口输出上变频射频输出信号，以对上变频子模块的自中频输入至射频输出的增益与工作频率进行监控。
在一些实施例中，第一混频链路包括放大衰减模块U1、混频器U2、滤波器Z1和本振模块U3，放大衰减模块U1的输入端与耦合器W1的耦合端连接，放大衰减模块U1的输出端与混频器U2的第一输入端连接，本振模块U3的输出端与混频器U2的第二输入端连接，混频器U2的输出端与滤波器Z1的输入端连接。
其中，耦合器W1选用直通路损耗尽量小、耦合度15dB、0.8GHz To 18GHz的耦合器，滤波器Z1为低通滤波器。
在一些实施例中，第二混频链路包括混频器U4、放大器A1、滤波器Z2、放大衰减模块U5和滤波器Z3，混频器U4的第一输入端与滤波器Z1的输出端连接，放大器A1的输入端与功分器U6的输出端连接，放大器A1的输出端与混频器U4的第二输入端连接，混频器U4的输出端与滤波器Z2的输入端连接，滤波器Z2的输出端与放大衰减模块U5的输入端连接，放大衰减模块U5的输出端与滤波器Z3的输入端连接，滤波器Z3的输出端与AD采样板U7连接。
其中，滤波器Z2为低通滤波器，滤波器Z3为带通滤波器。
上变频监测模块的原理及工作过程的举例说明如下：
上变频子模块：上变频中频输入信号频率为100MHz～1100MHz，中心频率为600MHz，带宽为1000MHz，经过3次高本振混频滤波后输出中心频率为1GHz～18GHz的上变频射频输出信号。其中，3次高本振信号的综合等效频率为1.6GHz～18.6GHz，设等效本振频率为F1lo，上变频中频输入信号频率为F1if，上变频射频输出信号频率F1rf=F1lo-F1if。
上变频监测模块：本振模块U3的变频本振频率LO_t1为1.61GHz～18.61GHz，工作时与上变频子模块等效本振随动，变频本振频率LO_t1较等效本振频率F1lo高10MHz,即LO_t1-F1lo=10MHz。
信号流程：上变频射频输出信号经监测射频输入端口进入耦合器W1后，耦合路的上变频射频输出信号与变频本振进行混频后，得到第一中频信号，第一中频信号频率IF_t1=LO_t1-F1rf=LO_t1-F1lo+F1if=F1if+10MHz。
上变频中频输入信号经监测中频输入端口进入功分器U6后，其中一路信号与第一中频信号进行混频，得到第一监测中频信号，第一监测中频信号频率IF_t2=IF_t1-F1if=F1if+10MHz-F1if=10MHz。
第一监测中频信号进入AD采样板U7进行AD采样后，转换为第一数字信号。对第一数字信号进行FFT计算（快速傅立叶变换Fast Fourier Transform），即频谱分析后得到频谱数据（频率和功率），可以同时对其频率和功率进行实时监测。判断FFT计算后得到的频率是否等于10MHz，即可推断上变频子模块的等效本振频率F1lo是否出现偏差，如两者不相等，即为出现偏差；两者相等，即为没有出现偏差。而在实际应用中可以允许有误差范围，如允许有±1Hz～10Hz、±1Hz～100Hz、±1Hz～1KHz的误差范围，具体误差范围根据实际情况确定即可。
进一步地，根据上变频监测模块中第一混频链路和第二混频链路（具体为放大衰减模块U1和放大衰减模块U5）的增益，以及FFT计算后得到的功率，可以计算得到上变频射频输出信号的实际功率，再根据上变频中频输入信号的功率（或采样同步信号的功率计算得到），即可计算出上变频子模块实际工作的变频增益。比较上变频子模块的实际变频增益和设置变频增益参数，可以推断出上变频子模块的变频增益是否出现偏差，如两者不相等，即为出现偏差；两者相等，即为没有出现偏差。而在实际应用中可以允许有误差范围，如允许±1dB、±2dB、±4dB的误差范围，具体误差范围根据实际情况确定即可。
上述举例说明为：上变频中频输入信号中心频率为600MHz，功率为-10dBm，经过上变频后输出0.1～18GHz的上变频射频输出信号,上变频子模块的变频增益参数设置为G1，上变频射频输出信号功率为P1。上变频射频输出信号进入耦合器W1后，耦合路的信号经第一混频链路和第二混频链路进行混频后，得到第一监测中频信号，整个检测链路的等效增益为G2。第一监测中频信号经过AD采样后，通过FFT计算得到第一监测中频信号功率为P2。计算可知上变频射频输出信号功率P1=P2-G2,上变频子模块的实际变频增益G1’=P1-（-10dBm）=P2-G2-（-10dBm）。于是可以判断G1’与G1的差值是否在允许的误差范围内，如果在误差范围内，上变频子模块工作正常；否则上变频子模块工作异常。
其中，AD采样板U7可以选用具有FFT计算功能的AD采样板，而FFT计算为成熟的现有技术方案，在此不再叙述说明。
其中，上变频中频输入信号进入功分器U6后，其中一路信号通过检波器Z4后作为采样同步信号，并输入到AD采样板U7；该方案通过采样同步信号，对上变频中频输入信号的功率进行检测，以确定AD采样的起始和终止时刻，解决了由于上变频子模块的上变频中频输入信号有连续波、脉冲等多种形式，导致错误的采样时刻对监测系统的测量误差产生影响的问题。
其中，通过放大衰减模块U1和放大衰减模块U5，可以调整上变频监测模块的增益，可以扩大监测功率范围，解决了由于上变频子模块的上变频射频输出信号存在较大的动态范围（120dB）超过了AD采样的动态范围（50dB），导致无法顺利进行AD采样的问题。
如图2所示，本说明书实施例的第二方面公开了一种下变频监测模块，包括：耦合器W2，用于接收下变频射频输入信号，并将该信号通过其直通路输出到下变频子模块的射频输入端口；第三混频链路，与耦合器W2的耦合端连接，以将下变频射频输入信号进行本振混频后，得到第二中频信号；功分器U11，用于将第二中频信号分为两路信号后，一路信号通过检波器Z6后作为中频检波信号，另一路信号作为第二本振信号；功分器U13，用于接收从下变频子模块的中频输出端口输出的下变频中频输出信号并分为两路信号后，一路信号作为下变频中频输出信号输出，另一路信号作为射频信号；第四混频链路，用于将射频信号和第二本振信号进行混频后，得到第二监测中频信号；AD采样板U15，其根据中频检波信号对第二监测中频信号进行AD采样，以得到第二数字信号。
应当理解的是，下变频监测模块用于对下变频子模块进行监测，下变频监测模块的监测射频输入端口接收下变频射频输入信号，下变频监测模块的监测射频输出端口与下变频子模块的射频输入端口连接，下变频监测模块的监测中频输入端口与下变频子模块的中频输出端口连接，下变频监测模块的监测中频输出端口输出下变频中频输出信号，以对下变频子模块的自中频输入至射频输出的增益与工作频率进行监控。
在一些实施例中，第三混频链路包括放大衰减模块U8、混频器U9、滤波器Z5和本振模块U10，放大衰减模块U8的输入端与耦合器W2的耦合端连接，放大衰减模块U8的输出端与混频器U9的第一输入端连接，本振模块U10的输出端与混频器U9的第二输入端连接，混频器U9的输出端与滤波器Z5的输入端连接，滤波器Z5的输出端与功分器U11的输入端连接。
其中，耦合器W2选用直通路损耗尽量小、耦合度15dB、0.8GHz To 18GHz的耦合器，滤波器Z5为低通滤波器。
在一些实施例中，第四混频链路包括放大衰减模块U12、混频器U14和滤波器Z7，放大衰减模块U12的输入端与功分器U11的输出端连接，放大衰减模块U12的输出端与混频器U14的第一输入端连接，混频器U14的第二输入端与功分器U13的输出端连接，混频器U14的输出端与滤波器Z7的输入端连接，滤波器Z7的输出端与AD采样板U15连接。
其中，滤波器Z7为带通滤波器。
下变频监测模块的原理及工作过程的举例说明如下：
下变频子模块：下变频射频输入信号频率为1GHz～18GHz，经过3次高本振混频后输出中心频率为600MHz、瞬时带宽为1GHz的下变频中频输出信号。其中，3次高本振信号的综合等效频率为1.6GHz～18.6GHz，设等效本振频率为F2lo，下变频中频输入信号频率为F2if，下变频射频输出信号频率F2rf=F2lo-F2if。
下变频监测模块：本振模块U10的变频本振频率LO_t2为1.61GHz～18.61GHz，工作时与下变频子模块等效本振随动，变频本振频率LO_t2较等效本振频率F2lo高10MHz,即LO_t2-F2lo=10MHz。
信号流程：下变频射频输入信号经监测射频输入端口进入耦合器W2后，耦合路的下变频射频输入信号与变频本振进行混频后，得到第二中频信号，第二中频信号频率IF_t3=LO_t2-F2rf=LO_t2-F2lo+F2if=F2if+10MHz。
第二中频信号通过功分器U11分为两路，一路信号通过检波器Z6后作为中频检波信号，并输入到AD采样板U15进行功率测量，另一路信号作为第二本振信号，下变频中频输出信号经监测中频输入端口进入功分器U13后，其中一路信号与第二本振信号进行混频，得到第二监测中频信号，第二监测中频信号频率IF_t4=IF_t3-F2if=F2if+10MHz-F2if=10MHz。
第二监测中频信号进入AD采样板U15进行AD采样后，转换为第二数字信号。对第二数字信号进行FFT计算，即频谱分析后得到频谱数据（频率和功率），可以同时对其频率和功率进行实时监测。判断FFT计算后得到的频率是否等于10MHz，即可推断下变频子模块的等效本振频率F2lo是否出现偏差，如两者不相等，即为出现偏差；两者相等，即为没有出现偏差。而在实际应用中可以允许有误差范围，如允许有±1Hz～10Hz、±1Hz～100Hz、±1Hz～1KHz的误差范围，具体误差范围根据实际情况确定即可。
进一步地，根据检波器Z6的检波电平可以测得中频检波信号的功率，进而可以计算下变频射频输入信号的功率，再根据FFT计算后得到的功率，可以计算下变频中频输出信号的功率，由下变频射频输入信号的功率和下变频中频输出信号的功率，可以计算得到下变频子模块的变频增益，再与下变频子模块的增益设置参数作比较，即可推断出下变频子模块是否正常工作，如两者不相等，即为没有正常工作；两者相等，即为正常工作。而在实际应用中可以允许有误差范围，如允许±1dB、±2dB、±4dB的误差范围，体误差范围根据实际情况确定即可。
上述举例说明为：下变频射频输入信号频率为1GHz～18GHz，经过下变频子模块输出中心频率为600MHz、瞬时带宽为1GHz的下变频中频输出信号。下变频子模块射频输入信号功率为P3，变频增益参数设置为G3，中频输出信号功率为P4。下变频射频输入信号进入耦合器W2后，耦合路的信号经过两次变频后，得到第二监测中频信号，监测链路的实际增益为G5。第二监测中频信号进入AD采样板U15进行AD采样，然后再进行FFT计算可以得到第二监测中频信号功率P5。于是可以计算得知，下变频射频输入信号的实际功率P3=P5-G5，可进一步计算下变频的实际变频增益G3’=P4-P3=P4-（P5-G5）。于是可以判断G3’与G3的差值是否在允许的误差范围内，如果在误差范围内，下变频子模块工作正常；否则下变频子模块工作异常。
其中，AD采样板U15可以选用具有FFT计算功能的AD采样板，而FFT计算为成熟的现有技术方案，在此不再叙述说明。
如图3所示，本说明书实施例的第三方面还公开了一种监测系统，包括上述中任意一实施例的上变频监测模块和上述中任意一实施例的下变频监测模块。
其中，通过监测系统，对发射与接收系统中的上下变频子模块的工作状态进行实时监测，可监控瞬时异常和偶发异常，解决了瞬时和偶发异常发现的困难性，也有效避免了系统异常时其他功能子模块的无效拆装。
在一些实施例中，放大衰减模块U1和放大衰减模块U8均为射频放大衰减模块，如图4所示，射频放大衰减模块包括射频开关SP2T1、射频开关SP2T2、放大器A2、放大器A3、可调衰减器Z8和可调衰减器Z9，射频开关SP2T1的定端作为射频输入端RFin，射频开关SP2T1的第一动端、放大器A2、放大器A3和射频开关SP2T2的第一动端依次串联，射频开关SP2T1的第二动端、可调衰减器Z8和射频开关SP2T2的第二动端依次串联，射频开关SP2T2的定端与可调衰减器Z9的输入端连接，可调衰减器Z9的输出端作为射频输出端RFout。
其中，射频放大衰减模块用于完成耦合取样信号的增益控制，减小其动态范围。
在一些实施例中，放大衰减模块U5和放大衰减模块U12均为中频放大衰减模块，如图5所示，中频放大衰减模块包括放大器A4和可调衰减器Z10，放大器A4与可调衰减器Z10串联，且串联一端为中频输入端IFin，串联另一端为中频输出端IFout。
其中，中频放大衰减模块用于完成混频后信号的增益控制，稳定其功率值。
在一些实施例中，AD采样板U7和AD采样板U15均包括FPGA芯片U16和ADC芯片U17，FPGA芯片U16与ADC芯片U17连接，以将第一监测中频信号转换为第一数字信号，或将第二监测中频信号转换为第二数字信号，如图6所示。
其中，FPGA芯片U16的型号可以为XC6SLX9，ADC芯片U17的型号可以为MAX19517；在实际应用中，AD采样板U7和AD采样板U15可以共同使用一套FPGA芯片U16和ADC芯片U17。
在一些实施例中，本振模块U3和本振模块U10均包括恒温晶振X1、频率集成芯片U18、开关滤波器Z11和放大器A5，恒温晶振X1、频率集成芯片U18、开关滤波器Z11和放大器A5依次串联，以输出本振信号，如图7所示。
其中，恒温晶振X1为100MHz恒温晶振，频率集成芯片U18的型号可以为LMX2595，开关滤波器Z11的型号可以为HGC667；可以产生1.6GHz～18.6GHz的本振信号，以供上变频监测模块和下变频监测模块的本振混频使用；在实际应用中，本振模块U3和本振模块U10可以共同使用一套恒温晶振X1、频率集成芯片U18、开关滤波器Z11和放大器A5。
综上所述，公开了本发明的多个具体实施例，在不自相矛盾的情况下，各个实施例可以自由组合形成新的实施例，也即属于替换方案的实施例之间可以自由替换，但不能相互组合；不属于替换方案的实施例之间可以相互组合，这些新的实施例也属于本发明的实质性内容。
以上实施例描述了本发明的多个具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，在不背离本发明原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种上变频监测模块，其特征在于，包括：
耦合器W1，用于接收从上变频子模块的射频输出端口输出的上变频射频输出信号，并将该信号通过其直通路输出；
第一混频链路，与所述耦合器W1的耦合端连接，以将所述上变频射频输出信号进行本振混频后，得到第一中频信号；
功分器U6，用于接收上变频中频输入信号并分为三路信号后，第一路信号输出到所述上变频子模块的中频输入端口，第二路信号作为第一本振信号，第三路信号通过检波器后作为采样同步信号；
第二混频链路，用于将所述第一中频信号和所述第一本振信号进行混频后，得到第一监测中频信号；
AD采样板U7，其根据所述采样同步信号对所述第一监测中频信号进行AD采样，以得到第一数字信号。
2.根据权利要求1所述的上变频监测模块，其特征在于：
所述第一混频链路包括放大衰减模块U1、混频器U2、滤波器Z1和本振模块U3；
所述放大衰减模块U1的输入端与所述耦合器W1的耦合端连接，所述放大衰减模块U1的输出端与所述混频器U2的第一输入端连接；
所述混频器U2的第二输入端与所述本振模块U3的输出端连接，所述混频器U2的输出端与所述滤波器Z1的输入端连接。
3.根据权利要求2所述的上变频监测模块，其特征在于：
所述第二混频链路包括混频器U4、放大器A1、滤波器Z2、放大衰减模块U5和滤波器Z3；
所述混频器U4的第一输入端与所述滤波器Z1的输出端连接；
所述放大器A1的输入端与所述功分器U6的输出端连接，所述放大器A1的输出端与所述混频器U4的第二输入端连接；
所述滤波器Z2的输入端与所述混频器U4的输出端连接，所述滤波器Z2的输出端与所述放大衰减模块U5的输入端连接；
所述滤波器Z3的输入端与所述放大衰减模块U5的输出端连接，所述滤波器Z3的输出端与所述AD采样板U7连接。
4.一种下变频监测模块，其特征在于，包括：
耦合器W2，用于接收下变频射频输入信号，并将该信号通过其直通路输出到下变频子模块的射频输入端口；
第三混频链路，与所述耦合器W2的耦合端连接，以将所述下变频射频输入信号进行本振混频后，得到第二中频信号；
功分器U11，用于将所述第二中频信号分为两路信号后，一路信号通过检波器后作为中频检波信号，另一路信号作为第二本振信号；
功分器U13，用于接收从所述下变频子模块的中频输出端口输出的下变频中频输出信号并分为两路信号后，一路信号作为所述下变频中频输出信号输出，另一路信号作为射频信号；
第四混频链路，用于将所述射频信号和所述第二本振信号进行混频后，得到第二监测中频信号；
AD采样板U15，其根据所述中频检波信号对所述第二监测中频信号进行AD采样，以得到第二数字信号。
5.根据权利要求4所述的下变频监测模块，其特征在于：
所述第三混频链路包括放大衰减模块U8、混频器U9、滤波器Z5和本振模块U10；
所述放大衰减模块U8的输入端与所述耦合器W2的耦合端连接，所述放大衰减模块U8的输出端与所述混频器U9的第一输入端连接；
所述混频器U9的第二输入端与所述本振模块U10的输出端连接，所述混频器U9的输出端与所述滤波器Z5的输入端连接；
所述滤波器Z5的输出端与所述功分器U11的输入端连接。
6.根据权利要求5所述的下变频监测模块，其特征在于：
所述第四混频链路包括放大衰减模块U12、混频器U14和滤波器Z7；
所述放大衰减模块U12的输入端与所述功分器U11的输出端连接，所述放大衰减模块U12的输出端与所述混频器U14的第一输入端连接；
所述混频器U14的第二输入端与所述功分器U13的输出端连接，所述混频器U14的输出端与所述滤波器Z7的输入端连接；
所述滤波器Z7的输出端与所述AD采样板U15连接。
7.一种监测系统，其特征在于，包括权利要求1～3中任意一项所述的上变频监测模块和权利要求4～6中任意一项所述的下变频监测模块。
8.根据权利要求7所述的监测系统，其特征在于：
放大衰减模块U1和放大衰减模块U8均为射频放大衰减模块；
所述射频放大衰减模块包括射频开关SP2T1、射频开关SP2T2、放大器A2、放大器A3、可调衰减器Z8和可调衰减器Z9；
所述射频开关SP2T1的定端作为射频输入端RFin，所述射频开关SP2T1的第一动端、放大器A2、放大器A3和射频开关SP2T2的第一动端依次串联；
所述射频开关SP2T1的第二动端、可调衰减器Z8和射频开关SP2T2的第二动端依次串联；
所述可调衰减器Z9的输入端与所述射频开关SP2T2的定端连接，所述可调衰减器Z9的输出端作为射频输出端RFout。
9.根据权利要求7所述的监测系统，其特征在于：
放大衰减模块U5和放大衰减模块U12均为中频放大衰减模块；
所述中频放大衰减模块包括放大器A4和可调衰减器Z10；
所述放大器A4与所述可调衰减器Z10串联，且串联一端为中频输入端IFin，串联另一端为中频输出端IFout。
10.根据权利要求7所述的监测系统，其特征在于：
AD采样板U7和AD采样板U15均包括FPGA芯片U16和ADC芯片U17；
所述FPGA芯片U16与所述ADC芯片U17连接，以将所述第一监测中频信号转换为第一数字信号，或将所述第二监测中频信号转换为第二数字信号。
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