CN1695062A - 合成射频检测系统和方法 - Google Patents

Abstract

线性射频检测器和对数射频检测器的输出单独多路复用到一个数字转换器中，或是同时多路复用到各自的数字转换器中。从前一种情况下稍后产生或是后一种情况下实时产生的数字化数据中，生成合成波形。为获得同时路由，几个路由继电器被布置在RF检测器的输出和数字转换器的输入之间的专门配置中。

Description

合成射频检测系统和方法

本申请要求2002年9月5日提交的美国临时专利申请No.60/407,982的优先权，通过引用将该申请公开完整地结合在本文中。

技术领域

本发明涉及射频检测设备的布置和安装。更具体地，本发明涉及用于检测脉冲RF信号的改良网络分析设备的配置和方法。

背景技术

在一些类型的RF测试中，有时需要测量/检测具有较高开-关比的脉冲调制RF信号，例如大于70dB，在开状态时具有高射频电平信号。这种测试的一个例子，是本发明受让人所进行的，是与名为RAH66的计划相结合的，RAH66是美国国防部柯曼奇直升机计划的名称。这种情况下的某一射频测试采用了便携式射频辅助维修仪表包(Radio Frequency Portable Maintenance Aid Instrumentation Pack)，或RF PIP。RF PIP用作区域，或是机场维护工作区(测试关于不同的直升机系统的线路可替换单元的测试装置)。

为获得有用的RF测试结果，代表性的是采用对数检测器来测量具有宽动态范围的信号。目前可用的用于如前所述的RF PIP的下变频器部分的商业非定制(COTS)设备的动态范围不超过30-40dB。但是，这种有限的动态范围对于更灵敏的需要达到70dB瞬时动态范围的测试/检测是不够的，这种检测在RAH66这样的项目中并不少见。

因此，在技术中需要一种装置或设备布置来满足较宽动态范围的要求，例如，大约70dB。

发明内容

RF PIP采用两个并行的下变频器序列，其中各自的中频信号馈送给独立的并行数字转换器。这种系统允许同时2信道处理。RF PIP下变频器序列的其中之一包括对数射频(RF)检测器和线性射频检测器。采用已知的或目前的设备配置，一次只有一个检测器可以通过交换电路路由到数字转换器的输入。本发明提出布置检测器并采用适当的软件技术来同时有效利用两个检测器从而获得需要的70dB的动态范围。

更具体地说，在第一种方法或实施例中，当主要目的是只测量一个重复脉冲串中的脉冲RF信号时，众所周知的RF PIP下变频器的硬件配置保持不变。软件算法把每个检测器多路复用到一个数字转换器，保存结果，然后重新构建开/关波形。

在第二种方法或实施例中，常规RF PIP下变频器的硬件配置被修改，以允许每个检测器同时路由到各自的数字转换器进行并行处理和重构开/关波形。修改包括重新布置RF PIP的路由继电器来实现同时路由。该方法考虑了借助触发信号测量单脉冲或短脉冲射频信号。

附图说明

图1说明本发明的第一实施例。

图2说明本发明的第二实施例。

图3描述了根据本发明构建合成波形过程的示范步骤。

图4示出来自对数检测器、线性检测器的示范输出信号和根据本发明处理后生成的合成波形。

具体实施方式

本发明的一个显著特点是，通过同时采用对数和线性检测器的输出合成实现RF检测功能，并且连同适当的软件一起，重新构建被检测脉冲RF信号的原始开/关比。线性检测器用于高灵敏度检测脉冲处于关状态时RF泄漏。在开状态时，线性检测器饱和，软件(也可用硬件实现)忽略线性检测器的输出。另一方面，对数检测器的输出用于检测脉冲的开状态。在关状态，对数检测器产生比实际的射频泄漏幅度高得多的“噪声”，并且也被忽略。适当的算法(用软件或硬件实现)以合成方式通过叠加和组合两个检测器的输出来重构真实的开/关比，该重构发生在测量后或实时进行。

有两种更好的硬件配置来实现期望的射频检测灵敏度。

在第一种方法或实施例中，众所周知的RF PIP下变频器的硬件配置保持不变。软件算法多路复用每个检测器为一个数字转换器，保存结果，然后重构开/关/波形。参考图1详细讨论该实施例。

在第二种方法或实施例中，常规的RF PIP下变频器的硬件配置被修改，以允许每个检测器同时路由到各自的数字转换器进行并行处理和重构开/关波形。参考图2详细讨论该实施例。

第一实施例

图1说明了按照本发明第一实施例1的硬件配置。如图所示，混频器11和13从一个信号输入连接器(未示出)接收低频带信号和高频带信号。源15(如：本地振荡器)也通过路由继电器K8馈送信号到混频器，K8也可能是功率分配器。从混频器11或13输出的结果中频信号施加到路由继电器K7，通过附加电路后经由路由继电器K1或K2，K7最好使每个输出的中频信号一次一个地多路复用到单一的数字转换器(未示出)中，如下所述。

通过路由继电器K7后，被选信号通过低通滤波器17和高增益放大器19。高增益放大器19的输出被分割，这样信号通过两组不同的电路部件(由虚线框20a和20b标明)。第一组部件20a中，继电器K6施加信号到线性检测器37或对数检测器41。检测器37，41的输出通过各自的放大器39和43，然后施加到路由继电器K5，接着到路由继电器K4。

同时，并且并行地，高增益放大器19的一部分分割信号通过部件20b。在该组部件中，带通滤波器51把从高增益放大器19输出的信号送到由信号发生器55馈送的混频器53。混频器53的输出通过低通滤波器57，57的输出施加到路由继电器K4。部件20b可用于不需要采用分开的线性检和对数检测器场合的分析。

继电器K4的输出，可以是第一组部件20a的输出或第二组部件20b的输出，施加到路由继电器K3，K3可用于选择路由继电器K1和K2中哪个被使用。路由继电器K1和K2确定两个数字转换器(未示出)中哪个被使用。

用图1的配置，线性检测器37或对数检测器41都可通过K5多路复用到任一数字转换器。

第二实施例

第二实施例2中设备的配置与第一实施例稍有不同，不同之处在于：如图2所示，路由继电器K5改放在路由继电器K2和K3之间的位置。按照该第二实施例，把检测器37和41的输出同时馈送到与路由继电器K1和K2相连的独立数字转换器的输入是可能的。

图3表示的是软件算法或用硬件实现的过程的示范步骤，用于按照本发明通过构建合成波形来实现合成的RF检测器。在本发明的第一实施例中，下面所述过程是在来自线性检测器37和对数检测器41的数据被数字转换器数字化并且记录或储存以后进行的。在第二种实施例中，既然两个检测器可同时被独立的数字转换器监视，可对收集的数据实时进行图3所示的过程。

在优选的实现中，图3所示的过程是在编程实现所述步骤的通用计算机系统或专用计算机系统上进行的。实现所述过程步骤的编程方法在技术上是众所周知的。过程开始于步骤300，把线性检测器37和对数检测器41送到各自的数字转换器。在步骤305，收集数据。也就是，运行RF PIP以检测低和高频带RF信号电平。在步骤310，采用众所周知的变换方法把被检测信号电平变换为分贝。然后，在步骤315，确定两个波形低和高频带转换。最后，在步骤320，构建合成波形，如果需要，在计算机屏幕上显示供用户观察。

图4示出示范信号61，63，65，分别代表对数检测器的预期输出、线性检测器的预期输出和按照关于图3所述的过程经数字化和合成后生成的合成波形。用于从各个选择的波形生成合成波形的方法在技术上是众所周知的。

应该注意，硬件配置的选择最好基于几条标准来确定，包括但不局限于这几条：有利的处理速度、可能测量单脉冲或短脉冲，其需要同步并行检测。

为了说明和描述，本发明优选实施例的前述内容已经发布。这不意味着是穷举或者是把发明限制为公布的精确形式。根据上面的内容，本领域的普通技术人员明白这里所述实施例的许多变化和修改。本发明的范围仅由附于此的权利要求书及其同等物限定。

此外，在描述本发明的代表实施例时，说明书可能把本发明的方法和/或过程表现为具体的步骤序列。但是，在这个意义上，所述方法或过程不依赖于这里提出的具体步骤顺序，所述方法或过程不应该被局限在所述的具体步骤序列上。正如本领域的普通技术人员所能理解的，别的步骤序列也是可能的。因此，说明书所述的具体步骤顺序不应该被认作对权利要求的限制。此外，涉及本发明的方法和/或过程的权利要求不应该局限在按照所写顺序的步骤进行，并且，本领域的技术人员容易理解，在不脱离本发明的精神和保护范围的前提下可以作出序列的修改。

Claims (22)

1.一种用于检测射频信号开/关比的系统，包括：

用于接收来自信号源的低频带和高频带信号的装置；

第一组部件，包括线性检测器和对数检测器，所述检测器独立连接到所述用于接收的装置的输出；

第二组部件包括混频级，其中所述第二组部件的输入连接到所述用于接收的装置的输出；

第一路由继电器与所述线性检测器和所述对数检测器的输出通信；

第二路由继电器与第一路由继电器的输出和第二组部件的输出通信，第二路由继电器与至少一个数字转换器通信，其中，所述至少一个数字转换器接收由第一组部件和第二组部件器中的至少其一所处理的信号；以及

用于独立地且在不同时刻从所述线性检测器和所述对数检测器接收的输出信号中构建合成波形的装置。

2.如权利要求1所述的系统，其中所述用于接收低频带和高频带信号的装置包括至少一个混频器、低通滤波器和放大器。

3.如权利要求1所述的系统，其中第一组部件还包括连接到所述线性检测器的放大器和连接到所述对数检测器的放大器。

4.如权利要求1所述的系统，还包括第三路由继电器，连接在第二路由继电器和所述至少一个数字转换器之间。

5.如权利要求1所述的系统，其中所述用于从所述线性检测器和所述对数检测器接收的输出信号中构建合成波形的装置包括一种确定每个从所述线性检测器和所述对数检测器接收的输出信号的低和高转换的系统。

6.如权利要求1所述的系统，其中所述从所述线性检测器和所述对数检测器接收的输出信号构建合成波形的装置包括通过计算机进行的一系列步骤。

7.如权利要求1所述的系统，其中所述系统的动态范围至少约70dB。

8.如权利要求1所述的系统，其中所述系统集成在便携式射频场测试箱中。

9.一种用于检测射频信号开/关比的系统，包括：

用于从信号源接收低频带和高频带信号的装置；

第一组部件，包括线性检测器和对数检测器，所述检测器独立连

接到所述用于接收的装置的输出；

第二组部件，包括混频级，其中所述第二组部件的输入连接到所述用于接收的装置的输出；

第一路由继电器，与i)所述线性检测器和所述对数检测器中一个的输出和ii)第二组部件的输出进行通信，第一路由继电器的输出与对第一数字转换器的输入进行通信；以及

第二路由继电器与i)第一路由继电器的输出和ii)所述线性检测器和所述对数检测器中的另外一个的输出进行通信，第二路由继电器与对第二数字转换器的输入进行通信，其中第一和第二路由继电器配置为使得所述线性检测器和所述对数检测器的输出分别且同时馈送到第一和第二数字转换器的输入；以及

用于从所述线性检测器和所述对数检测器收到的经第一和第二数字转换器数字化的输出信号来构建合成波形的装置。

10.如权利要求9所述的系统，其中所述用于接收低频带和高频带信号的装置包括至少一个混频器、低通滤波器和放大器。

11.如权利要求9所述的系统，其中第一组部件还包括连接到所述线性检测器的放大器和连接到所述对数检测器的放大器。

12.如权利要求9所述的系统，还包括连接在第一和第二路由继电器之间的第三路由继电器。

13.如权利要求9所述的系统，其中所述用于从所述线性检测器和所述对数检测器接收的输出信号中构建合成波形的装置包括确定每个从所述线性检测器和所述对数检测器接收的输出信号的低和高转换的系统。

14.如权利要求9所述的系统，其中所述用于从所述线性检测器和所述对数检测器接收的输出信号中构建合成波形的装置包括通过计算机进行的一系列步骤。

15.如权利要求9所述的系统，其中所述系统的动态范围至少约70dB。

16.如权利要求9所述的系统，其中所述系统集成到便携式射频场测试箱中。

15.一种用于捕获并显示RF信号的开/关比的方法，包括：

施加所述RF信号到线性检测器和对数检测器；

施加所述线性检测器的输出信号到第一路由继电器；

施加所述对数检测器的输出信号到第二路由继电器；

对通过了第一和第二路由继电器的所述线性检测器和所述对数检测器的输出信号进行数字化；

确定数字化输出信号的低和高转换；以及

通过确定数字化输出信号的低和高转换从数字化输出信号中构建合成波形，并且显示所述合成波形。

16.如权利要求15所述的方法，其中获得的动态范围至少约70dB。

17.如权利要求15所述的方法，还包括在计算机上进行确定和构建的步骤。

18.如权利要求15所述的方法，还包括把数字化输出变换为分贝。

19.如权利要求15所述的方法，还包括配置第一和第二路由继电器，使得所述线性和对数检测器的输出信号分别同时施加到数字转换器的输入。

20.如权利要求15所述的方法，还包括把第一路由继电器的输出施加到与第二路由继电器通信的第三路由继电器。

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