CN202663411U

CN202663411U - 调频带外谐波检测系统

Info

Publication number: CN202663411U
Application number: CN2012202472728U
Authority: CN
Inventors: 张伟勇; 林旭栋; 胡骏
Original assignee: SHANGHAI ORIENTAL PEARL CO Ltd
Current assignee: SHANGHAI ORIENTAL PEARL CO Ltd
Priority date: 2012-05-29
Filing date: 2012-05-29
Publication date: 2013-01-09
Anticipated expiration: 2022-05-29

Abstract

本实用新型提供一种调频带外谐波检测系统，该系统包括：天线耦合口接入天线信号；衰减网络与天线耦合口相连；高频头模块与天线耦合口相连，将天线信号进行高频放大和频谱搬移，输出第一中频信号；混频模块与高频头模块相连，将第一中频信号进行混频处理，输出第二中频信号；解调模块与混频模块相连，解调第二中频信号，输出基带调频信号和中频功率检测信号；放大器与解调模块相连，放大基带调频信号；MCU分别与解调模块和高频头模块相连，测量未加衰减网络的二次谐波点的功率检测值和加衰减网络的本频功率检测值；且比较二者的大小。本实用新型能实时监测调频发射信号的带外杂散情况，保证了发射台的发射调频信号对航空频段无干扰。

Description

调频带外谐波检测系统

技术领域

本实用新型属于电子通信技术领域，涉及一种谐波检测系统，特别涉及一种调频带外谐波检测系统。

背景技术

近年来，随着社会的发展，无线电频段被各行业广泛的利用。自调频广播发射以来，全国各地都存在调频广播对航空频段的干扰情况。究其原因主要是：1、调频广播电台频段（88MHz～108MHz）与航空通信导航专用频段（108MHz～137MHz）相邻；2、目前各省市级调频广播发射台都为单点发射，发射功率较大,并一般位于高山、高塔之上，容易产生互调信号。例如，上海地区拥有虹桥和浦东两大国际机场，每年飞机起降几十万架次，是中国最重要的航空枢纽城市。民航无线电频率直接关系到飞行安全。东方明珠发射台发射的无线调频广播覆盖了87.9～107.716套调频广播节目，发射功率从400w到8kw不等，并位于高486米的东方明珠电视塔上，如果出现某部发射机带外杂散功率超标并与其他信号产生互调，就有可能产生民航无线电频段内的信号，干扰民航无线电信号，甚至使机组无法与地面航站楼取得联系事件，对飞行安全构成严重威胁。

关于发射机的带外杂散问题，国际有明确的指标。根据国家调频发射机技术指标规定:合格的调频发射机载波功率大于25w时，带外任一离散频率的辐射功率应低于发射机载波功率60dB。只要满足国家指标，就可以代表发射机的带外杂散指标正常。如果发射台某部发射机由于某些原因超标，由于发射台的发射功率大、天线高度和增益都较高，就可能产生强干扰信号。国内目前检测民航无线电干扰主要是各地民航部门通过建设专用固定监测站，进行对机场航空无线电专用频率实时监测。但是这些监测站如果发现干扰情况后还需要通过专门的测量工具进行监测，才能发现干扰源的所在。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种调频带外谐波检测系统，用于对调频节目的带外杂散情况进行实时监测。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种调频带外谐波检测系统。

一种调频带外谐波检测系统，所述调频带外谐波检测系统至少包括天线耦合口、衰减网络、高频头模块、混频模块、解调模块、放大器、AD转换模块、MCU；所述天线耦合口用以接入天线信号；所述衰减网络与天线耦合口相连；所述高频头模块与天线耦合口相连，用以将所述天线信号进行高频放大和频谱搬移，输出第一中频信号；所述混频模块与高频头模块相连，用以将第一中频信号进行混频处理，输出第二中频信号；所述解调模块与混频模块相连，用以解调第二中频信号，输出基带调频信号和中频功率检测信号；所述放大器与解调模块相连，用以放大所述基带调频信号，并输出给音频外设；所述MCU通过AD转换模块与所述解调模块相连，用以测量未加衰减网络的二次谐波点的功率检测值；并通过高频头模块与所述衰减网络相连，用以测量加衰减网络的本频功率检测值；且比较二次谐波点的功率检测值和本频功率检测值的大小。

优选地，所述调频带外谐波检测系统还包括一与所述MCU相连的LCD屏。

优选地，所述调频带外谐波检测系统还包括一与所述MCU相连的按键控制模块。

优选地，所述调频带外谐波检测系统还包括一与所述高频头模块相连的电源模块。

优选地，所述电源模块通过一升压模块与所述高频头模块相连。

优选地，所述MCU通过一DA转换模块与所述高频头模块相连。

优选地，所述MCU还与天线耦合口相连。

优选地，所述音频外设为耳机、或喇叭。

优选地，所述衰减网络为60dB衰减网络。

如上所述，本实用新型所述的调频带外谐波检测系统，具有以下有益效果：

本实用新型所述的调频带外谐波检测系统使得在内部便能实时监测调频发射信号的带外杂散情况，保证了发射台的发射调频信号对航空频段无干扰。

附图说明

图1显示为本实用新型所述的调频带外谐波检测系统的结构示意图。

图2显示为本实用新型所述的调频带外谐波检测系统的应用场景示意图。

图3显示为本实用新型所述的调频带外谐波检测系统的工作流程示意图。

元件标号说明

1 天线耦合口；

2 高频头模块；

3 混频模块；

4 解调模块；

5 放大器；

6 MCU；

7 衰减网络；

8 AD转换模块；

9 DA转换模块；

10 LCD屏；

11 按键控制模块；

12 升压模块；

13 电源模块。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

为了确保能够杜绝自身的原因对民航频率造成干扰，本实用新型提出一种具有多点调频信号杂散功率自动检测，报警提示和收音等功能的调频带外谐波检测系统。现在在国内其他发射台都没有进行此项检测，更没有进行同类设备的研发。本实用新型体现了企业具有很好的社会责任感，能够填补行业空白。本实用新型通过该系统实现对调频节目的带外杂散情况进行实时监测，从而能第一时间了解到发射台对航空频段是否存在干扰，使工程人员能够及时发现和解决干扰问题；同时可以实时监测天线耦合头采样的调频带外杂散信号是否满足调频广播发射机标准（即本频功率比二次谐波功率大60dB以上），如不满足，设备会通过LED指示灯报警，并在LCD上显示故障频率信息。

实施例一

本实施例提供一种调频带外谐波检测系统，如图1所示，包括天线耦合口1、高频头模块2、混频模块3、解调模块4、放大器5、MCU 6、衰减网络7、AD转换模块8、DA转换模块9、LCD屏10、按键控制模块11、升压模块12、和电源模块13。所述天线耦合口1用以接入天线信号；衰减网络7与天线耦合口1相连；所述高频头模块2与所述天线耦合口1相连，用以将所述天线信号进行高频放大和频谱搬移，输出第一中频信号；所述混频模块3与高频头模块2相连，用以将第一中频信号进行混频处理，输出适应于大多数解调芯片的第二中频信号；所述解调模块4与混频模块3相连，用以解调第二中频信号，输出基带调频信号和中频功率检测信号；所述放大器5与解调模块4相连，用以放大所述基带调频信号，并输出给音频外设；所述MCU 6通过AD转换模块8与所述解调模块4相连，用以测量未加衰减网络的二次谐波点的功率检测值；所述MCU 6通过高频头模块2与所述衰减网络7相连，用以测量加衰减网络的本频功率检测值；MCU 6对二次谐波点的功率检测值和本频功率检测值进行比较大小。若本频功率检测值大于二次谐波点的功率检测值，则说明该调频频率的本频功率比二次谐波点的功率大60dB（即衰减网络的功率为60dB）。所述LCD屏10与MCU6相连，用以显示MCU 6输出的杂散功率信息；所述按键控制模块11与MCU 6相连，用以输入对MCU 6的控制命令；所述电源模块13通过升压模块12与高频头模块2相连，用以供电。

本实用新型所述的调频带外谐波检测系统在实际应用中具有以下功能：

1、收音功能。

系统采用外差式收音机方式完成收音功能。将输入的无线电信号进行高频放大，一次频谱搬移后，产生37.7MHz固定中频信号；将所产生的第一中频信号通过混频器与27MHz的晶体振荡器进行二次混频，产生适应于大多数调频专业解调芯片的10.7MHz第二中频信号；第二中频信号经过10.7MHz滤波器，较大地降低了10.7MHz+200KHz以外的杂散信号，提高了接收无线电信号的信噪比；将滤波后的第二中频信号送入调频专用解调芯片解调，产生基带调频节目信号，分为左右双声道，给低噪声音频放大器放大，送给耳机、喇叭等音频外设。在一次混频上，系统采用了比较专用的频率合成高频头。所选用的频率合成高频头，可接收45-925MHz频率信号，即可以接收调频、航空频段及模拟电视伴音等多种广播信号。通过C语言编程，并采用i2c控制MCU来实现对多个频率的接收。

2、杂散功率检测功能。

系统采用专用解调芯片的中频功率检测的功能，来实现杂散功率检测功能。10.7MHz第二中频信号送入调频专用解调芯片后，除了产生基带调频节目信号外，芯片内部的解调电路还产生了中频功率检测电平值。通过MCU控制，分别测量各个调频频率的本频和二次谐波点的中频功率检测电平值，经由A/D转换，变为数字量，送入MCU处理。

3、杂散功率情况判断功能。

判断的依据源于国家调频发射机带外杂散功率标准。根据规定，合格的调频发射机载波功率大于25w时，带外任一离散频率的辐射功率应低于发射机载波功率60dB。因此，“某一调频频率的本频功率是否比二次谐波点的功率大60dB”就作为该调频频率杂散功率正常与否的关键指标。

本实用新型所述的调频带外谐波检测系统解决了如何在外差式收音机的解调方式下，比较两点功率值的问题。该系统通过两次测量，即分别测量加60dB衰减网络的本频功率检测值和未加60dB衰减网络的二次谐波点的功率检测值，并送入MCU比较大小。如果本频的功率检测值大于二次谐波点的功率检测值，则说明该调频频率的本频功率比二次谐波点的功率大60dB，MCU将此频率杂散功率正常信息送入LCD显示，如出现杂散功率异常的情况，将故障频率显示在LCD上，并且面板上LED红色报警灯亮。

实施例二

本实施例提供一种调频带外谐波检测系统在实际应用中的场景，如图2所示，多台发射机通过多工器与天线开关板相连，天线开关板通过射频分配器与本实用新型所述的调频带外谐波检测系统通信相连，进而实现发射台的调频带外谐波的检测。

在此应用中，调频带外谐波检测系统对射频采样信号的选取及测量频率点的选择主要遵循以下原则：根据国家调频发射机带外杂散指标：合格的发射机载波功率>25w时，任一离散频率的辐射功率应低于发射机载波功率60dB。应该是对每个发射机反射耦合口进行载波测量，来提取发射机的带外杂散信息。但考虑到施工方便及射频信号的统一化测量要求，并且发射机信号经过多工器腔体合成后，可能在多工器内产生互调干扰信号，经由天线发射，对外造成干扰。因此，本实用新型将射频采样信号选取于天线开关板上的反射耦合口。

对于单一频率发射情况，一般辐射功率最大的带外离散频率点是的载波频率的二倍频点。因此最终系统所要实现要求就是：在天线开关板的反射耦合口依次序提取16套调频射频信号的本频点和二次谐波点的功率值，比较两者的功率差值，差值大于60dB，表示该调频射频信号符合国家调频发射机标准，认为此频率的带外杂散功率正常，对外界无干扰；如果差值小于60dB，则表示该频率的带外杂散功率不正常，系统提示报警信息，并显示当前频率信息。

本实用新型所述的调频带外谐波检测系统能够实现开关板射频信号的检测和收音。众所周知，对于信号的功率谱测量，一般采用频谱仪的测量方法。但是频谱仪成本比较昂贵，如果对16套调频发射机各配一台频谱仪，所化费用是相对大的。并且为了便于技术人员能够及时发现发射机杂散功率干扰问题，就要求有一套具有发射机杂散功率的实时测量和报警指示的特殊定制的“频谱仪”。经过项目组多番讨论，本实用新型采用如下方法实现：利用外差式收音机的多次混频方式，产生调频中频信号，并利用中频功率检测模块来检测中频信号的功率大小，并通过A/D采样，将模拟量转换为数字量通过MCU处理，完成杂散功率的检测，并在LCD上显示检测结果。

具体实现方法为：1、通过软件编程控制MCU通过I2C的方式控制频率合成高频头，将87.9—107.7等16套调频节目的本振频率和二次谐波频率一次混频到固定中频37.7MHz，通过混频器进行二次混频到10.7MHz，并接10.7MHz滤波器滤波，送给调频专用解调模块解调，产生基频信号，经由音频放大，通过耳机输出；同时利用解调模块中具备的功率检测功能提取中频功率检测电平值，经由A/D转换后，产生数字量送入MCU处理。

本实用新型所述的调频带外谐波检测系统判断某一调频频率射频信号满足国家发射机带外杂散标准的核心思路如下：通过解调模块（TA7640）的功率检测口的电平，通过A/D转换送给MCU处理，在LCD上显示功率。TA7640的功率检测电平存在一定的输出范围:0.85V—1.75V，经过频谱仪实际测量，发现在1.0V-1.6V的电平范围内为线性区，而在0.85V-1.0V及1.6V-1.75V范围内为非线性区。而1.0V-1.6V的电平范围所代表的功率的动态范围在25dB之内，不满足发射机带外杂散标准60dB的要求。

解决方案为：利用MCU输出数字量，经DA转换，产生AGC电平给高频头，控制高频头的输出电平，来确保功率检测电平在线性区，产生有效功率电平数据；通过MCU控制继电器对直通和-60dB衰减网络两路通道进行切换，来达到对于本频点和二次谐波点60dB差值的检测，将TA7640的动态范围偏小的问题通过衰减网络的切换来解决。

具体实现方法为：先将模拟开关置于直通上，测二次谐波的功率检测电平值，并保证值在1.25V-1.35V之间，如不在此范围内，通过适度加减数字量来加减AGC电平达到1.25V-1.35V的范围内，并将功率检测电平值存入寄存器；并在AGC电平不变的情况下，将模拟开关置于-60dB衰减网络上，测量本频点的功率检测值，与二次谐波点的功率检测值比较，如果小，则表明两者相差小于60dB，MCU输出报警信息给LED红色报警指示灯，并产生声音报警。

图3为本实用新型所述的调频带外谐波检测系统的简要工作流程。

本实用新型所述的调频带外谐波检测系统使得在内部便能实时监测调频发射信号的带外杂散情况，保证本台发射调频信号对航空频段无干扰。

综上所述，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims

1.一种调频带外谐波检测系统，其特征在于：所述调频带外谐波检测系统至少包括：

天线耦合口，用以接入天线信号；

衰减网络，与天线耦合口相连；

高频头模块，与天线耦合口相连，用以将所述天线信号进行高频放大和频谱搬移，输出第一中频信号；

混频模块，与高频头模块相连，用以将第一中频信号进行混频处理，输出第二中频信号；

解调模块，与混频模块相连，用以解调第二中频信号，输出基带调频信号和中频功率检测信号；

放大器，与解调模块相连，用以放大所述基带调频信号，并输出给音频外设；

AD转换模块；

MCU，通过AD转换模块与所述解调模块相连，用以测量未加衰减网络的二次谐波点的功率检测值；并通过高频头模块与所述衰减网络相连，用以测量加衰减网络的本频功率检测值；且比较二次谐波点的功率检测值和本频功率检测值的大小。

2.根据权利要求1所述的调频带外谐波检测系统，其特征在于：所述调频带外谐波检测系统还包括一与所述MCU相连的LCD屏。

3.根据权利要求1所述的调频带外谐波检测系统，其特征在于：所述调频带外谐波检测系统还包括一与所述MCU相连的按键控制模块。

4.根据权利要求1所述的调频带外谐波检测系统，其特征在于：所述调频带外谐波检测系统还包括一与所述高频头模块相连的电源模块。

5.根据权利要求4所述的调频带外谐波检测系统，其特征在于：所述电源模块通过一升压模块与所述高频头模块相连。

6.根据权利要求1所述的调频带外谐波检测系统，其特征在于：所述MCU通过一DA转换模块与所述高频头模块相连。

7.根据权利要求1所述的调频带外谐波检测系统，其特征在于：所述MCU还与天线耦合口相连。

8.根据权利要求1所述的调频带外谐波检测系统，其特征在于：所述音频外设为耳机、或喇叭。

9.根据权利要求1所述的调频带外谐波检测系统，其特征在于：所述衰减网络为60dB衰减网络。