CN204705691U - 一种多功能通讯信号测量的射频前端电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种多功能通讯信号测量的射频前端电路，包括发射机测试电路、接收机信号输出电路、宽带功率测量和驻波电缆测试电路。本实用新型通过上述测试通路实现了在发射机测试时实现窄带功率测量以及对输入信号进行解调分析；在接收机测试时，对输入信号的幅度控制。实现宽带功率测量仅大功率口；在驻波测试以及电缆测试时，单端口驻波检测以及电缆故障定位。

Description

一种多功能通讯信号测量的射频前端电路

技术领域：

本实用新型涉及电子测量仪器，特别涉及通信测量仪中的一种多功能通讯信号测量的射频前端电路。

 技术背景：

一种手持综合测试仪主要用于无线电台通信装备、散射通信装备和战术控制导航系统的现场测试，短波、超短波等通信装备的现场测试保障，同时具备对天线及电缆的驻波比、电缆损耗等性能特性的测试能力。

射频前端是指在通讯系统中，天线和中频（或基带）电路之间的部分。在这一段里信号以射频形式传输，射频前端电路里包括有接收通路和发射通路。

 目前采用时域反射计（TDR）技术电缆故障定位技术，时域反射计TDR是最常用的测量传输线特征阻抗的仪器，它是利用时域反射的原理进行特性阻抗的测量。

TDR包括三部分组成：

    (1)快沿信号发生器：

         典型的发射信号的特征是：幅度200mv，上升时间35ps，频率250KHz方波。

   (2)采样示波器：

         通用的采样示波器。

   (3)探头系统：

         连接被测件和TDR仪器。

测试信号的运行时由阶跃源发出的快边沿信号注入到被测传输线上，如果传输线阻抗连续，这个快沿阶跃信号就沿着传输线向前传播。当传输线出现阻抗变化时，阶跃信号就有一部分反射回来，一部分继续往前传播。反射回来的信号叠加到注入的阶跃信号，示波器可采集到这个信号。因为反射回来的信号和注入的信号有一定的时间差，所以示波器采集到的这个叠加信号的边缘是带台阶的，这个台阶反映了信号传播反射的时间关系，与传输线电长度对应。

由于TDR 技术由于其激励信号是一个直流脉冲而不是射频信号，因而存在对射频问题的灵敏度较差，抗干扰性较差且对射频参数无法确定的缺点。

 实用新型内容:

 本实用新型目的：

    为了解决由于TDR 技术由于其激励信号是一个直流脉冲而不是射频信号，因而存在对射频问题的灵敏度较差，抗干扰性较差且对射频参数无法确定等缺点，提供一种多功能通讯信号测量的射频前端电路射频前端电路。

一种多功能通讯信号测量的射频前端电路，包括发射机测试电路、接收机信号输出电路、宽带功率测量电路和驻波电缆测试电路、天线端口（Ant口）、大功率端口（T/R口）、驻波比端口（Swr口），所述天线端口（Ant口）与发射机测试电路输入端口连接；所述大功率端口（T/R口）分别与发射机测试电路输入端口、宽带功率测量电路输入端口、接收机信号输出电路输出端口相连接；所述驻波比端口（Swr口）与驻波电缆测试电路的输出端口相连接，在驻波测试以及电缆测试时，输出端口采用Swr口，实现单端口驻波检测以及电缆故障定位。

在驻波电缆测试电路中采用了FDR频域反射技术，克服了TDR技术所产生的抗干扰性较差且对射频参数无法确定等缺点。

所述天线端口（Ant口）和驻波比端口（Swr口）设置有保护电路，实现了对端口的保护。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

需要说明的是，本射频前端采用的FDR频域反射技术，是由射频信号源产生的入射信号，作为对传输线或电缆中不连续性进行定位与测量的激励信号。每处缺陷或不连续的影响应是反射一部分入射信号和传输其余的信号。测试时将被测电缆的一端接至本仪器的反射测试端口，进行回波损耗与频率关系的扫频测试。此时读取的测试数据反映的是被测器件的射频性能特性随频率的变化。通过傅立叶变换的逆变换（IDFT）将频域采集的原始数据变换成时域数据即将“响应-频率”关系转换为“响应-距离/时间”关系，从而确定射频同轴电缆的故障定位。

与现有技术相比，本实用新型具有优良的抗干扰性、方向性且具有测试SWR 、传输损耗、回波损耗等评价天线系统质量的参数。

在发射机测试时，输入端口有二个：大功率端口（T/R口）或者天线端口。实现窄带功率测量以及对输入信号进行解调分析。实现宽带功率测量仅大功率口。

在接收机测试时，输入信号为来自信号处理板的RF信号，输出端口为：大功率口（T/R口），Ant口以及Swr口。实现对输入信号的幅度控制。

在驻波测试以及电缆测试时，输出端口为Swr口，实现单端口驻波检测以及电缆故障定位。

附图说明：

附图1是射频前端工作原理图。

具体实施方式：

    发射性能进行测量时，测量发射机的大功率射频信号输入到“大功率端口（T/R口）108”后，进入射频前端整件。经衰减器109后进入功分器110，功分器110的一路输出信号进入射频功率检波电路获得射频信号的功率；功分器的另一路输出信号进入射频输入幅度调理电路。若仪器设置为“天线端口(Ant口)101”时，则通过开关切换后直接进入输入幅度调理电路。经过幅度调理104后的信号进行下变频105。经下变频后的中频信号进行中频调理106，最后中频输出107。

在发射机测试时，输入端口有二个：大功率端口（T/R口）108或者天线端口(Ant口)101。实现窄带功率测量以及对输入信号进行解调分析。实现宽带功率测量仅大功率口。

接收性能进行测量时，处于发射模式。首先在射频数字化单元，利用DDS121技术产生第一中频信号，第一中频信号经校准电路120后得到第二中频信号。该中频信号经过变频滤波119后进入幅度控制电路118，输出满足接收机性能测试需要的射频载波。

在接收机测试时，输入信号为来自信号处理板的RF信号，输出端口为：大功率口（T/R口）108，Ant口101以及Swr口112。实现对输入信号的幅度控制。 

在进行驻波比和电缆测试时，射频合成器的输出信号通过定向耦合器113到达驻波比测试连接器。由定向耦合器113得到连接器上的正向电压和反向电压。该信号经双对数检波器115检波并放大后，由软件计算获得被测装置的驻波比以及电缆的损耗情况，并对电缆故障进行定位。

在发射机测试时，输入端口有二个：大功率端口（T/R口）或者天线端口。实现窄带功率测量以及对输入信号进行解调分析。实现宽带功率测量仅大功率口。

在接收机测试时，输入信号为来自信号处理板的RF信号，输出端口为：大功率口（T/R口）108，Ant口101以及Swr口112。实现对输入信号的幅度控制。 

在驻波测试以及电缆测试时，输出端口为Swr口112，实现单端口驻波检测以及电缆故障定位。

为了防止功率过载烧坏天线口和反向功率倒灌烧坏Swr口112，设计了大功率保护102和反向功率保护电路114。

本实用新型中电缆故障定位技术采用的是FDR测试方案。由射频信号源产生的入射信号，作为对传输线或电缆中不连续性进行定位与测量的激励信号。每处缺陷或不连续的影响应是反射一部分入射信号和传输其余的信号。测试时将被测电缆的一端接至本仪器的反射测试端口，进行回波损耗与频率关系的扫频测试。此时读取的测试数据反映的是被测器件的射频性能特性随频率的变化。通过傅立叶变换的逆变换（IDFT）将频域采集的原始数据变换成时域数据即将“响应-频率”关系转换为“响应-距离/时间”关系，从而确定射频同轴电缆的故障定位。

FDR技术不但具有优良的抗干扰性、方向性且具有测试SWR ,传输损耗、回波损耗等评价天线系统质量的参数。

本实用新型的实施方式不限于以上实施例，在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出的各种变化均属于本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种多功能通讯信号测量的射频前端电路，其特征在于：包括发射机测试电路、接收机信号输出电路、宽带功率测量电路和驻波电缆测试电路、天线端口（Ant口）、大功率端口（T/R口）、驻波比端口（Swr口）,所述天线端口（Ant口）与发射机测试电路输入端口连接；所述大功率端口（T/R口）分别与发射机测试电路输入端口、宽带功率测量电路输入端口、接收机信号输出电路输出端口相连接；所述驻波比端口（Swr口）与驻波电缆测试电路的输出端口相连接。

2.根据权利要求1所述的多功能通讯信号测量的射频前端电路射频前端电路，其特征在于：在驻波电缆测试电路中采用了FDR频域反射技术。

3.根据权利要求1所述的多功能通讯信号测量的射频前端电路，其特征在于：天线端口（Ant口）和驻波比端口（Swr口）设置有保护电路。