CN210246764U - 一种微波通信系统用屏蔽效能自动测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及微波通信系统技术领域，且公开了一种微波通信系统用屏蔽效能自动测试装置，包括自动发射部分、自动接收部分、工控机、屏蔽机柜和微波暗室，所述自动发射部分由发射天线、发射天线架和发射模块组成，所述发射天线设有三组，且三组所述发射天线依从上到下顺序分别固定安装于发射天线架上，所述发射天线的输入端与发射模块的输出端电连接，所述自动接收部分由接收天线、接收天线架和接收模块组成，所述接收天线设有三组。本实用新型可以仅仅采用5个射频开关和3路独立控制，就可以实现10KHz～18GHz的宽频带的屏蔽效能测试，而无须使用宽频带的仪表和手动切换设备，同时配置简单、成本低廉，具有实际应用和推广价值。

Description

一种微波通信系统用屏蔽效能自动测试装置

技术领域

本实用新型涉及微波通信系统技术领域，具体为一种微波通信系统用屏蔽效能自动测试装置。

背景技术

微波通信系统中普遍需要使用屏蔽机柜来隔离设备内、外界的微波信号的干扰，而屏蔽机柜的屏蔽效能是衡量信号隔离程度的重要指标。屏蔽效能是指发射源分别在有屏蔽机柜和无屏蔽机柜时，接收机测得的能量比值。一般的微波测试中，可以使用工控机对信号源和接收机进行自动控制和计算数据。但是屏蔽效能测试是一个很宽频带内的测试，往往需要使用多个信号源、天线和接收机，因此测试过程中需要手动切换设备，无法进行完全的自动控制，极大的降低了测试效率。

现有的屏蔽效能测试技术，一种是采用宽频带的信号源、天线和接收机来避免设备切换的需要，实现测试自动化，但是这种方法对设备性能要求很高，而且仅限于某些特殊情况下的非宽频带的屏蔽效能测试；还有采用独立的射频开关和使用特制的转台自动切换的方法，配置灵活，但是也是需要额外的设备开销，而且测试速度还会受到转台切换速度的影响。

实用新型内容

针对背景技术中提出的现有屏蔽效能测试装置在使用过程中存在的不足，本实用新型提供了一种微波通信系统用屏蔽效能自动测试装置，具备自动切换、配置简单、成本低廉的优点，解决了上述背景技术中提出的问题。

本实用新型提供如下技术方案：一种微波通信系统用屏蔽效能自动测试装置，包括自动发射部分、自动接收部分、工控机、屏蔽机柜和微波暗室，所述自动发射部分由发射天线、发射天线架和发射模块组成，所述发射天线设有三组，且三组所述发射天线依从上到下顺序分别固定安装于发射天线架上，所述发射天线的输入端与发射模块的输出端电连接，所述自动接收部分由接收天线、接收天线架和接收模块组成，所述接收天线设有三组，且三组所述接收天线依从上到下顺序分别固定安装于接收天线架上，所述接收天线的输入端与接收模块的输出端电连接，三组所述接收天线与三组所述发射天线分别对应布置，所述发射模块和接收模块分别与工控机电连接，所述工控机用于控制发射模块实现不同频段信号源、天线的自动切换，所述工控机还用于控制接收模块实现不同频段天线、中频变频接收的自动切换，所述接收天线和接收天线架设于屏蔽机柜内，所述发射天线、发射天线架、发射模块、接收天线、接收天线架、接收模块、工控机和屏蔽机柜均位于微波暗室内。

优选的，所述发射模块包括信号源、信号源开关、功率放大器和发射天线开关，所述信号源、信号源开关、功率放大器和发射天线开关的输出输出端依次电连接，所述信号源开关的输入端与工控机的输出端之间设有控制信号Ⅰ，所述发射天线开关的输入端与工控机的输出端之间设有控制信号Ⅱ，所述发射天线开关的输出端与发射天线的输入端电连接。

优选的，所述信号源开关为单刀双掷射频开关，所述发射天线开关为单刀三掷射频开关。

优选的，所述接收模块包括依次顺序电连接的接收天线开关、低噪放、功放、中频开关阵列和中频变频模块组成，所述接收天线开关的输出端与接收天线的输入端电连接，所述接收天线开关的输入端与工控机的输出端之间设有控制信号Ⅱ，所述中频开关阵列的输入端与工控机的输出端之间设有控制信号Ⅲ。

优选的，所述接收天线开关为单刀三掷射频开关。

优选的，所述控制信号Ⅱ为由工控机发出的同一个控制信号。

优选的，所述中频开关阵列包括前级中频开关和后级中频开关，所述前级中频开关和后级中频开关均为单刀双掷射频开关，所述前级中频开关和后级中频开关均采用同一个控制信号Ⅲ同步切换，所述中频变频模块包括低频输入端、中频输出端和中频输入端，所述前级中频开关的低频输出端电连接后级中频开关的输入端，所述前级中频开关的高频输出端电连接中频输入端的输入端，所述中频输出端的输出端电连接后级中频开关的输入端，所述后级中频开关的输出端电连接低频输入端的输入端。

优选的，所述接收天线架与屏蔽机柜的固定安装方式采用底部悬空、侧面支撑的方式。

本实用新型具备以下有益效果：

本实用新型可以仅仅采用5个射频开关和3路独立控制，就可以实现10KHz～18GHz的宽频带的屏蔽效能测试，而无须使用宽频带的仪表和手动切换设备，同时配置简单、成本低廉，具有实际应用和推广价值。

附图说明

图1为本实用新型屏蔽效能自动测试系统示意图；

图2为本实用新型发射模块示意图；

图3为本实用新型接收模块示意图。

图中：1、发射天线；2、发射天线架；3、发射模块；31、信号源；32、信号源开关；320、控制信号Ⅰ；33、功率放大器；34、发射天线开关；340、控制信号Ⅱ；4、接收天线；5、接收天线架；6、接收模块；61、接收天线开关；62、低噪放；63、功放；64、前级中频开关；640、控制信号Ⅲ；65、后级中频开关；66、中频变频模块；660、低频输入端；661、中频输出端；662、中频输入端；7、工控机；8、屏蔽机柜；9、微波暗室。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-3，一种微波通信系统用屏蔽效能自动测试装置，包括自动发射部分、自动接收部分、工控机7、屏蔽机柜8和微波暗室9，自动发射部分由发射天线1、发射天线架2和发射模块3组成，发射天线1设有三组，且三组发射天线1依从上到下顺序分别固定安装于发射天线架2上，发射天线1的输入端与发射模块3的输出端电连接，自动接收部分由接收天线4、接收天线架5和接收模块6组成，接收天线4设有三组，且三组接收天线4依从上到下顺序分别固定安装于接收天线架5上，接收天线4的输入端与接收模块6的输出端电连接，三组接收天线4与三组发射天线1分别对应布置，发射模块3和接收模块6分别与工控机7电连接，工控机7用于控制发射模块3实现不同频段信号源、天线的自动切换，工控机7还用于控制接收模块6实现不同频段天线、中频变频接收的自动切换，接收天线4和接收天线架5设于屏蔽机柜8内，发射天线1、发射天线架2、发射模块3、接收天线4、接收天线架5、接收模块6、工控机7和屏蔽机柜8均位于微波暗室9内。

其中，发射模块3包括信号源31、信号源开关32、功率放大器33和发射天线开关34，信号源31、信号源开关32、功率放大器33和发射天线开关34的输出输出端依次电连接，信号源开关32的输入端与工控机7的输出端之间设有控制信号Ⅰ320，发射天线开关34的输入端与工控机7的输出端之间设有控制信号Ⅱ340，发射天线开关34的输出端与发射天线1的输入端电连接。其中，信号源开关32为单刀双掷射频开关，发射天线开关34为单刀三掷射频开关。

其中，接收模块6包括依次顺序电连接的接收天线开关61、低噪放62、功放63、中频开关阵列和中频变频模块66组成，接收天线开关61为单刀三掷射频开关，接收天线开关61的输出端与接收天线4的输入端电连接，接收天线开关61的输入端与工控机7的输出端之间设有控制信号Ⅱ340，中频开关阵列的输入端与工控机7的输出端之间设有控制信号Ⅲ640。其中，此处的控制信号Ⅱ340与上述发射天线开关34处的控制信号Ⅱ340为同一个控制信号。

其中，中频开关阵列包括前级中频开关64和后级中频开关65，前级中频开关64和后级中频开关65均为单刀双掷射频开关，前级中频开关64和后级中频开关65均采用同一个控制信号Ⅲ640同步切换，中频变频模块66包括低频输入端660、中频输出端661和中频输入端662，前级中频开关64的低频输出端电连接后级中频开关65的输入端，前级中频开关64的高频输出端电连接中频输入端662的输入端，中频输出端661的输出端电连接后级中频开关65的输入端，后级中频开关65的输出端电连接低频输入端660的输入端。

以下具体介绍本实用新型的连接及对应的操作效用：

参阅图1，本测试装置为屏蔽效能测量装置(测试频段为10KHz～18GHz)，频谱仪工作频率范围为9kHz～6GHz，测试在微波暗室9中进行。自动测试系统主要分为两个部分：自动发射部分和自动接收部分，根据频段使用了三对发射天线1和接收天线4，包括一对环形天线（10KHz～500MHz）、一对宽带偶极子天线（200MHz～2GHz）和一对宽带双脊喇叭天线（2GHz～18GHz），可以实现10KHz～18GHz的信号从信号源到自由空间的传输。

自动发射部分由发射模块3、发射天线架2、发射天线1组成。发射天线架2是采用透波材料例如塑料和木材制作的支架，可以依次垂直摆放三只发射天线1。这样做的目的是避免需要手动切换天线，由于各天线工作频段互不重叠，且通过射频开关切换时，断开的天线会连接至射频开关的50欧姆负载，因此天线彼此之间影响较小，不会对测试结果造成显著影响。发射天线1顺序从高到低依次为环形、偶极子、喇叭，重量由轻到重，以保证天线架重心稳定。此外，由于发射天线1必须相互正对接收天线4，而接收天线4需要放置在屏蔽机柜8中，因此发射天线1摆放的高度必须在屏蔽机柜8内部最大和最小高度之间。

请参阅图2，发射模块3由信号源31、信号源开关32、功率放大器33、发射天线开关34组成，可以实现不同频段信号源的自动切换。两个信号源频段为9KHz～30MHz和250MHz～22GHz，采用一个独立控制信号Ⅰ320的单刀双掷射频开关作为信号源开关32进行频段切换，信号放大之后，再通过一个采用单刀三掷射频开关作为发射天线开关34与发射天线1相连。由于发射天线1和接收天线4总是成对使用，因此可以共用同一个控制信号Ⅱ340同步切换，从而简化了控制线路。

自动接收部分由接收天线4、接收天线架5、接收模块6组成。接收天线4的摆放与发射天线1完全一致并正对发射天线1；接收天线架5由于需要放置于屏蔽机柜8中，因此必须注意尺寸小于屏蔽机柜8内部空间。此外，为了提高接收天线架5进出屏蔽机柜8的速度，接收天线架5可以采用底部悬空、侧面支撑的方式，从而使得接收天线架5测试过程中不接触屏蔽机柜8并且屏蔽机柜8的屏蔽门还可以半关闭，这种方式要求使用轻质高强度的透波材料如ABS制作，并且还要采用合适的底座保证接收天线架5的重心。

请参阅图3，接收模块6包括接收天线开关61、低噪放62、功放63、中频开关阵列、中频变频模块66组成。接收天线开关61与发射天线开关34相同，采用相同的控制信号Ⅱ340控制单刀三掷射频开关。然后信号经过放大处理后经过中频开关阵列，进入中频变频模块66。中频变频模块66是一个扩频后的频谱仪，根据频段不同，提供了一路低频输入端660和一组中频输入端662和中频输出端661，对6GHz以下的信号使用低频输入，6GHz以上经中频变频之后使用低频输入。

中频开关阵列使用两个单刀双掷射频开关，一个前级中频开关64和后级中频开关65，并且使用一个控制信号Ⅲ640同步切换。6GHz以下的信号直接依次通过前级中频开关64和后级中频开关65进入低频输入端660，6GHz以上的信号首先经过前级中频开关64进入中频输入输入端662，变频后从中频输出端661出来经过后级中频开关65进入低频输入端660。由于两个单刀双掷射频开关同时切换，因此可以使用同一个控制信号Ⅲ640。

自动测试系统的主控由工控机7承担，通过RS485和屏蔽双绞线实现对射频开关和测试仪表的控制与数据采集，从而实现测试过程的自动化。首先通过对仪表发送控制指令，完成仪表的设置。然后根据设定的被测目标频率，在测试过程中设置仪表，切换射频开关，并采集数据，保存在内存中。通过后期的数据处理得到测试结果。为了保证测试的信号频率与采集信号的频谱的一致性，需要在设置完仪表后等待一段响应时间，然后同仪表进行确认频率是否一致，确认一致后，方可进行数据采集，否则会重新进行设置。采集的数据分为两种，分别是直通功率和屏蔽功率，利用屏蔽效能测试方法（屏蔽效能（dB）=直通功率-屏蔽功率）对采集到的数据进行设置，即可完成屏蔽效能的自动测试。

本实用新型仅仅采用5个射频开关和3路独立控制，就可以利用2个信号源、3对天线和一个变频模块，搭建可以实现10KHz～18GHz的宽频带的屏蔽效能自动测试系统，而无须使用宽频带的仪表和转台等切换设备，同时配置简单、测试快速，具有实际应用和推广价值。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种微波通信系统用屏蔽效能自动测试装置，包括自动发射部分、自动接收部分、工控机（7）、屏蔽机柜（8）和微波暗室（9），其特征在于：所述自动发射部分由发射天线（1）、发射天线架（2）和发射模块（3）组成，所述发射天线（1）设有三组，且三组所述发射天线（1）依从上到下顺序分别固定安装于发射天线架（2）上，所述发射天线（1）的输入端与发射模块（3）的输出端电连接，所述自动接收部分由接收天线（4）、接收天线架（5）和接收模块（6）组成，所述接收天线（4）设有三组，且三组所述接收天线（4）依从上到下顺序分别固定安装于接收天线架（5）上，所述接收天线（4）的输入端与接收模块（6）的输出端电连接，三组所述接收天线（4）与三组所述发射天线（1）分别对应布置，所述发射模块（3）和接收模块（6）分别与工控机（7）电连接，所述工控机（7）用于控制发射模块（3）实现不同频段信号源、天线的自动切换，所述工控机（7）还用于控制接收模块（6）实现不同频段天线、中频变频接收的自动切换，所述接收天线（4）和接收天线架（5）设于屏蔽机柜（8）内，所述发射天线（1）、发射天线架（2）、发射模块（3）、接收天线（4）、接收天线架（5）、接收模块（6）、工控机（7）和屏蔽机柜（8）均位于微波暗室（9）内。

2.根据权利要求1所述的一种微波通信系统用屏蔽效能自动测试装置，其特征在于：所述发射模块（3）包括信号源（31）、信号源开关（32）、功率放大器（33）和发射天线开关（34），所述信号源（31）、信号源开关（32）、功率放大器（33）和发射天线开关（34）的输出输出端依次电连接，所述信号源开关（32）的输入端与工控机（7）的输出端之间设有控制信号Ⅰ（320），所述发射天线开关（34）的输入端与工控机（7）的输出端之间设有控制信号Ⅱ（340），所述发射天线开关（34）的输出端与发射天线（1）的输入端电连接。

3.根据权利要求2所述的一种微波通信系统用屏蔽效能自动测试装置，其特征在于：所述信号源开关（32）为单刀双掷射频开关，所述发射天线开关（34）为单刀三掷射频开关。

4.根据权利要求1所述的一种微波通信系统用屏蔽效能自动测试装置，其特征在于：所述接收模块（6）包括依次顺序电连接的接收天线开关（61）、低噪放（62）、功放（63）、中频开关阵列和中频变频模块（66）组成，所述接收天线开关（61）的输出端与接收天线（4）的输入端电连接，所述接收天线开关（61）的输入端与工控机（7）的输出端之间设有控制信号Ⅱ（340），所述中频开关阵列的输入端与工控机（7）的输出端之间设有控制信号Ⅲ（640）。

5.根据权利要求4所述的一种微波通信系统用屏蔽效能自动测试装置，其特征在于：所述接收天线开关（61）为单刀三掷射频开关。

6.根据权利要求2或4任一所述的一种微波通信系统用屏蔽效能自动测试装置，其特征在于：所述控制信号Ⅱ（340）为由工控机（7）发出的同一个控制信号。

7.根据权利要求4所述的一种微波通信系统用屏蔽效能自动测试装置，其特征在于：所述中频开关阵列包括前级中频开关（64）和后级中频开关（65），所述前级中频开关（64）和后级中频开关（65）均为单刀双掷射频开关，所述前级中频开关（64）和后级中频开关（65）均采用同一个控制信号Ⅲ（640）同步切换，所述中频变频模块（66）包括低频输入端（660）、中频输出端（661）和中频输入端（662），所述前级中频开关（64）的低频输出端电连接后级中频开关（65）的输入端，所述前级中频开关（64）的高频输出端电连接中频输入端（662）的输入端，所述中频输出端（661）的输出端电连接后级中频开关（65）的输入端，所述后级中频开关（65）的输出端电连接低频输入端（660）的输入端。

8.根据权利要求1所述的一种微波通信系统用屏蔽效能自动测试装置，其特征在于：所述接收天线架（5）与屏蔽机柜（8）的固定安装方式采用底部悬空、侧面支撑的方式。

Images