CN211348491U - 无线电通讯综合测试设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种无线电通讯综合测试设备，包括两组与被测电台和机通设备连接的信号接口适配器，其中一组信号接口适配器与射频矩阵开关连接，另一组信号接口适配器与电台适配组件和机通适配组件连接；所述射频矩阵开关的输出端分别连接至数字化仪、射频功率计和矢量信号分析仪；所述数字化仪、射频功率计和矢量信号分析仪以及电台适配组件、机通适配组件分别与主测控计算机连接，所述主测控计算机内嵌有无线电通讯的测试软件，与所述主测控计算机连接的显示器，用于显示测试结果，本方案能适应各种场合，体积小方便携带，且适用于多种不同型号机种的无线电通讯测试。

Description

无线电通讯综合测试设备

技术领域

本实用新型涉及无线电通讯测试，具体涉及一种无线电通讯综合测试设备。

背景技术

机载无线电通讯是飞机保持通讯畅通的核心，就目前而言，国内机型种类多，包括：运-5B、运-7、运-8C、教-8、直-8、直-8J、直-9A，各型飞机维修保障要求不相同，统一保障难度大。由于各团测试保障的机型不同，测试设备形态各异、系统互不兼容、没有统一规范和标准。这种现状，加大了维修人员掌握测试设备的难度，提高了技术培训费用。另外，部队人员流动性的特点，也使得飞机测试修理人员技术水平波动较大。部队经常出现转场和演习情况，维修保障也随之移动，移动过程中携带的测试保障设备比较多，特别是内场测试保障设备体积大、质量重，不便于携带。测试保障跟不上，给飞行保障带来困难，没有好的解决办法。部队内场测试保障设备大而笨重，不便于携带，不能适应部队野外保障的需求。既能满足内场测试、又能便于携带，也满足飞机转场要求的测试保障设备是部队目前迫彻需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种无线电通讯综合测试设备，能适应各种场合，体积小方便携带，且适用于多种不同型号机种的无线电通讯测试。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种无线电通讯综合测试设备，该设备包括：

两组与被测电台和机通设备连接的信号接口适配器，其中一组信号接口适配器与射频矩阵开关连接，另一组信号接口适配器与电台适配组件和机通适配组件连接；

所述射频矩阵开关的输出端分别连接至数字化仪、射频功率计和矢量信号分析仪；

所述数字化仪、射频功率计和矢量信号分析仪以及电台适配组件、机通适配组件分别与主测控计算机连接，所述主测控计算机内嵌有无线电通讯的测试软件；

与所述主测控计算机连接的显示器，用于显示测试结果。

进一步的，该设备还包括一个电源及温控系统，所述电源及温控系统包括电源、温控器、温度传感器、加热装置以及散热风扇，所述电源、温度传感器、加热装置以及散热风扇分别与温控器连接。

进一步的，所述信号接口适配器采用PXIe-8135-2.3 GHz双核PXI控制器，包含两个10/100/1000基本版-TX以太网端口、两个SuperSpeed USB端口和四个高速USB端口以及一个集成硬盘驱动器、串行端口和其他外设I/O。

进一步的，所述数字化仪采用NI PXIe-5162数字化仪带有10位垂直分辨率和5GS/s采样率。

进一步的，所述矢量信号分析仪采用模块化三阶超外差14 GHz PXIe-5665矢量信号分析仪。

进一步的，所述射频功率计采用USB-5681射频功率作为射频功率传感器设备。

本实用新型的有益效果是：本设备体积小，便于携带，且通过对接口和适配器的改进使得其适用于各种不同型号的机型进行无线电通讯测试。

附图说明

图1是本实用新型的原理框图；

图2是温度控制系统框图；

图3是机载无线电电台发射频率测试示意图；

图4是机载无线电电台接收频率测试示意图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。

如图1所示，一种无线电通讯综合测试设备，该设备包括：两组与被测电台和机通设备连接的信号接口适配器，其中一组信号接口适配器与射频矩阵开关连接，另一组信号接口适配器与电台适配组件和机通适配组件连接；射频矩阵开关的输出端分别连接至数字化仪、射频功率计和矢量信号分析仪；数字化仪、射频功率计和矢量信号分析仪以及电台适配组件、机通适配组件分别与主测控计算机连接，主测控计算机内嵌有无线电通讯的测试软件；与主测控计算机连接的显示器，用于显示测试结果。

在一方面的，无线电通讯综合测试设备采用模块化设计思路，各模块功能独立，但数据接口通过内部总线统一管理。各单元按功能模块综合规划，提高设备的集成度，最大限度的减小了设备体积，降低了设备重量。无线电通讯综合测试设备根据各功能单元的复用程度、内部数据传输效率、功耗等因素。硬件系统主要由机箱（PXIe模块主测控计算机）、模块化及专用测试仪器、信号接口适配器三部分组成。

测试软件系统主要包括射频信号频谱测试软件、脉冲包络与波形测试软件、发射信号功率测试软件，接收机性能测试软件、电台通讯及性能测试软件、机通性能测试软件等，这些软件均采用嵌入式的方式内嵌在主测控计算机中。

无线电通讯综合测试设备主要用于内场定检及性能参数检测和故障诊断工作，同时兼顾飞机转场使用的要求。为了提高综合测试设备的机动性和测试的自动化程度，无线电通讯综合测试设备选用便携式组装箱式结构。具体可采用PXIe-1075机箱18槽，高达4GB/s，专为各种测试和测量应用而设计，并提供一个高带宽背板。

显示器选用标准19吋 1U上架式KVM控制器，单路输入即可，本产品没有显示切换的需求，但需自带显示器和键盘。KVM显示器键盘鼠标套件实现由16寸的宽温显示屏、标注键盘和触控板组成。KVM套件被设计成类似便携式笔记本电脑的开合结构，安装固定于两根导轨上。平时折叠后推入机柜，使用时从机柜里抽出并展开即可。

工作原理：主测控计算机通过相应软件控制无线电通讯综合测试设备进入测试状态，主测控计算机发出控制命令，通过总线控制模块化仪器及专用测试仪器，执行各项测量操作。完成各项测量后，模块化仪器及专用测试仪器把测量结果通过总线送给测控计算机，由测控计算机调用数据软件来分析、处理测量结果，并以测试报告的形式给出测试结论。测量软件还可以完成测试设备内部状态分析和故障检测，形成自检报告和故障信息。参考图3和图4是两种典型测试连线方式，将无线电通讯综合测试设备通过大功率衰减器与机载无线电电台连接，通过切换连接端口，可分别实现发射频率和接收频率的测试，其中发射功率测试与发射频率测试接线相同，灵敏度测试与接收频率测试连线相同。

进一步的，该设备还包括一个电源及温控系统，电源及温控系统包括电源、温控器、温度传感器、加热装置以及散热风扇，电源、温度传感器、加热装置以及散热风扇分别与温控器连接。

为了让测试系统主机中的PXI模块和机箱和KVM套件（典型工作温度：0～+55℃）满足-20℃～+55℃的工作温度要求，必须为上述两者创造能正常工作的小环境。因此，将检测仪主机、KVM套件安装于相对密封的容箱内，并在容箱内部增设温度控制系统，其系统组成及原理参考图2所示。

由于加热单元的功耗较大，因此使用独立的115V/400Hz（不经过交流稳压电源）为温控系统供电，而电源单元输出的+12V小功率直流电源则给温控器供电。温控器通过温度传感器测量并显示组装箱内的温度，并据此控制两个风扇和加温装置的工作。

如果组装箱内的温度超过高温设定值，温控器将接通风扇一的电源，风扇一开始工作，进行降温。当通风到一定温度时（为高温设定值减固定温差），温控器将断开风扇一的电源，风扇一停止工作，风扇二启动并工作，进行自然散热。当组装箱内的温度低于低温设定值时，温控器将接通加温装置的交流电源，加温装置和风扇二开始工作，进行加温，直到组装箱内的温度达到一定温度时（为低温设定值加固定温差），温控器断开加温装置的交流电源。加温装置停止工作，风扇二继续工作，进行自然散热。

由于测试设备有较多的通用仪器，通用仪器的供电主要是交流220V，与检测设备供电一致，因此设计配电箱的目的除了对系统输入电压进行监视和测量外，还需对通用仪器转接供电，包括测试设备所必须的指示和控制按钮等。

在另一个方面，信号接口适配器采用PXIe-8135-2.3 GHz双核PXI控制器，包含两个10/100/1000基本版-TX以太网端口、两个SuperSpeed USB端口和四个高速USB端口以及一个集成硬盘驱动器、串行端口和其他外设I/O。PXIe-8135--2.3 GHz双核PXI控制器是用于PXI Express系统的Intel Core i7嵌入式控制器， 适用于处理器密集型、模块化仪器和数据采集应用。

在另一个方面，数字化仪采用NI PXIe-5162数字化仪，带有10位垂直分辨率和5GS/s采样率。NI PXIe-5162数字化仪带有10位垂直分辨率和5 GS/s采样率，它的高速测量垂直分辨率是传统8位示波器的4倍。 NI PXIe-5162单个插槽中具备1.5 GHz的带宽和四个通道，适用于高通道数数字化仪系统的生产测试、研究和设备特性记述。因此结合使用LabVIEW与数字化仪，以及LabVIEW抖动分析工具包中专门为高吞吐量的抖动、眼图和相位噪声测量优化过的函数库，以满足自动化验证和生产测试环境所需。

10位垂直分辨率，可更深入地解读信号；

单个3U PXI Express插槽包含4个通道，在一个PXI机箱中可扩展至68个通道；

一个通道上5GS/s的最大采样率或同时使用四个通道，每通道1.25GS/s采样率。

在另一个方面，矢量信号分析仪采用模块化三阶超外差14 GHz PXIe-5665矢量信号分析仪。PXIe-5665—是一款模块化三阶超外差14 GHz PXI矢量信号分析仪，可用作为频谱分析仪或矢量信号分析仪。它可支持RF列表模式，通过快速、确定地更改配置来提高多频段测量速度。 此外，PXIe-5665可以与调制工具包结合使用来分析自定义和标准调制格式。PXIe-5665可测量一系列通信标准，如GSM、EDGE、WCDMA、WiMAX、LTE、蓝牙、WLAN、DVB-C/H/T、ATSC和MediaFLO。

NI PXIe-5665产品性价比高，且RF性能为同类产品中最佳。这款全新矢量信号分析仪的相位噪声、平均噪声水平、幅值精度和动态范围等规格均为行业领先。此外，NIPXIe-5665矢量信号分析仪还具有的一些特点包括: 基于PXI Express总线可以方便地利用Peer-to-Peer数据流进行直接的点对点数据传输和协处理；具有灵活的多输入多输出（MIMO）架构，可用于相位相干测量；并且其测量速度要比传统机架式仪器快至少五倍——由于具有这些优点，该设备是要求严苛的自动化射频测试应用的理想之选。

该矢量信号分析仪包含全新NI PXIe-5603下变频器和NI PXIe-5653本振合成器，以及150MS/s的NI PXIe-5622中频（IF）数字化仪。这种组合为20Hz到3.6GHz频率范围、50MHz以内分析带宽的频谱测量和宽带矢量信号测量提供了优秀的解决方案。该矢量信号分析仪在800MHz中心频率, 10kHz频偏处具有极低的-129 dBc/Hz相位噪声，同时具有+24dBm的三阶截点，以及±0.10 dB的绝对幅值精度。这些参数使NI PXIe-5665成为同类产品中性能最高的仪器。

对于调制信号分析，该矢量信号分析仪的独特板载自动校准工具使其可以实现±0.15 dB中频幅值响应，而中频相位线性度可以达到±0.1度。这一精度使256-QAM信号的误差矢量幅度 (EVM) 可做到低于0.21%。该矢量信号分析仪灵活的模块化架构使其可以根据应用需求进行扩展，为MIMO测试提供相位相干采集，为高效的频谱监测提供20GHz/s的扫描率，以及进行Peer-to-Peer高速数据传输。此外，利用NI PXIe-5665的list mode功能，通过内部定时或外部触发来显著缩短测试时间，并能确定性地执行用户定义的RF配置扫描。

进一步的，射频功率计采用USB-5681射频功率作为射频功率传感器设备。RF功率传感器设备—USB-5681射频功率计封装大小跟典型动力头很相似，提供18 GHz，-40 dBm ~+20 dBm功率范围。作为一款真有效值功率计，USB-5681能够以超高准确度测量从单信道/多信道信号源到复杂宽频数字波形等各种信号的平均功率。 USB-5681非常适用于移动应用或者自动化测试应用，可节省机架空间而不牺牲系统性能。 USB-5681可通过外部触发源或基于信号源的软件触发功能来实现硬件触发。 Scope和Slot模式使用软件触发功能来测量WiMAX与LTE等突发(burst)波形以及GSM与 EDGE等多时隙(multislot)波形。

信号接口适配器作为检测设备的关键自研分机，需集成程控直流稳压电源、视频信号模拟单元、接口适配等功能，其中接口适配需要视频开关矩阵进行配合，实现视频、脉冲信号的自动切换，达到通道复用的效果，提高设备利用率。

信号接口适配器的组成包括电台适配器、机通适配器、程控直流稳压电源、视频信号模拟单元、视频开关矩阵等。

稳压电源需求

输入电源：AC220V/50HZ±15%；

输出功率：总功率不小于350W；

输出电压：包括交流和直流；

输出纹波：不大于50mV；

远程控制：可通过网络或USB或串口控制各路输出电源的开/关；

自检：可通过网络上报自检信息和输出电压。

视频信号模拟板需求：

板卡标准：基于PCIE标准的扩展板卡；

视频输出：独立32路输出，32路输出时延可控制，控制时间精度为0.1µs；

输出电平：0V~ 5V可调，精度0.1V；

输出阻抗：50Ω/10M可选；

输出脉宽：0.1µs ~ 100µs；

输出重频：500Hz~ 300kHz；

可编程能力：可在线编辑复杂脉冲信号，视频信号。

视频开关需求：

开关路数：32组1ｘ6；

频率范围：不小于2GHz(暂定)；

最大可承受电压：36V；

最大可承受电流：0.5A(暂定)。

电台适配器，电台信号适配单元用于辅助完成初教-6、运-5B、运-7、运-8、教-8、直-8、直-9型飞机机载电台设备的低频功能、性能检查，主要具有以下功能：

提供无线电电台及相关控制盒、显示器的工作电源；

完成无线电电台及相关控制盒、显示器关键电流、电压参数的测试及显示；

完成无线电电台及相关控制盒、显示器的通讯、控制状态的测试及显示；

由于测试的无线电电台设备比较多，测试的信号复杂，信号适配单元广泛采用软件无线电技术，使用高速A/D、D/A芯片，从基带上根本解决信号带宽和信号样式产生的问题。电台适配器由电台信号适配箱、短波电台信号模拟测试卡、超短波电台信号模拟测试卡组成。

机通适配器用于辅助完成机内通话器的功能、性能检查，主要具有以下功能：

完成机内通话器J907A、J907等设备的内场综合检查

完成机内通话器JT-6A、JT-6AC等设备的内场综合检查

完成机内通话器的供电。

除此之外，本实施例还提供一个稳压电源，选用北京天勤力拓科技公司的稳压电源Genesys+5000。全球适用的宽范围交流输入，三相（200VAC\400VAC和480VAC）内置LAN（1.5）、USB和RS-232/RS-485接口恒压/恒流/恒功率运行模式主从模式自动并联运行，最多支持四台同型号电源高精度16位ADC和DAC任意波形曲线和输出排序本地/远程感测-软件控制内置隔离模拟编程和监测功能。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种无线电通讯综合测试设备，其特征在于，该设备包括：

两组与被测电台和机通设备连接的信号接口适配器，其中一组信号接口适配器与射频矩阵开关连接，另一组信号接口适配器与电台适配组件和机通适配组件连接；

所述射频矩阵开关的输出端分别连接至数字化仪、射频功率计和矢量信号分析仪；

所述数字化仪、射频功率计和矢量信号分析仪以及电台适配组件、机通适配组件分别与主测控计算机连接；

与所述主测控计算机连接的显示器，用于显示测试结果。

2.根据权利要求1所述的无线电通讯综合测试设备，其特征在于，该设备还包括一个电源及温控系统，所述电源及温控系统包括电源、温控器、温度传感器、加热装置以及散热风扇，所述电源、温度传感器、加热装置以及散热风扇分别与温控器连接。

3.根据权利要求2所述的无线电通讯综合测试设备，其特征在于，所述信号接口适配器采用PXIe-8135-2.3 GHz双核PXI控制器，包含两个10/100/1000基本版-TX以太网端口、两个SuperSpeed USB端口和四个高速USB端口以及一个集成硬盘驱动器、串行端口和其他外设I/O。

4.根据权利要求3所述的无线电通讯综合测试设备，其特征在于，所述数字化仪采用NIPXIe-5162数字化仪，带有10位垂直分辨率和5 GS/s采样率。

5.根据权利要求4所述的无线电通讯综合测试设备，其特征在于，所述矢量信号分析仪采用模块化三阶超外差14 GHz PXIe-5665矢量信号分析仪。

6.根据权利要求5所述的无线电通讯综合测试设备，其特征在于，所述射频功率计采用USB-5681射频功率作为射频功率传感器设备。

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