CN213585789U - 一种便携数字式5g高频信号检测分析系统及其分析仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种便携数字式5G高频信号检测分析系统，包括射频模块和控制呈现模块，所述的射频模块包括超宽带天线、接收机、AD转换模块和FPGA模块，所述的控制呈现模块包括控制主板和存储器，本申请还公开了对应的分析仪，本申请对应的分析系统和分析仪采用数字式传输架构，将信号接收机、AD转换机、FPGA集成电路、控制主板和存储器集成在本体内部，整体的体积小，重量轻，而且数字式架构采用开源的linux系统内核，便于二次开发升级，适用性强，适宜推广使用，而且，能够实现5G高频信号检测分析，扫频速度快，检测范围宽。

Description

一种便携数字式5G高频信号检测分析系统及其分析仪

技术领域

本实用新型涉及通信技术领域，尤其涉及一种便携数字式5G高频信号检测分析系统及其分析仪。

背景技术

信号分析测量仪(信号分析仪)是对电信号的特性(信号波形、持续时间、各频率分量的幅度、频率、相位)进行分析，并测量出其有关参数的测量仪器。信号分析仪普遍应用于无线通讯领域，主要用于无线通信信号电波测量。现有的信号分析仪的前端电路是一定带宽内可调谐的接收机，输入信号经变频器变频后由低通滤器输出，滤波输出作为垂直分量，频率作为水平分量，在示波器屏幕上绘出坐标图，就是输入信号的频谱图。传统的信号分析仪主要通过硬件处理来实现信号分析，因此，具有如下的几个缺点：第一，整体的体积大，不便于携带；第二，其使用的是传统的单片机系统，二次开发升级困难，适用性差；第三，扫频速度慢，一般只有2秒/次@50MHz，不利于瞬时信号的捕抓；第四，重量太重，携带费力，一般达到6kg左右。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种采用数字式架构，体积小，重量轻，便于二次开发升级，适用性强，扫频速度快，检测范围宽的一种便携数字式5G高频信号检测分析系统及其分析仪。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术解决方案是：

一种便携数字式5G高频信号检测分析系统，包括射频模块和控制呈现模块，所述的射频模块包括用于信号接收的超宽带天线、用于将高频信号转换为中频信号的接收机、用于将模拟信号转换为数字信号的AD转换模块和用于将数字信号进行傅里叶变换后将被测信号分解成分立的频率分量的FPGA模块，所述的控制呈现模块包括控制主板和存储器，所述的控制主板连接存储器，所述的控制主板内设置有控制模块，所述的FPGA模块连接控制主板。

进一步的，所述的超宽带天线、接收机、AD转换模块和FPGA模块顺序连接。

进一步的，所述的控制模块内设置有信号分析控制模块，电子地图生成模块和结果呈现模块，所述的信号分析控制模块连接存储器，所述的信号分析控制模块连接电子地图生成模块和结果呈现模块。

进一步的，所述的控制呈现模块还包括屏幕，所述的控制主板连接屏幕，所述的结果呈现模块连接屏幕，用于呈现信号分析结果和电子地图生成结果。

进一步的，所述的控制呈现模块还包括GPS信号模块，所述的GPS信号模块连接控制主板。

进一步的，所述的控制模块采用开源的linux系统内核进行数据分析。

进一步的，所述的超宽带天线接收的信号频率范围是600MHz-5GHz。

一种便携数字式5G高频信号检测分析仪，包括本体，所述的本体上设置有超宽带天线、电源接口、电子屏幕和电源开关，所述的本体内设置有信号接收机、AD转换机、FPGA集成电路、控制主板和存储器，所述的控制主板上设置有CPU，所述的控制主板连接存储器。

进一步的，所述的CPU连接电子屏幕。

进一步的，所述的超宽带天线、信号接收机、AD转换机、FPGA集成电路顺序连接。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型对应系统的射频模块由超宽带天线接收高频信号，通过接收机将高频信号转换为中频信号后利用AD转换模块进行AD转换，将模拟信号转换成数字信号，然后利用FPGA模块进行傅里叶变换将被测信号分解成分立的频率分量，然后通过控制呈现模块的控制主板的控制模块进行集成运算，综合分析信号检测结果，通过控制模块的结果呈现模块呈现到屏幕上，能够实现5G高频信号检测分析，扫频速度快，速度可达0.1秒/次@50MHz，检测范围宽，检测范围高达5GHz；

2、本实用新型对应的分析仪采用数字式传输架构，将信号接收机、AD转换机、FPGA集成电路、控制主板和存储器集成在本体内部，整体的体积小，大小和普通10寸平板电脑一致，厚度仅仅才3cm，重量轻，重量仅1.5kg，而且数字式架构采用开源的linux系统内核，便于二次开发升级，适用性强，适宜推广使用，能够实现5G高频信号检测分析，扫频速度快，速度可达0.1秒/次@50MHz，检测范围宽，检测范围高达5GHz。

附图说明

图1是本实用新型对应系统的结构示意图；

图2是本实用新型对应分析仪的整体结构示意图；

图3是本实用新型对应分析仪的内部结构示意图；

图中：1-本体；2-超宽带天线；3-电源接口；4-电子屏幕；5-电源开关；6-信号接收机；7-AD转换机；8-FPGA集成电路；9-控制主板；10-存储器；11-CPU；

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详述。在此需要说明的是，下面所描述的本实用新型各个实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

为了解决现有的便携数字式5G高频信号检测分析系统不能够实现5G高频信号检测分析，扫频速度慢的问题，本申请公开了一种便携数字式5G高频信号检测分析系统，如图1所示，包括：

射频模块和控制呈现模块，所述的射频模块包括用于信号接收的超宽带天线2、用于将高频信号转换为中频信号的接收机、用于将模拟信号转换为数字信号的AD转换模块和用于将数字信号进行傅里叶变换后将被测信号分解成分立的频率分量的FPGA模块，优选的，所述的超宽带天线2、接收机、AD转换模块和FPGA模块顺序连接。所述的控制呈现模块包括控制主板9和存储器10，所述的控制主板9连接存储器10，所述的控制主板9内设置有控制模块，优选的，所述的控制模块内设置有信号分析控制模块，电子地图生成模块和结果呈现模块，所述的信号分析控制模块连接存储器10，所述的信号分析控制模块连接电子地图生成模块和结果呈现模块，优选的，所述的控制模块采用开源的linux系统内核进行数据分析。利用开源的linux系统内核，可以进行便于二次开发升级，适用性强，适宜推广使用。所述的FPGA模块连接控制主板9，将傅里叶变换后的数据传输到控制主板9的控制模块中。

优选的，为了更好的呈现分析的数据，所述的控制呈现模块还包括屏幕，所述的控制主板9连接屏幕，所述的结果呈现模块连接屏幕，用于呈现信号分析结果和电子地图生成结果。

优选的，为了方便记录经纬度信息，所述的控制呈现模块还包括GPS信号模块，所述的GPS信号模块连接控制主板9。控制主板9的控制模块会将GPS的经纬度信息一起输出。

本申请对应的一种便携数字式5G高频信号检测分析系统的原理是：通过射频模块的超宽带天线2接收高频信号，通过接收机将高频信号转换为中频信号后利用AD转换模块进行AD转换，将模拟信号转换成数字信号，然后利用FPGA模块进行傅里叶变换将被测信号分解成分立的频率分量，其中FPGA(Field－Programmable Gate Array)，即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。而本申请的FPGA模块即是一种半定制集成电路。由于超宽带天线2接收的信号频率范围是600MHz-5GHz，因此，其检测范围宽，检测范围高达5GHz，当信号通过基站发出后，利用超宽带天线2接收，然后依次经过接收机、AD转换模块和FPGA模块，将信号从高频模拟信号转换成中频的数字信号，并通过傅里叶变换将被测信号分解成分立的频率分量输出到控制呈现模块中。然后利用控制呈现模块的控制主板9的控制模块进行集成运算，综合分析信号检测结果，具体是通过信号分析控制模块来分析信号，通过电子地图生成模块来生成对应的电子地图，通过控制模块的结果呈现模块呈现到屏幕上，实现信号的可视化，从而实现5G高频信号检测分析，扫频速度快，速度可达0.1秒/次@50MHz，检测范围宽，检测范围高达5GHz，简单高效。

为了解决现有的便携数字式5G高频信号检测分析仪不能够实现5G高频信号检测分析，扫频速度慢的问题，整体的体积大，不便于携带；二次开发升级困难，适用性差的问题，本申请公开了一种便携数字式5G高频信号检测分析仪，如图2，图3所示，包括：

本体1，所述的本体1上设置有超宽带天线2、电源接口3、电子屏幕4和电源开关5，所述的本体1内设置有信号接收机6、AD转换机7、FPGA集成电路8、控制主板9和存储器10，所述的控制主板9上设置有CPU11，所述的控制主板9连接存储器10。优选的，所述的CPU11连接电子屏幕4。优选的，所述的超宽带天线2、信号接收机6、AD转换机7、FPGA集成电路8顺序连接。

本申请对应的高频信号检测分析仪的使用原理是：通过超宽带天线2接收基站高频信号，利用信号接收机6、AD转换机7、FPGA集成电路8将基站高频模拟信号转换为中频数字信号，并且将数字信号进行傅里叶变换后将被测信号分解成分立的频率分量，然后通过控制主板9的CPU11对频率分量进行分析处理，最后利用电子屏幕4呈现出来。而电源接口3用于连接电源，电源开关5用于开关电源。

本申请的信号检测分析仪与高频信号检测分析系统是对应的，即信号检测分析仪是硬件产品，而信号检测分析系统是对应的分析系统，本申请分析仪的信号接收机6对应分析系统的接收机；分析仪的AD转换机7对应分析系统的AD转换模块；分析仪的FPGA集成电路8对应分析系统的FPGA模块；分析仪的CPU11对应分析系统的控制模块；分析仪的电子屏幕4对应分析系统的屏幕。

本申请应的高频信号检测分析系统分析仪采用数字式传输架构，将信号接收机6、AD转换机7、FPGA集成电路8、控制主板9和存储器10集成在本体1内部，整体的体积小，大小和普通10寸平板电脑一致，厚度仅仅才3cm，重量轻，重量仅1.5kg，而且数字式架构采用开源的linux系统内核，便于二次开发升级，适用性强，适宜推广使用。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型的技术范围作任何限制，故但凡依本实用新型的权利要求和说明书所做的变化或修饰，皆应属于本实用新型专利涵盖的范围之内。

Claims (10)

1.一种便携数字式5G高频信号检测分析系统，其特征在于，包括射频模块和控制呈现模块，所述的射频模块包括用于信号接收的超宽带天线、用于将高频信号转换为中频信号的接收机、用于将模拟信号转换为数字信号的AD转换模块和用于将数字信号进行傅里叶变换后将被测信号分解成分立的频率分量的FPGA模块，所述的控制呈现模块包括控制主板和存储器，所述的控制主板连接存储器，所述的控制主板内设置有控制模块，所述的FPGA模块连接控制主板。

2.根据权利要求1所述的一种便携数字式5G高频信号检测分析系统，其特征在于：所述的超宽带天线、接收机、AD转换模块和FPGA模块顺序连接。

3.根据权利要求1所述的一种便携数字式5G高频信号检测分析系统，其特征在于：所述的控制模块内设置有信号分析控制模块，电子地图生成模块和结果呈现模块，所述的信号分析控制模块连接存储器，所述的信号分析控制模块连接电子地图生成模块和结果呈现模块。

4.根据权利要求3所述的一种便携数字式5G高频信号检测分析系统，其特征在于：所述的控制呈现模块还包括屏幕，所述的控制主板连接屏幕，所述的结果呈现模块连接屏幕，用于呈现信号分析结果和电子地图生成结果。

5.根据权利要求1所述的一种便携数字式5G高频信号检测分析系统，其特征在于：所述的控制呈现模块还包括GPS信号模块，所述的GPS信号模块连接控制主板。

6.根据权利要求1所述的一种便携数字式5G高频信号检测分析系统，其特征在于：所述的控制模块采用开源的linux系统内核进行数据分析。

7.根据权利要求1所述的一种便携数字式5G高频信号检测分析系统，其特征在于：所述的超宽带天线接收的信号频率范围是600MHz-6GHz。

8.一种便携数字式5G高频信号检测分析仪，包括本体，其特征在于，所述的本体上设置有超宽带天线、电源接口、电子屏幕和电源开关，所述的本体内设置有信号接收机、AD转换机、FPGA集成电路、控制主板和存储器，所述的控制主板上设置有CPU，所述的控制主板连接存储器。

9.根据权利要求8所述的一种便携数字式5G高频信号检测分析仪，其特征在于，所述的CPU连接电子屏幕。

10.根据权利要求8所述的一种便携数字式5G高频信号检测分析仪，其特征在于，所述的超宽带天线、信号接收机、AD转换机、FPGA集成电路顺序连接。

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