CN214703951U - 一种无人机数据链系统野战检测设备校准系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种无人机数据链系统野战检测设备校准系统，包括信号发生器、原子频率标准发生器、频谱分析仪、微波功率计、功率放大器、微波功率计以及定向耦合器；原子频率标准发生器产生标准频率输出至信号产生模块，信号发生器产生标准输入频率信号，信号发生器输出端口连接到无人机数据链系统野战检测设备的输入频率端口；信号发生器连接功率放大器，通过功率放大器与定向耦合器连接，通过信号发生器、功率放大器、定向耦合器、微波功率计生成标准输入功率信号，定向耦合器输出端连接到无人机数据链系统野战检测设备的大功率输入端口；频谱分析仪为标准电平信号测量仪器，无人机数据链系统野战检测设备的射频输出电平输出端连接到频谱分析仪输入端口，实现无人机检测设备的校准。
Description
技术领域
本实用新型属于计量校准技术领域，特别是涉及一种无人机数据链系统野战检测设备校准系统。
背景技术
计量是实现单位统一、量值准确可靠的活动。它涉及整个测量领域，并按法律规定，对测量起着指导、监督、保证作用。无人机是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，具有环境适应能力强、自主程度高、非接触、零伤亡、可长时间工作的特点，具有广阔的应用发展前景，是世界各国高度重视的新技术、新方向。无人机数据链系统野战检测设备是对无人机与地面设备数据信息传输性能进行检测的一种设备。针对该设备进行校准方法研究，精准计量设备的各项技术指标，使得对无人机数据信息传输性能的检测更加准确，对无人机的作战能力起到至关重要的作用。
目前对于无人机数据链系统野战检测设备的校准，缺乏有效的计量方法和专用的校准装置，量值溯源问题亟待解决。以上问题制约了计量保障能力和快速机动能力的提升。
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通用无人机数据链系统野战检测设备校准装置，提高了校准准确性。
本实用新型是这样实现的，一种无人机数据链系统野战检测设备校准系统，包括信号发生器、原子频率标准发生器、频谱分析仪、功率放大器以及定向耦合器；原子频率标准发生器产生标准频率输出至信号产生模块，所述信号发生器产生标准输入频率信号，所述信号发生器输出端口连接到无人机数据链系统野战检测设备的输入频率端口；所述信号发生器连接功率放大器，通过所述功率放大器与定向耦合器连接，通过信号发生器、功率放大器、定向耦合器生成标准输入功率信号，定向耦合器输出端连接到无人机数据链系统野战检测设备的大功率输入端口；所述频谱分析仪作为标准电平信号测量仪器，无人机数据链系统野战检测设备的射频输出电平输出端连接到频谱分析仪输入端口。
进一步地，所述原子频率标准发生器为石英晶体频率标准，将10MHz时基信号输入信号发生器的参考频率输入端口，信号发生器的10MHz参考信号输出端口与无人机数据链系统野战检测设备的频率参考输入端口，使信号发生器与无人机数据链系统野战检测设备构成内部锁相环电路实现射频信号频率与时基信号同步。
进一步地，所述定向耦合器采用同轴定向耦合器，通过连接微波功率计，在不同频点下对定向耦合器的耦合端与直通端分别进行测量和标定。
进一步地，所述频谱分析仪采用基于超外差频谱分析的频谱分析仪对无人机数据链系统野战检测设备的输出电平直接进行测量。
进一步地，所述信号发生器、功率放大器、以及微波功率计连接有主控计算机。
本实用新型与现有技术相比，有益效果在于：本新型通过对无人机通过射频输入功率、射频输入频率和射频输出电平进行测量来实现对无人机检测设备的校准，射频输入功率和射频输入频率校准时使用校准装置产生的标准功率信号和标准频率信号输入无人机检测设备进行校准，射频输出电平校准时使用精度更高的电平测量装置对无人机检测设备输出电平进行测量，提高了校准准确性。此外，本新型实现了单系统多量值的计量校准提高了测试仪器的使用率，让校准系统结构更加模块化、操作简易化，简化了校准步骤，提高了校准精度。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的系统结构框图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图1所示，本新型是一种无人机检测设备校准系统，包括主控计算机1、石英晶体频率标准的原子频率标准发生器2、信号发生器3、频谱分析仪4、固态功率放大器5、微波功率计6、定向耦合器7，主控计算机1连接信号发生器3、频谱分析仪4以及微波功率计6，对信号发生器3、频谱分析仪4和微波功率计6实现程控，本新型一个系统实现射频功率、频率和电平三个参数的校准，信号发生器3、固态功率放大器5、微波功率计6、定向耦合器7和待测无人机检测设备8组成射频输入功率校准系统，原子频率标准发生器2、信号发生器3和无人机数据链系统野战检测设备8组成射频输入频率校准系统，频谱分析仪4和待测无人机数据链系统野战检测设备8组成射频输出电平校准系统。
原子频率标准发生器产生标准频率输出至信号产生模块，所述信号发生器产生标准输入频率信号，所述信号发生器输出端口连接到无人机数据链系统野战检测设备的输入频率端口；所述信号发生器连接功率放大器，通过所述功率放大器与定向耦合器连接，通过信号发生器、功率放大器、定向耦合器生成标准输入功率信号，定向耦合器输出端连接到无人机数据链系统野战检测设备的大功率输入端口；所述频谱分析仪作为标准电平信号测量仪器，无人机数据链系统野战检测设备的射频输出电平输出端连接到频谱分析仪输入端口。通过校准系统生成标准射频输入功率、射频输入频率信号与无人机检测设备测量的射频功率和频率信号进行对比实现对无人机检测设备射频功率和射频频率参数的校准，通过校准系统标准电平测量仪器对无人机检测设备输出电平进行测量对无人机检测设备输出电平参数实现校准。
无人机数据链系统野战检测设备射频频率校准系统在校准无人机检测设备输入频率参数时，需要将信号发生器的频率参考设置为外部，将石英晶体频率标准的10MHz时基信号输入信号发生器参考频率输入端口，并连接信号发生器10MHz参考信号输出端口与无人机检测设备频率参考输入端口，使信号发生器与无人机检测设备构成内部锁相环电路实现射频信号频率与时基信号同步，准确度实现同量级，此时信号产生模块输出的射频信号频率准确度和稳定度都很高，可以直接校准无人机数据链系统检测设备的频率准确度。
定向耦合器使用的同轴定向耦合器虽为无源器件，但在实际使用时随着输入信号频率的不断改变，定向耦合器因其耦合频响的不确定度导致耦合度也会发生改变，所以需要在进行射频功率校准前对定向耦合器的耦合度进行标定，在不同频点下采用两个微波功率计对定向耦合器的耦合端与直通端分别进行测量标定，提高射频功率的测量准确度。
本申请采用基于超外差频谱分析的频谱分析仪对无人机检测设备的输出电平直接进行测量，无人机检测设备输出信号为小电平信号，频谱分析仪测量时需首先设置中心频率、频宽、参考电平、输入衰减、前置放大器开关、分辨率带宽等参数，然后等待频谱分析仪显示信号频谱清晰稳定，再对小电平信号的电平大小进行测量。
进行射频输入功率校准时，按图1连接各检测仪器与待检测的无人机检测设备，信号发生器输出信号给功率放大器，将功率放大器增益调节到最大，经过功率放大器功率放大之后将信号给到定向耦合器的输入端，然后将定向耦合器的直通输出端信号输入到无人机检测设备，耦合端信号输入给微波功率计。微波功率计在每次使用前可以对其进行校零+校准操作，使其测量更加准确，然后微波功率计测量的标准测量值经过定向耦合器的标定耦合度计算和插入损耗补偿后得到直通端输出信号功率的标准值，与无人机检测设备在耦合器直通端口测量到的信号功率最对照便可以校准无人机检测设备的射频输入功率。
进行射频输入频率校准时，按图1连接各检测仪器与无人机检测设备，石英晶体频率标准输出10MHz信号的时基信号给信号发生器，信号发生器将参考频率开关设置为外部参考，参考频率默认为10MHz，然后信号发生器将射频信号输入到无人机数据链系统检测设备，再将信号发生器的10MHz参考输出连接到无人机检测设备的参考信号输入端口，通过内部锁相环电路实现射频信号频率与时基信号同步，准确度同量级，提高输入信号频率的准确度。实现对无人机数据链系统检测设备的射频输入频率校准。
进行射频输出电平校准时，按图1连接频谱分析仪与无人机数据链系统野战检测设备。射频输出电平校准采用直接测量法，无人机检测设备输出基础小电平，频谱分析仪可以直接快速的测量基础电平。实现对无人机数据链系统野战检测设备射频输出电平信号的校准。频谱分析仪测量无人机检测仪的射频输出电平时因测量的是小电平信号，所以需要设置一些特定的参数，首先根据输入信号的频率设置中心频率和频宽。中心频率一般与输入信号频率设为相同，频宽则需要设置的尽量小一些，4037B型号的频谱分析仪带宽最小可设为100Hz，一般设置为1kHz进行测量即可精确测量。接下来是设置参考电平，在这因为输入信号的电平大小在-110dBm到-80dBm之间，所以参考电平一般设置为-40dBm或比它更小，这样才能更准确的观察到信号，其次只有参考电平设置为-40dBm以下时，频谱分析仪才能打开前置放大器对小信号进放大测量。其次，要将频谱分析仪的输入衰减设置为0dB，让小信号不再进行衰减，并把分辨率带宽设置的更小一些来降低噪声。当输入信号小于-100dBm时将频谱分析仪的前置放大器开启，或者-80dBm时也可以开启前置放大器，来精确测量结果和提高测量精度。
本实施例中，信号发生器采用Ceyear思仪生产的型号为1435-B的射频矢量信号发生器，信号分析仪采用Ceyear思仪生产的型号为4037B的频谱信号分析仪，功率放大器采用Ceyear思仪生产的型号为3871AT的放大器。定向耦合器采用Ceyear思仪生产的型号82603、82603或80603。微波功率计采用Ceyear思仪生产的型号2438PA的微波数字功率计。原子频率标准发生器采用的型号为SF1642G的石英晶体频率标准发生器。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种无人机数据链系统野战检测设备校准系统，其特征在于，包括信号发生器、原子频率标准发生器、频谱分析仪、功率放大器、微波功率计以及定向耦合器；原子频率标准发生器产生标准频率输出至信号产生模块，所述信号发生器产生标准输入频率信号，所述信号发生器输出端口连接到无人机数据链系统野战检测设备的输入频率端口；所述信号发生器连接功率放大器，通过所述功率放大器与定向耦合器连接，通过信号发生器、功率放大器、定向耦合器、微波功率计生成标准输入功率信号，定向耦合器输出端连接到无人机数据链系统野战检测设备的大功率输入端口；所述频谱分析仪作为标准电平信号测量仪器，无人机数据链系统野战检测设备的射频输出电平输出端连接到频谱分析仪输入端口。
2.按照权利要求1所述的系统，其特征在于，所述原子频率标准发生器为石英晶体频率标准，将10MHz时基信号输入信号发生器的参考频率输入端口，信号发生器的10MHz参考信号输出端口与无人机数据链系统野战检测设备的频率参考输入端口，使信号发生器与无人机数据链系统野战检测设备构成内部锁相环电路实现射频信号频率与时基信号同步。
3.按照权利要求1所述的系统，其特征在于，所述定向耦合器采用同轴定向耦合器，通过连接微波功率计，在不同频点下对定向耦合器的耦合端与直通端分别进行测量进行标定。
4.按照权利要求1所述的系统，其特征在于，所述频谱分析仪采用基于超外差频谱分析的频谱分析仪对无人机数据链系统野战检测设备的输出电平直接进行测量。
5.按照权利要求3所述的系统，其特征在于，所述信号发生器、功率放大器、以及微波功率计连接有主控计算机。
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