專利名稱：極高頻微波通信測試系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微波通信測試系統(tǒng)，特別是一種極高頻微波通信測試系統(tǒng)，可用 于對極高頻微波通信的信號質(zhì)量、場強(qiáng)覆蓋進(jìn)行測試。
背景技術(shù)：
隨著城市化和城市群的高速發(fā)展，人們工作、生活節(jié)奏的加快，高速磁浮、高速鐵 路的快捷給人們帶來了很大的方便，而隨著人們對于數(shù)字視頻業(yè)務(wù)等高速帶寬業(yè)務(wù)的需 求，在高速行駛中的軌道上的列車無線通信帶寬卻受到了限制。為此，極高頻微波通信被作 為寬帶無線通信手段開始應(yīng)用于高速軌道通信系統(tǒng)。無線通信系統(tǒng)傳輸性能測試非常重要，系統(tǒng)性能是無線電基站布局與設(shè)計的基 礎(chǔ)。極高頻微波波段的場強(qiáng)測試儀器目前主要使用網(wǎng)絡(luò)分析儀以及頻譜儀，這些儀器具有 較高的精度，但因儀器笨重，工作條件苛刻，沒有配套使用的天線云臺，需要專業(yè)人員操作， 沒有根據(jù)移動測量開發(fā)現(xiàn)場使用的界面等等缺陷，不能滿足現(xiàn)場極高頻微波測試，特別是 高速列車的通信系統(tǒng)的極高頻微波測試，主要用于實驗室使用。國內(nèi)外通信公司也開發(fā)了極高頻微波通信模塊，由于用于通信，對其增益要求較 高，具有自動增益控制，不能作為測量設(shè)備使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對極高頻微波的測試要求，提供一種極高頻微波通信測試系 統(tǒng)。該測試系統(tǒng)接收靈敏度高，可以對極高頻微波的頻譜、場強(qiáng)進(jìn)行測量、存儲、處理及顯 示，實現(xiàn)極高頻微波信號的高精度測試與分析。為達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案
一種極高頻微波通信測試系統(tǒng)，其特征在于，該通信測試系統(tǒng)包含一個信號接收處理 單元；一個與信號接收處理單元通過信號電纜連接的頻譜測量單元；一個與頻譜測量單元 通過以太網(wǎng)連接的數(shù)據(jù)處理單元；一個定位單元通過通信電纜與數(shù)據(jù)處理單元聯(lián)接；一個 用于安裝信號接收處理接收單元的接收平臺。上述各單元組成及功能如下
信號接收處理單元該單元包含接收天線、射頻前置放大器及微波變頻模塊。接收天線 用于接收微波無線信號，根據(jù)實際需要選用合適的半功率角和增益。射頻前置放大器與接 收天線波導(dǎo)聯(lián)接，直接放大微波射頻信號。微波變頻模塊與射頻前置放大器波導(dǎo)聯(lián)接，將放 大后的微波射頻信號與本振信號混頻并濾波，輸出中頻信號。頻譜測量單元該單元采用高精度便攜式頻譜儀，通過信號電纜與信號接收處理 單元連接，接收信號接收處理單元輸出的中頻信號。頻譜儀可以監(jiān)測、測量、并分析接收信 號和頻譜環(huán)境，測量結(jié)果可以保存在內(nèi)部存儲器、外置存儲卡上，也可以通過儀表的USB或 者以太網(wǎng)端口下載到PC上。定位單元定位單元可以是GPS定位模塊或列車?yán)锍虄x表等，通過通信電纜與數(shù)據(jù)處理單元聯(lián)接，提供數(shù)據(jù)測量時的位置信息，為場強(qiáng)覆蓋移動即時測量提供支持。數(shù)據(jù)處理單元數(shù)據(jù)處理單元與頻譜測量單元采用以太網(wǎng)聯(lián)接，由便攜式計算機(jī) 采用專用微波信號測試系統(tǒng)控制軟件，可以對頻譜進(jìn)行遙控操作，可以在線設(shè)定測量的頻 率、范圍、測量時間間隔等，實現(xiàn)無線信號的頻譜測量，給點信道場強(qiáng)值的定時記錄，根據(jù)需 要可以同時跟蹤多個信道的場強(qiáng)信號，具有保存、查看測量歷史記錄等功能，控制軟件界面 與功能根據(jù)實際現(xiàn)場條件確定，以滿足極高頻微波通信系統(tǒng)測試的特定要求。接收平臺信號接收處理單元安裝于接收平臺上，該平臺可以從水平和垂直兩個 方向?qū)邮战嵌染_調(diào)節(jié)。極高頻微波由接收天線接收后，先經(jīng)射頻前置放大器進(jìn)行功率放大，再經(jīng)變頻模 塊變?yōu)橹蓄l并濾波后，輸出降頻后易處理的中頻信號至便攜式頻譜儀，由頻譜儀完成信號 的頻域分析，頻譜儀同時接收定位單元的位置信息，并將數(shù)據(jù)傳給數(shù)據(jù)處理單元，數(shù)據(jù)處理 單元可遙控頻譜儀，并完成場強(qiáng)測量、圖形顯示、多點跟蹤等較為復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理操作。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下顯而易見的突出實質(zhì)性特點和顯著優(yōu)點本 發(fā)明為極高頻微波通信系統(tǒng)的測試提供了一種適合現(xiàn)場使用的測試系統(tǒng)，可以實現(xiàn)極高頻 微波信號的高精度測試與分析。該系統(tǒng)可以應(yīng)用于磁浮、鐵路極高頻微波通信測試，為軌道 交通建設(shè)、運行維護(hù)的基站布點、基站功率、基站天線、車載天線等參數(shù)的調(diào)整提供測量設(shè) 備，也可以為極高頻微波通信電磁干擾測試提供測量設(shè)備。


附圖1為本發(fā)明的極高頻微波通信測試系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖； 附圖2為本發(fā)明的極高頻微波通信測試系統(tǒng)的信號處理流程圖。
具體實施例方式本發(fā)明的優(yōu)選實施例結(jié)合

如下參見附圖1，本極高頻微波通信測 試系統(tǒng)擬用于高速軌道交通極高頻微波通信的信號覆蓋測試，實現(xiàn)沿線頻譜和場強(qiáng)分布的 數(shù)據(jù)記錄、存儲、處理和人機(jī)交互等功能。如圖1所示，本發(fā)明的極高頻微波通信測試系統(tǒng) 包含
信號接收處理單元1 ；
與信號接收處理單元ι通過信號電纜連接的頻譜測量單元2 ； 與頻譜測量單元2通過通信電纜連接的定位單元3 ； 與頻譜測量單元2通過以太網(wǎng)連接的數(shù)據(jù)處理單元4 ； 用于安裝信號接收處理接收單元1的接收平臺5。上述信號接收處理單元1包含接收微波無線信號的天線11、射頻前置放大器12及 微波變頻模塊13。其中天線11配置標(biāo)準(zhǔn)天線3種，參數(shù)為
直線基站角錐天線E面半功率寬度4. 6度，增益30dBi ； 彎道基站角錐天線E面半功率寬度15度，增益20dBi ； 車載角錐天線E面半功率寬度30度，增益SdBi。射頻前置放大器12與接收天線波導(dǎo)11聯(lián)接，直接放大微波射頻信號，放大倍數(shù)為 20dB。
微波變頻模塊13，與射頻前置放大器12波導(dǎo)聯(lián)接，將放大后的微波射頻信號與本 振信號混頻并濾波，輸出下變頻信號。變頻模塊參數(shù)如下
輸入頻率范圍26. 5-40 GHz 諧波次數(shù)8 變頻損耗28 dB 變頻頻響士 2. 828 dB 噪聲電平(RBW=IKHz) -108 下變頻模塊的工作頻段0-2. OG 本振功率范圍12-18 dBm 本振頻率4. 71GHz
頻譜測量單元2采用高精度便攜式頻譜儀，通過信號電纜與信號接收處理單元1連接， 接收信號接收處理單元1輸出的下變頻信號。便攜式頻譜儀主要技術(shù)指標(biāo)如下 頻率范圍:9kHz - 13 GHz 測量幅度范圍_163dBm - +30dBm 絕對測量誤差士 1.75 dB 最小顯示噪聲底電平_163dBm
頻率起伏響應(yīng)士 1. 0 dB 內(nèi)置衰減器0 to 65 dB / 5 dB步進(jìn) 分辨率帶寬RBW :1Hz - 3 MHz
定位單元3采用高精度GPS定位模塊，移動定位精度在5米以內(nèi)，為場強(qiáng)覆蓋移動即時 測量提供支持。數(shù)據(jù)處理單元4采用高性能便攜式計算機(jī)，并采用專用數(shù)據(jù)控制軟件，可以在線 設(shè)定測量的頻率、范圍、測量時間間隔等，可以同時跟蹤兩個信道的場強(qiáng)信號，頻譜數(shù)據(jù)采 集刷新速度可以達(dá)到2次/秒，并具有保存、查看測量歷史記錄等功能。接收平臺5用于安裝信號接收處理單元1，采用直角架來放置兩個旋轉(zhuǎn)臺，分別進(jìn) 行水平和俯仰旋轉(zhuǎn)，可以對接收天線角度進(jìn)行調(diào)整。信號接收處理單元1安裝在垂直轉(zhuǎn)臺 上，直角架通過水平轉(zhuǎn)臺安裝在三角架上。本極高頻微波通信測試系統(tǒng)的信號處理流程圖如附圖2所示。極高頻微波通信信 號由接收天線接收，經(jīng)射頻前置放大器進(jìn)行功率放大，再經(jīng)變頻模塊混頻濾波，輸出中頻信 號至便攜式頻譜儀，頻譜儀同時接收定位單元的位置信息，數(shù)據(jù)處理單元可遙控頻譜儀，并 完成場強(qiáng)測量、圖形顯示、多點跟蹤等較為復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理操作。
權(quán)利要求
1.一種極高頻微波通信測試系統(tǒng)，其特征在于該通信測試系統(tǒng)包含a.一個信號接收處理單元(1);b.一個與信號接收處理單元(1)通過信號電纜連接的頻譜測量單元(2)；c.一個與頻譜測量單元(2)通過以太網(wǎng)連接的數(shù)據(jù)處理單元(4)；d.一個定位單元(3)通過通信電纜與數(shù)據(jù)處理單元(4)聯(lián)接；e.一個用于安裝信號接收處理接收單元(1)的接收平臺(5)。
2.如權(quán)利要求1所述的極高頻微波通信測試系統(tǒng)，其特征在于所述的信號接收處理單 元(1)包含a.一個接收微波無線信號的天線(11);b.一個射頻前置放大器(12)，與接收天線波導(dǎo)聯(lián)接，直接放大微波射頻信號；c.一個微波變頻模塊(13)，與射頻前置放大器波導(dǎo)聯(lián)接，將放大后的微波射頻信號與 本振信號混頻并濾波，輸出下變頻信號；信號接收處理單元(1)安裝于接收平臺(5)上，該 平臺可以從水平和垂直兩個方向?qū)邮战嵌染_調(diào)節(jié)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種極高頻微波通信測試系統(tǒng)，該通信測試系統(tǒng)包含信號接收處理單元；頻譜測量單元；定位單元；數(shù)據(jù)處理單元；接收平臺。信號接收處理單元包含接收天線、射頻前置放大器及微波變頻模塊，安裝于接收平臺上，該平臺可以從水平和垂直兩個方向?qū)邮战嵌染_調(diào)節(jié)；頻譜測量單元采用高精度便攜式頻譜儀，通過信號電纜與信號接收處理單元連接；定位單元通過通信電纜與數(shù)據(jù)處理單元聯(lián)接，提供位置信息；數(shù)據(jù)處理單元與頻譜測量單元采用以太網(wǎng)聯(lián)接，由便攜式計算機(jī)采用專用軟件對頻譜測量單元的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲、處理及顯示。該測試系統(tǒng)全部按照現(xiàn)場條件設(shè)計，接收靈敏度高，可以實現(xiàn)極高頻微波信號的高精度測試。
文檔編號H04B17/00GK102075265SQ201010607740
公開日2011年5月25日 申請日期2010年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月28日
發(fā)明者田金鵬, 趙恒凱, 鄭國莘 申請人:上海大學(xué)