本發(fā)明涉及衛(wèi)星通信領(lǐng)域，特別是指一種具備自檢功能的寬帶波束跳變模擬器。

背景技術(shù)：

1、隨著衛(wèi)星通信的發(fā)展，在軌衛(wèi)星數(shù)量越來越多，數(shù)據(jù)傳輸速率越來越高，星地頻率使用越來越緊張，空間信號(hào)干擾也越來越嚴(yán)重。為了解決用頻緊張、頻率干擾等問題，衛(wèi)星通信的波束使用方式由傳統(tǒng)機(jī)械點(diǎn)波束向相控陣天線跳變波束轉(zhuǎn)變。相控陣天線的波束跳變功能與系統(tǒng)結(jié)合緊密，其波束跳變控制、信號(hào)轉(zhuǎn)換均是由星地系統(tǒng)決定，在星地系統(tǒng)功能聯(lián)調(diào)聯(lián)試過程中離不開波束跳變功能，若使用相控陣天線構(gòu)建無線波束跳變聯(lián)試環(huán)境，聯(lián)試系統(tǒng)將很復(fù)雜且對(duì)聯(lián)試環(huán)境要求很高，因此急需設(shè)計(jì)一種可模擬和代替相控陣天線波束跳變功能的設(shè)備。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提出一種具備自檢功能的寬帶波束跳變模擬器。本發(fā)明具有頻帶寬、上下行獨(dú)立跳變切換、硬件可自檢的特點(diǎn)。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

3、一種具備自檢功能的寬帶波束跳變模擬器，包括上行跳變切換與自檢單元1、下行跳變切換與自檢單元2、監(jiān)控單元3、電源模塊6以及校準(zhǔn)源7；

4、所述上行跳變切換與自檢單元1包括上行校準(zhǔn)信號(hào)輸入端口、m個(gè)上行信號(hào)輸入端口、上行控制信號(hào)輸入端口、上行校準(zhǔn)信號(hào)檢波輸出端口與上行信號(hào)輸出端口；

5、所述下行跳變切換與自檢單元2包括下行校準(zhǔn)信號(hào)輸入端口、下行信號(hào)輸入端口、下行控制信號(hào)輸入端口、下行校準(zhǔn)信號(hào)檢波輸出端口與m個(gè)下行信號(hào)輸出端口；

6、所述校準(zhǔn)源7輸出兩路相同的校準(zhǔn)信號(hào)，分別傳輸至上行跳變切換與自檢單元1與下行跳變切換與自檢單元2；還輸出一路校準(zhǔn)源狀態(tài)上報(bào)信號(hào)至監(jiān)控單元3；

7、所述監(jiān)控單元3包括外部交互端口、上行控制信號(hào)輸出端口、下行控制信號(hào)輸出端口、校準(zhǔn)信號(hào)輸入端口、上行校準(zhǔn)信號(hào)檢波輸入端口與下行校準(zhǔn)信號(hào)檢波輸入端口；所述外部交互端口用于接收外部指令，并將當(dāng)前寬帶波束跳變模擬器的工作狀態(tài)上報(bào)給外部設(shè)備，所述指令包括自檢模式與波束跳變模式的切換以及端口的選擇；

8、所述上行控制信號(hào)輸出端口用于將接收到的指令輸出至上行跳變切換與自檢單元1，所述下行控制信號(hào)輸出端口用于將接收到的指令輸出至下行跳變切換與自檢單元2；所述校準(zhǔn)信號(hào)輸入端口用于接收校準(zhǔn)源7輸出的一路校準(zhǔn)源狀態(tài)上報(bào)信號(hào)，用于監(jiān)測校準(zhǔn)源工作狀態(tài)；

9、所述上行校準(zhǔn)信號(hào)檢波輸入端口用于接收上行跳變切換與自檢單元1輸出的上行校準(zhǔn)信號(hào)檢波信息，所述下行校準(zhǔn)信號(hào)檢波輸入端口用于接收下行跳變切換與自檢單元2輸出的下行校準(zhǔn)信號(hào)檢波信息；

10、監(jiān)控單元3將上行校準(zhǔn)信號(hào)檢波信息或下行校準(zhǔn)信號(hào)檢波信息與內(nèi)部存儲(chǔ)的校準(zhǔn)信號(hào)電平基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，完成上行跳變切換與自檢單元1或下行跳變切換與自檢單元2的硬件自檢；

11、針對(duì)上行跳變切換與自檢單元1，上行校準(zhǔn)信號(hào)輸入端口接收校準(zhǔn)源7輸出的一路校準(zhǔn)信號(hào)，m個(gè)上行信號(hào)輸入端口分別接收一路上行輸入信號(hào)；上行控制信號(hào)輸入端口接收監(jiān)控單元3的上行控制信號(hào)輸出端口傳輸?shù)闹噶睿M(jìn)行自檢模式與波束跳變模式的切換以及端口的選擇；當(dāng)切換至自檢模式時(shí)，上行校準(zhǔn)信號(hào)檢波輸出端口輸出校準(zhǔn)信號(hào)經(jīng)過上行跳變切換與自檢單元1后的檢波信息；當(dāng)切換至波束跳變模式時(shí)，根據(jù)指令控制上行信號(hào)輸出端口輸出其中一路上行輸入信號(hào)；

12、針對(duì)下行跳變切換與自檢單元2，下行校準(zhǔn)信號(hào)輸入端口接收校準(zhǔn)源7輸出的一路校準(zhǔn)信號(hào)，下行信號(hào)輸入端口接收下行輸入信號(hào)；下行控制信號(hào)輸入端口接收監(jiān)控單元3的下行控制信號(hào)輸出端口傳輸?shù)闹噶?，進(jìn)行自檢模式與波束跳變模式的切換以及端口的選擇；當(dāng)切換至自檢模式時(shí)，下行校準(zhǔn)信號(hào)檢波輸出端口輸出校準(zhǔn)信號(hào)經(jīng)過下行跳變切換與自檢單元2后的檢波信息；當(dāng)切換至波束跳變模式時(shí)，根據(jù)指令控制其中一個(gè)下行信號(hào)輸出端口輸出下行輸入信號(hào)；

13、所述電源模塊6連接外部電源，用于上行跳變切換與自檢單元1、下行跳變切換與自檢單元2與監(jiān)控單元3的供電。

14、進(jìn)一步地，所述上行跳變切換與自檢單元1包括上行輸入同軸開關(guān)101、上行校準(zhǔn)信號(hào)功分器102、校準(zhǔn)信號(hào)負(fù)載103、上行開關(guān)單元104、上行輸出同軸開關(guān)105、上行校準(zhǔn)信號(hào)濾波器106以及上行檢波器107；

15、所述上行輸入同軸開關(guān)101與上行輸出同軸開關(guān)105均包括一個(gè)信號(hào)輸入端口、一個(gè)信號(hào)控制端口與兩個(gè)信號(hào)輸出端口；

16、所述上行輸入同軸開關(guān)101的信號(hào)輸入端口即為上行跳變切換與自檢單元1的上行校準(zhǔn)信號(hào)輸入端口；上行輸入同軸開關(guān)101的第一信號(hào)輸出端口連接上行校準(zhǔn)信號(hào)功分器102的信號(hào)輸入端口，上行輸入同軸開關(guān)101的第二信號(hào)輸出端口連接校準(zhǔn)信號(hào)負(fù)載103；

17、所述上行校準(zhǔn)信號(hào)功分器102包括m個(gè)信號(hào)輸出端口；

18、所述上行開關(guān)單元104包括2m個(gè)信號(hào)輸入端口、m路信號(hào)通道、一個(gè)信號(hào)控制端口與一個(gè)信號(hào)輸出端口；上行開關(guān)單元104的m個(gè)信號(hào)輸入端口連接上行校準(zhǔn)信號(hào)功分器102的m個(gè)信號(hào)輸出端口，其余m個(gè)信號(hào)輸入端口即為上行跳變切換與自檢單元1的上行信號(hào)輸入端口；上行校準(zhǔn)信號(hào)功分器102輸出的一路校準(zhǔn)信號(hào)與一路上行輸入信號(hào)共用一路信號(hào)通道，上行開關(guān)單元104的信號(hào)控制端口接收監(jiān)控單元3的上行控制信號(hào)輸出端口傳輸?shù)闹噶?，?dāng)切換至自檢模式時(shí)，上行開關(guān)單元104每隔固定時(shí)間依次選通一路信號(hào)通道，并通過信號(hào)輸出端口進(jìn)行輸出；當(dāng)切換至波束跳變模式時(shí)，上行開關(guān)單元104根據(jù)指令控制選通其中一路信號(hào)通道，并通過信號(hào)輸出端口進(jìn)行輸出；

19、上行開關(guān)單元104的信號(hào)輸出端口連接上行輸出同軸開關(guān)105的信號(hào)輸入端口，上行輸出同軸開關(guān)105的第一信號(hào)輸出端口連接上行校準(zhǔn)信號(hào)濾波器106的信號(hào)輸入端口，上行輸出同軸開關(guān)105的第二信號(hào)輸出端口即為上行跳變切換與自檢單元1的上行信號(hào)輸出端口；

20、上行輸入同軸開關(guān)101與上行輸出同軸開關(guān)105均通過信號(hào)控制端口接收監(jiān)控單元3的上行控制信號(hào)輸出端口傳輸?shù)闹噶睿?dāng)切換至自檢模式時(shí)，上行輸入同軸開關(guān)101與上行輸出同軸開關(guān)105均切換至第一信號(hào)輸出端口進(jìn)行輸出，當(dāng)切換至波束跳變模式時(shí)，上行輸入同軸開關(guān)101與上行輸出同軸開關(guān)105均切換至第二信號(hào)輸出端口進(jìn)行輸出；

21、所述上行校準(zhǔn)信號(hào)濾波器106用于選通校準(zhǔn)信號(hào)，隔離上行輸入信號(hào)，上行校準(zhǔn)信號(hào)濾波器106的信號(hào)輸出端口連接上行檢波器107的信號(hào)輸入端口；

22、所述上行檢波器107的信號(hào)輸出端口即為上行跳變切換與自檢單元1的上行校準(zhǔn)信號(hào)檢波輸出端口。

23、進(jìn)一步地，所述下行跳變切換與自檢單元2包括下行同軸開關(guān)201、下行開關(guān)單元202、下行校準(zhǔn)信號(hào)合路器203、下行校準(zhǔn)信號(hào)濾波器204以及下行檢波器205；

24、所述下行同軸開關(guān)201包括兩個(gè)信號(hào)輸入端口、一個(gè)信號(hào)控制端口與一個(gè)信號(hào)輸出端口，下行同軸開關(guān)201的第一信號(hào)輸入端口即為下行跳變切換與自檢單元2的下行校準(zhǔn)信號(hào)輸入端口，下行同軸開關(guān)201的第二信號(hào)輸入端口即為下行跳變切換與自檢單元2的下行信號(hào)輸入端口；下行同軸開關(guān)201通過信號(hào)控制端口接收監(jiān)控單元3的下行控制信號(hào)輸出端口傳輸?shù)闹噶?，?dāng)切換至自檢模式時(shí)，下行同軸開關(guān)201切換至第一信號(hào)輸入端口進(jìn)行輸入，當(dāng)切換至波束跳變模式時(shí)，下行同軸開關(guān)201切換至第二信號(hào)輸入端口進(jìn)行輸入；

25、所述下行校準(zhǔn)信號(hào)合路器203包括m個(gè)信號(hào)輸入端口；

26、所述下行開關(guān)單元202包括一個(gè)信號(hào)輸入端口，一個(gè)信號(hào)控制端口、m路信號(hào)通道與2m個(gè)信號(hào)輸出端口；下行開關(guān)單元202的信號(hào)輸入端口連接下行同軸開關(guān)201的信號(hào)輸出端口，下行開關(guān)單元202的m個(gè)信號(hào)輸出端口連接下行校準(zhǔn)信號(hào)合路器203的m個(gè)信號(hào)輸入端口，其余m個(gè)信號(hào)輸出端口即為下行跳變切換與自檢單元2的下行信號(hào)輸出端口；下行開關(guān)單元202輸出至下行校準(zhǔn)信號(hào)合路器203的一路校準(zhǔn)信號(hào)與一路下行輸出信號(hào)共用一路信號(hào)通道；下行開關(guān)單元202的信號(hào)控制端口接收監(jiān)控單元3的下行控制信號(hào)輸出端口傳輸?shù)闹噶睿?dāng)切換至自檢模式時(shí)，下行開關(guān)單元202每隔固定時(shí)間依次選通一路信號(hào)通道，并將校準(zhǔn)信號(hào)傳輸至該路信號(hào)通道所對(duì)應(yīng)的下行校準(zhǔn)信號(hào)合路器203的信號(hào)輸入端口；當(dāng)切換至波束跳變模式時(shí)，下行開關(guān)單元202根據(jù)指令控制選通其中一路信號(hào)通道，并將下行輸入信號(hào)傳輸至該路信號(hào)通道所對(duì)應(yīng)的下行信號(hào)輸出端口；

27、所述下行校準(zhǔn)信號(hào)合路器203的信號(hào)輸出端口連接下行校準(zhǔn)信號(hào)濾波器204的信號(hào)輸入端口；所述下行校準(zhǔn)信號(hào)濾波器204用于選通校準(zhǔn)信號(hào)，隔離雜波，下行校準(zhǔn)信號(hào)濾波器204的信號(hào)輸出端口連接下行檢波器205的信號(hào)輸入端口；

28、所述下行檢波器205的信號(hào)輸出端口即為下行跳變切換與自檢單元2的下行校準(zhǔn)信號(hào)檢波輸出端口。

29、進(jìn)一步地，所述校準(zhǔn)信號(hào)與上行輸入信號(hào)以及下行輸入信號(hào)的頻率均不相同。

30、進(jìn)一步地，還包括按鍵4與液晶顯示屏5；

31、監(jiān)控單元3還包括按鍵接收端口與液晶顯示屏交互端口，當(dāng)監(jiān)控單元3的外部交互端口沒有連接外部設(shè)備時(shí)，監(jiān)控單元3通過按鍵接收端口接收按鍵4輸入的指令，所述指令包括自檢模式與波束跳變模式的切換以及端口的選擇；監(jiān)控單元3通過液晶顯示屏交互端口將當(dāng)前寬帶波束跳變模擬器的工作狀態(tài)上報(bào)給液晶顯示屏5，并接收液晶顯示屏5的顯示反饋信息。

32、由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果在于：

33、1、本發(fā)明寬帶波束跳變模擬器，可將外部指令信息轉(zhuǎn)化為特定的通道切換指令，實(shí)現(xiàn)了星地系統(tǒng)功能聯(lián)調(diào)聯(lián)試環(huán)境所需要的波束跳變功能。

34、2、本發(fā)明內(nèi)部核心器件上行開關(guān)單元和下行開關(guān)單元具備快速切換功能，開關(guān)硬件切換時(shí)間不超過100ns，所模擬的衛(wèi)星波束跳變總響應(yīng)時(shí)長也可配置，真實(shí)模擬星載相控陣天線的波束捷變過程。

35、3、本發(fā)明通過對(duì)校準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行檢波，可實(shí)現(xiàn)硬件自檢功能，檢測上行開關(guān)單元和下行開關(guān)單元中每個(gè)信號(hào)通道的工作狀態(tài)。