本技術(shù)涉及射頻測(cè)試領(lǐng)域，應(yīng)用于機(jī)載cni設(shè)備的射頻綜合測(cè)試過(guò)程，具體涉及一種小型化的射頻綜合測(cè)試模塊。

背景技術(shù)：

1、在現(xiàn)代航空業(yè)內(nèi)，機(jī)載通信導(dǎo)航識(shí)別(cni)系統(tǒng)作為核心裝備之一，對(duì)于確保飛行安全和任務(wù)執(zhí)行效率有著至關(guān)重要的作用。隨著航空技術(shù)的快速發(fā)展，cni系統(tǒng)的復(fù)雜性和集成度不斷提高，其涵蓋了甚高頻/超高頻(v/uhf)通信、衛(wèi)星通信、數(shù)據(jù)鏈、雷達(dá)應(yīng)答器、導(dǎo)航接收器、敵我識(shí)別等多種功能模塊。然而，針對(duì)此類高度集成且技術(shù)先進(jìn)的機(jī)載cni設(shè)備的有效檢測(cè)手段卻未能與之同步發(fā)展，現(xiàn)有的通用臺(tái)式射頻儀器在實(shí)際應(yīng)用中暴露出了一系列局限性，成為制約cni設(shè)備測(cè)試效率、精確度及現(xiàn)場(chǎng)適應(yīng)性的瓶頸。

2、通用臺(tái)式射頻儀器通常設(shè)計(jì)為針對(duì)某一特定射頻參數(shù)或功能進(jìn)行測(cè)試，如單獨(dú)測(cè)量功率、頻率、調(diào)制特性等。這種單一功能的設(shè)計(jì)導(dǎo)致在對(duì)機(jī)載cni設(shè)備進(jìn)行全面檢測(cè)時(shí)，需要使用多種不同類型的儀器，并進(jìn)行頻繁的切換與重新配置。這一過(guò)程不僅耗時(shí)費(fèi)力，而且難以實(shí)現(xiàn)對(duì)cni設(shè)備多模態(tài)、多協(xié)議、多頻段工作特性的綜合、同步測(cè)試，無(wú)法有效模擬設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)下的整體性能。

3、通用臺(tái)式射頻儀器一般基于商業(yè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，對(duì)機(jī)載cni系統(tǒng)涉及的特殊信號(hào)體制的支持有限，難以準(zhǔn)確解析和處理。測(cè)試過(guò)程中，由于儀器與被測(cè)設(shè)備之間信號(hào)兼容性不足，可能導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果失真，甚至無(wú)法完成某些特定功能的驗(yàn)證，嚴(yán)重影響對(duì)cni設(shè)備工作性能的準(zhǔn)確判斷。

4、機(jī)載cni設(shè)備中，對(duì)脈沖信號(hào)和間歇信號(hào)的頻率測(cè)量精度有著極高要求，而通用臺(tái)式射頻儀器受制于硬件設(shè)計(jì)及算法優(yōu)化程度，難以實(shí)現(xiàn)對(duì)這類信號(hào)的亞赫茲級(jí)乃至皮秒級(jí)的高精度測(cè)量。這種精度限制不僅影響對(duì)設(shè)備性能的精確評(píng)估，也可能直接影響飛行安全和任務(wù)執(zhí)行效果。

5、鑒于航空裝備維護(hù)工作的多樣性和外場(chǎng)環(huán)境的特殊性，對(duì)用于機(jī)載cni設(shè)備檢測(cè)的儀器設(shè)備提出了便攜化、小型化的要求。但現(xiàn)有的通用臺(tái)式射頻儀器體積龐大、重量較重，不便于攜帶至飛行甲板、維修車間或野外作業(yè)地點(diǎn)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。這不僅限制了測(cè)試工作的靈活性，也增加了設(shè)備搬運(yùn)、安裝與使用的難度，降低了測(cè)試工作效率。

6、通用臺(tái)式射頻儀器在電磁兼容性方面也存在短板，對(duì)電磁干擾防護(hù)能力有限，同時(shí)其工作溫度范圍、防水防塵等級(jí)、抗沖擊振動(dòng)性能等指標(biāo)也難以滿足嚴(yán)苛的航空外場(chǎng)環(huán)境要求，嚴(yán)重時(shí)甚至無(wú)法正常進(jìn)行測(cè)試，因儀器工作異常而影響測(cè)試進(jìn)程。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、基于背景技術(shù)中的現(xiàn)狀，本實(shí)用新型為了解決通用臺(tái)式射頻儀器在機(jī)載cni系統(tǒng)綜合測(cè)試場(chǎng)景下存在的諸多局限性問(wèn)題，提出了一種小型化的射頻綜合測(cè)試模塊。該模塊不僅適用于機(jī)載cni設(shè)備實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的科研生產(chǎn)調(diào)試，更適用于cni設(shè)備的外場(chǎng)維修測(cè)試保障，集多種射頻測(cè)試功能于一體，從而降低了用戶的使用成本，提高了用戶的射頻測(cè)試效率。

2、本實(shí)用新型采用了以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)目的：

3、一種小型化的射頻綜合測(cè)試模塊，包括射頻子模塊和中頻采集與數(shù)字信號(hào)處理子模塊；射頻子模塊包括功率檢波單元和混頻器，功率檢波單元和混頻器均接收射頻信號(hào)輸入；中頻采集與數(shù)字信號(hào)處理子模塊包括檢波adc、中頻adc、音頻adc、fpga和dsp，檢波adc與功率檢波單元相連接，中頻adc與混頻器相連接，音頻adc接收音頻信號(hào)輸入；檢波adc、中頻adc、音頻adc均連接至fpga，fpga還與dsp相連接；射頻子模塊和中頻采集與數(shù)字信號(hào)處理子模塊整體封裝在外殼內(nèi)。

4、具體的，中頻采集與數(shù)字信號(hào)處理子模塊還包括通信接口，dsp通過(guò)通信接口連接至上位機(jī)。

5、優(yōu)選的，射頻子模塊還包括lna單元，射頻信號(hào)經(jīng)過(guò)lna單元后分別輸入功率檢波單元和混頻器。

6、進(jìn)一步的，射頻子模塊還包括可調(diào)諧本振單元，可調(diào)諧本振單元與混頻器相連接；可調(diào)諧本振單元用于產(chǎn)生掃頻本振信號(hào)。

7、具體的，可調(diào)諧本振單元包括參考時(shí)鐘電路、掃頻本振電路、固定本振電路和ad時(shí)鐘電路；參考時(shí)鐘電路包括恒溫晶振，恒溫晶振通過(guò)鎖相vcxo方式作為掃頻本振電路和固定本振電路的參考時(shí)鐘；掃頻本振電路具有寬帶vco，固定本振電路具有窄帶vco；掃頻本振電路和固定本振電路的鎖相環(huán)路均采用三階無(wú)源電路，環(huán)路濾波均采用三階有源濾波；ad時(shí)鐘電路的壓控振蕩器為集成有鑒相器的鎖相環(huán)芯片。

8、進(jìn)一步的，功率檢波單元包括射頻開關(guān)、一條峰值功率測(cè)量電路和三條平均功率測(cè)量電路；射頻開關(guān)與fpga相連接，用于接收射頻控制指令；峰值功率測(cè)量電路用于對(duì)脈沖信號(hào)進(jìn)行峰值功率測(cè)量，平均功率測(cè)量電路采用對(duì)數(shù)檢波方式，用于對(duì)窄帶信號(hào)進(jìn)行平均功率測(cè)量。

9、優(yōu)選的，中頻采集與數(shù)字信號(hào)處理子模塊還包括抗混疊濾波器，混頻器通過(guò)抗混疊濾波器連接至中頻adc。

10、具體的，fpga包括第一數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)單元、第二數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)單元、ddc與濾波抽取單元和射頻控制單元；音頻adc連接第一數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)單元，檢波adc連接第二數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)單元，中頻adc連接ddc與濾波抽取單元；射頻控制單元與射頻子模塊相連接，用于輸出射頻控制指令。

11、具體的，fpga與dsp之間通過(guò)emifa總線相連接；dsp包括音頻分析校正單元、功率計(jì)算校正單元和fft與載頻計(jì)算單元；音頻分析校正單元連接第一數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)單元，功率計(jì)算校正單元連接第二數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)單元，fft與載頻計(jì)算單元連接ddc與濾波抽取單元。

12、具體的，外殼上設(shè)置有射頻接口和音頻接口，射頻接口與lna單元相連接，音頻接口通過(guò)音頻通道選擇單元分別連接音頻adc、音頻dac和音頻放大單元；音頻dac和音頻放大單元均連接至fpga。

13、綜上所述，由于采用了本技術(shù)方案，本實(shí)用新型的有益效果如下：

14、1、高度綜合化、一體化、小型化和集成化設(shè)計(jì)：本實(shí)用新型的射頻綜合測(cè)試模塊，在有限的重量和體積下可完成“功率測(cè)量、頻率測(cè)量、音頻分析、調(diào)制度分析和調(diào)制頻偏分析”五大測(cè)試功能，從而實(shí)現(xiàn)多體制信號(hào)的性能測(cè)試過(guò)程。這一設(shè)計(jì)既減少了設(shè)備體積，解決了傳統(tǒng)外場(chǎng)測(cè)試保障中的便攜化和小型化問(wèn)題，也大大降低了運(yùn)行能耗及生產(chǎn)和使用成本，簡(jiǎn)化了操作流程及外部連線關(guān)系，降低了對(duì)使用人員水平的要求及人力成本，提高了設(shè)備的可靠性。

15、2、通過(guò)射頻綜合測(cè)試模塊的中頻分析可實(shí)現(xiàn)寬帶信號(hào)采集、高速信號(hào)處理和數(shù)字信號(hào)解調(diào)。本實(shí)用新型在此基礎(chǔ)上降低了采樣帶寬，可實(shí)現(xiàn)后續(xù)過(guò)程的高精度頻率測(cè)量。

16、3、本實(shí)用新型具有很好的通用性與擴(kuò)展性，可方便的安裝于各類加固機(jī)箱中，帶來(lái)操作簡(jiǎn)單、使用靈活的特點(diǎn)。因此，本實(shí)用新型既能作為獨(dú)立的模塊化儀器使用，也能集成至測(cè)試設(shè)備或測(cè)試系統(tǒng)中使用，具有廣闊的使用場(chǎng)景。由于fpga技術(shù)和dsp技術(shù)的運(yùn)用，本實(shí)用新型也可順利實(shí)現(xiàn)不同功能的擴(kuò)展，以匹配實(shí)際測(cè)試任務(wù)的需求。在此基礎(chǔ)上，本實(shí)用新型的成本不到同等規(guī)模功能的傳統(tǒng)商業(yè)儀器的一半，因此使其擁有了更多潛在的測(cè)試對(duì)象，市場(chǎng)規(guī)?？傻玫匠杀对鲩L(zhǎng)，經(jīng)濟(jì)效益較高。

17、4、本實(shí)用新型具有能夠滿足多個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景的寬泛環(huán)境適應(yīng)性，可以在模塊組成基礎(chǔ)上進(jìn)行電磁兼容性設(shè)計(jì)，使射頻綜合測(cè)試模塊的外場(chǎng)適應(yīng)能力更強(qiáng)，應(yīng)用場(chǎng)景更加廣泛，也就帶來(lái)了更好的應(yīng)用前景。