[发明专利]卫星地面站中频信号频谱自动监测分析仪

权利要求书

1.卫星地面站中频信号频谱自动监测分析仪，其特征在于：由频谱信息采集模块、机箱 和电源三部分组成；机箱内设有固定频谱信息采集模块的滑轨槽，机箱前面板上设有频谱信 息采模块的状态指示面板和总电源开关；

所述频谱信息采集模块，由频谱信息采集卡(1)、状态指示面板(2)、屏蔽壳(3)、滑 轨(4)组成；频谱信息采集卡(1)固定在屏蔽壳(3)内，状态指示面板(2)固定在屏蔽 壳(3)外侧，滑轨(4)固定在屏蔽壳(3)之上下两侧；频谱信息采集卡(1)上设有中频 信号输入接口(5)，通信接口(6)，电源接口(7)。

2.根据权利要求1所述频谱自动监测分析仪，其特征在于：频谱信息采集模块为一块或 多个模块。

3.根据权利要求1所述频谱自动监测分析仪，其特征在于：频谱信息采集卡(1)由单片 机、衰减电阻、放大器、带通滤波器、数字频率合成器、锁相环电路、二级混频、四选一模 拟开关、窄带滤波器、对数变换器、A/D转换模块、串行同步/异步通信模块构成；单片机 控制着数字频率合成器、四选一模拟开关、A/D转换模块、串行同步/异步通信模块；四选 一模拟开关在单片机的控制下对四只窄带滤波器进行选择切换，以不同的分辨率带宽将信号 输入对数变换器；对数变换器将接收到的信号进行对数变换，然后输出一个幅度与之相对应 的直流电压信号；A/D转换模块将输入的经放大的直流电压信号转换为相应的数字信号供单 片机处理；串行同步/异步通信模块将单片机处理后的测试结果字符串经通信接口(6)发送 到上位机；带通滤波器抑制噪声和杂散等干扰；衰减电阻、放大器为输入输出提供电平匹配。

4.根据权利要求3所述频谱自动监测分析仪，其特征在于，频谱信息采集卡(1)的软 件部分，通过单片机执行如下程序：

1)加电后，进行初始化；

2)串口接收上位机发来的测试指令；

3)分析测试指令，提取各个参数；

4)计算起始频率，终止频率；

5)以起始频率为起点，以步距为单位，以终止频率为终点，逐步进行频率扫描；

6)根据扫描点频率值计算并设置DDS控制字，计算中涉及到的公式(F_LO1＝Fin＝(M+1) ×Fr/(R+1)、Fr＝(ΔPhase×System Clock)/2³²、F_LO1＝F_IF1+F_RE1)；

7)等待频率合成器稳定后，启动AD转换，对经混频、对数变换、放大后的待测信号采 样并转换成相应数字值；

8)将采样、转换后的相应数字值转换为dBm值，并汇同别的参数生成测试结果字符串；

9)通过串行同步/异步模块(USART)将测试结果字符串发送给上位机；

10)扫描下一个频率点，并判断该点是否是终止频率点：如否，重复6)、7)、8)、9)步 动作，如是，发送字符‘E’到上位机，结束本轮扫描。

5.根据权利要求1或权利要求3所述频谱自动监测分析仪，其特征在于：频谱信息采集卡 (1)的工作步骤如下：

1)载波信号经中频输入接口(5)输入，再经衰减成载波信号F_RE1；

2)频率合成器和锁相环将基准频率合成出高稳定度的本振频率信号F_LO1；

3)F_RE1与F_LO1进行第一次混频出固定中频信号F_IF1；

4)滤波后与基准频率二次混频出固定中频信号F_IF2；

5)经四选一模拟开关切换滤波、对数变换、放大及A/D转换，以载波信号的功率谱密 度形式通过串行同步/异步(USART)通信模块再经通信接口(6)发送给上位机，从而实 现对载波信号频谱的监测。

6.根据权利要求1所述频谱自动监测分析仪，其特征在于：电源采用一块多路开关电源。