[发明专利]基于FFT的电离层散射信号电平测试的装置

权利要求书

1.基于FFT的电离层散射信号电平测试的装置，包括GPS同步定时器(1)、信号发射模块(2)、信号接收模块(4)、接收信号数据分析模块(6)、测试报告生成模块(7)和数据存储与回放模块(8)；其特征在于：还包括监测与控制模块(3)和基于FFT的信号检测模块(5)；所述的GPS同步定时器(1)接收外部输入的GPS信号，进行解析处理获取定时信息，将定时信息输出至监测与控制模块(3)；监测与控制模块(3)将获得的定时信息结合本地存储的路径时延信息产生四路专用的定时与控制信号，第一路为发送端定时与控制信号，第二路为信号接收的定时与控制信号，第三路为校频检测的定时与控制信号，第四路为数据存储、回放的定时与控制信号，并分别一一对应输出至信号发射模块(2)、信号接收模块(4)、基于FFT的信号检测模块(5)和数据存储与回放模块(8)；信号发射模块(2)根据输入的发送端定时与控制信号在约定的GPS时间标签下进行信号波形切换，将产生的受控信号发送出去；信号接收模块(4)根据信号接收的定时与控制信号使得本地载波与外部接收信号载波同步，并且标称频率相同，进行变频后产生零频信号，将零频信号输出至基于FFT的信号检测模块(5)；基于FFT的信号检测模块(5)根据校频检测的定时与控制信号对输入的零频信号进行高灵敏度的检测，并将检测结果输出至接收信号数据分析模块(6)；接收信号数据分析模块(6)将输入的检测结果进行分布统计得到原始数据和分析出的电离层信道参数结果，将原始数据输出至数据存储与回放模块(8)，将分析出的电离层信道参数结果输出至测试报告生成模块(7)；测试报告生成模块(7)将输入的电离层信道参数结果进行绘图以及表格处理，形成数据报告，将数据报告输出至数据存储与回放模块(8)；数据存储与回放模块(8)按照数据存储、回放的定时与控制信号进行原始数据与数据报告的存储，并将以前存储的原始数据进行在线回放。

2.根据权利要求1所述的基于FFT的电离层散射信号电平测试的装置，其特征在于：监测与控制模块(3)包括同步信号解析与脉冲产生器(10)、测试信号同步模块(11)、接收信号同步模块(12)、频偏信号同步模块(13)和分析数据同步模块(14)；所述的同步信号解析与脉冲产生器(10)接收GPS同步定时器(1)的GPS信号，通过解析产生四路用于发送、接收、校频检测和数据处理的定时脉冲，并分别一一对应输出至测试信号同步模块(11)、接收信号同步模块(12)、频偏信号同步模块(13)和分析数据同步模块(14)；测试信号同步模块(11)根据输入的发送定时脉冲，通过解析产生发送端定时与控制信号，并输出至信号发射模块(2)；接收信号同步模块(12)根据输入的接收定时脉冲，通过解析产生信号接收的定时与控制信号，并输出至信号接收模块(4)；频偏信号同步模块(13)根据输入的校频检测定时脉冲，通过解析产生校频检测的定时与控制信号，并输出至信号监测模块(5)；分析数据同步模块(14)根据输入的数据处理定时脉冲，通过解析产生数据存储、回放的定时与控制信号，并输出至数据存储与回放模块(8)。

3.根据权利要求1或2所述的基于FFT的电离层散射信号电平测试的装置，其特征在于：基于FFT的信号检测模块(5)包括第一可控载波发生器(15-1)、第二可控载波发生器(15-2)、基于FFT的频率跟踪器(16)、窄带高增益提纯器(17)和链路增益校正器(18)；所述的第一可控载波发生器(15-1)接收监测与控制模块(3)输出的校频检测的定时与控制信号以及基于FFT的频率跟踪器(16)输出的校频后的频率偏差值，产生与信号接收模块(4)输出的零频信号对应的频率载波，抵消零频信号频偏，并将抵消频偏的零频信号输出至窄带高增益提纯器(17)；第二可控载波发生器(15-2)接收监测与控制模块(3)输出的校频检测的定时与控制信号以及基于FFT的频率跟踪器(16)输出的校频支路闭环的固定频率，产生处理时钟的四分之一载波，将接收的信号接收模块(4)输出的零频信号搬移至处理时钟的四分之一载波频率处，最后将搬移后的零频信号输出至基于FFT的频率跟踪器(16)；基于FFT的频率跟踪器(16)根据输入的信号进行FFT分析处理，形成频率校正与跟踪环路，生成校正后的频率和校频支路闭环的固定频率，将校正后的频率输出至第一可控载波发生器(15-1)，将校频支路闭环的固定频率输出至第二可控载波发生器(15-2)；窄带高增益提纯器(17)根据输入的抵消频偏的零频信号进行高倍数的疏齿滤波器提纯，并依赖校频支路保证信号能量一直处在疏齿滤波器带内，将提纯的能量值和计算的环境噪声值分别输出至链路增益校正器(18)；链路增益校正器(18)根据环境噪声值的波动估算收通道增益波动，对提纯的能量值进行校正，形成高灵敏度的电平检测结果，并输出至接收信号数据分析模块(6)。