[发明专利]多通道幅相测试系统

摘要

本发明涉及一种多通道幅相测试系统，属于微波信号测量技术领域。本发明多通道幅相测试系统能确保幅相测量精度仅受限于接收机内部热噪声，而不受多址干扰的影响，并可兼容同频、非同频波束的并行测试；能够形成虚拟多通道，用时分测量减少接收通道不一致性，有效降低发送端自检和校验、接收测量的系统复杂度；校准方法完善便捷，采用定期离线校准和在线自检与补偿的方式消除通道捷变矩阵、功分器、DAC以及滤波器的不一致性；幅相分布配置和测量精度高；测量范围广，能够测量中频和射频波束幅相关系；可以实现通道数量的可扩展性，只需增加信号处理组合信号发送模块的发送板卡的通道数和改变信号调理网络。

主权项

多通道幅相测试系统，其特征在于：包括信号处理组合模块、频率源模块、信号调理网络和电源模块；其中，信号处理组合模块包括信号发送模块、信号接收模块、PCIe背板、刀片计算机；上述组成部分的连接关系为：刀片计算机通过PCIe背板与信号发送模块、信号接收模块互连；电源模块分别连接至信号处理组合、信号调理网络以及频率源模块；信号发送模块与信号调理网络互连；信号接收模块与信号调理网络相连，信号调理网络与被测件互连；频率源模块与信号处理组合模块相连；工作流程为：刀片计算机通过PCIe背板发送配置信息和控制指令到发送模块，控制发送模块产生用户所需的多波束信号，发送至信号调理网络；信号调理网络将多波束信号进行模拟滤波、放大处理得到发送通道信号，然后输入被测系统；多波束信号经过被测系统后，再经由信号调理网络返回至接收模块，得到接收信号；接收模块在刀片计算机的控制下对接收信号进行处理；频率源模块分别为接收模块和发送模块提供同源时钟；信号处理组合模块完成多波束幅相信号的配置、产生、发送、接收以及处理；所述的多波束幅相信号是一个经过二进制移相键控调制的直接序列扩频码分多址信号，包括中频多波束幅相信号和射频多波束幅相信号；刀片计算机提供人机界面，能实时监测整个测试系统的状态，并且实时对测试数据进行更新；通过刀片计算机中的上位机软件能够根据用户需要配置多波束幅相信号的幅度、相位信息；信号发送模块包括多块并行的发送板卡，发送板卡和PCIe背板接口相连接，每块板卡接收刀片计算机发送的指令完成配置，能够产生并发送满足用户在刀片计算机上配置的多波束幅相信号；信号接收模块包含一块板卡，连接多个接收通道作为输入，集中进行信号处理后一路输出；信号接收模块接收刀片计算机的指令，控制信号调理网络的通道捷变器，选择其中一个接收通道作为信号接收模块的输入；信号接收模块对中频多通道幅相信号进行低通采样、对射频多通道幅相信号进行带通采样，然后进行数字下变频、数字匹配滤波、扩频码相位捕获、解扩、相对功率及相位测量；测量完成后，信号接收模块通过PCIe背板接口将测量结果传递给刀片计算机，并在刀片计算机上进行进一步处理、显示；信号调理网络包含多个发送通道、接收通道、校准通道和通道捷变器，每个发送通道包括滤波器、放大或数控衰减器、功率分配器；在每个发送通道的输入端口都连接有相应的滤波器，用于对信号进行滤波处理；信号处理组合信号产生模块产生的信号连接每一路发送通道中输入端口的滤波器，滤波器的输出连接放大或数控衰减器，实现对于信号功率的调整；与信号发送模块相连的信号调理网络各个发送通道的输出端都含有一分二功率分配器，功率分配器的一路用作测量输出，接被测系统，经过被测系统后的多路信号接入通道捷变器，选择其中一路信号进入测量通道；信号先经过一级滤波器，然后进入放大或数控衰减后经过第二级滤波器，最后进入信号处理组合信号接收模块；另一路在信号调理网络内部接入通道捷变器，用于做校准信号，该校准信号通过校准通道进入信号处理组合的信号接收模块；用作校准的信号经过放大或数控衰减器后进入滤波器，最后进入信号处理组合信号接收模块；通道捷变器根据刀片计算机的控制指令来让相应的发送通道信号按时分复用进入信号接收模块。