本發(fā)明涉及一種測(cè)試標(biāo)校設(shè)備標(biāo)校源。

背景技術(shù)：

測(cè)試標(biāo)校設(shè)備能夠模擬發(fā)射雷達(dá)和干擾信號(hào)等信號(hào)，進(jìn)而對(duì)目標(biāo)對(duì)象進(jìn)行遠(yuǎn)場(chǎng)整機(jī)標(biāo)校，根據(jù)標(biāo)校結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)處理，在通信領(lǐng)域有著良好的應(yīng)用前景，起到了越來(lái)越重要的作用；

目前對(duì)測(cè)試標(biāo)校設(shè)備的研究和改良也在不斷進(jìn)行中，如申請(qǐng)?zhí)枮椤?01210022968.5”的專(zhuān)利，其針對(duì)載相控陣?yán)走_(dá)模擬器噪聲建模算法復(fù)雜，計(jì)算量大，噪聲寬帶窄，且非相參系統(tǒng)設(shè)計(jì)不能滿足現(xiàn)代全相控陣?yán)走_(dá)校準(zhǔn)要求，雷達(dá)陸上深層次性能測(cè)試受限的問(wèn)題，提供了“一種艦載全相參相控陣?yán)走_(dá)標(biāo)校器”，不僅能夠模擬固定距離靜目標(biāo)，還可以模擬運(yùn)動(dòng)目標(biāo)；還可以逼真模擬目標(biāo)與寬帶噪聲功率疊加合成的雷達(dá)回波信號(hào)，能夠檢驗(yàn)艦載相控陣?yán)走_(dá)噪聲干擾下目標(biāo)檢測(cè)能力。

而測(cè)試標(biāo)校設(shè)備標(biāo)校源是整個(gè)測(cè)試標(biāo)校設(shè)備的核心，其主要在上位機(jī)的控制下，實(shí)現(xiàn)中頻信號(hào)產(chǎn)生和射頻信號(hào)處理工作，作為測(cè)試標(biāo)校的基礎(chǔ)，其穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性將直接影響整個(gè)測(cè)試標(biāo)校設(shè)備的正常、準(zhǔn)確工作；但目前測(cè)試設(shè)備標(biāo)校源均需要依賴于外部的PC電腦或其它智能設(shè)備進(jìn)行工作，無(wú)法獨(dú)立地進(jìn)行標(biāo)校源的時(shí)序、控制指令等控制，在某些情況下使用并不方便；并且現(xiàn)有的測(cè)試標(biāo)校設(shè)備標(biāo)校源也無(wú)法實(shí)現(xiàn)射頻信號(hào)處理過(guò)程的監(jiān)控。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種測(cè)試標(biāo)校設(shè)備標(biāo)校源，能夠獨(dú)立地進(jìn)行標(biāo)校源的控制，不依賴外部設(shè)備完成標(biāo)校源的工作，且工作過(guò)程中能夠?qū)?biāo)校源的射頻信號(hào)處理過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：一種測(cè)試標(biāo)校設(shè)備標(biāo)校源，包括CPU系統(tǒng)模塊、中頻模塊和射頻模塊，所述的CPU系統(tǒng)模塊與中頻模塊連接，中頻模塊與射頻模塊連接；

所述CPU系統(tǒng)模塊中運(yùn)行有操作系統(tǒng)，具有上位機(jī)的控制功能，用于對(duì)整個(gè)標(biāo)校源的工作進(jìn)行上位控制；

所述的中頻模塊用于實(shí)現(xiàn)中頻信號(hào)的產(chǎn)生和調(diào)制，將得到的中頻信號(hào)輸出給射頻模塊；并轉(zhuǎn)發(fā)來(lái)自CPU系統(tǒng)模塊的控制指令給射頻模塊；

所述的射頻模塊，用于對(duì)接收到的中頻信號(hào)進(jìn)行增益調(diào)節(jié)和變頻處理后進(jìn)行發(fā)送，并監(jiān)控射頻模塊的工作狀態(tài)上傳給CPU系統(tǒng)模塊。

所述的CPU系統(tǒng)模塊通過(guò)千兆以太網(wǎng)或PCI/E總線與中頻模塊連接。

所述的一種測(cè)試標(biāo)校設(shè)備標(biāo)校源，還包括顯示系統(tǒng)模塊，所述的顯示系統(tǒng)模塊包括鍵盤(pán)和LCD液晶屏；所述鍵盤(pán)和LCD液晶屏分別與CPU系統(tǒng)模塊連接。

所述的一種測(cè)試標(biāo)校設(shè)備標(biāo)校源，還包括北斗定位模塊；所述的北斗定位模塊與中頻模塊連接。

所述的一種測(cè)試標(biāo)校設(shè)備標(biāo)校源，還包括用于為整個(gè)標(biāo)校源供電的電源模塊。

所述的中頻模塊包括：信號(hào)處理單元和高速采樣單元；信號(hào)處理單元的輸出端與高速采樣單元連接；高速采樣單元的輸出端與射頻模塊連接；

所述的信號(hào)處理單元用于接收CPU系統(tǒng)模塊的控制指令并產(chǎn)生所需信號(hào)，同時(shí)將產(chǎn)生的信號(hào)傳輸給高速采樣單元；高速采樣單元用于將產(chǎn)生的所需信號(hào)進(jìn)行采樣處理后得到中頻信號(hào)，并傳輸給射頻模塊。

所述的射頻模塊包括頻綜單元、上變頻單元、開(kāi)關(guān)濾波單元、監(jiān)控通信單元；頻綜單元和高速采樣單元的輸出端均與上變頻單元連接，上變頻單元的輸出端與開(kāi)關(guān)濾波單元連接；開(kāi)關(guān)濾波單元輸出射頻信號(hào)；所述監(jiān)控通信單元分別與頻綜單元、上變頻單元和開(kāi)關(guān)濾波單元連接，所述監(jiān)控通信單元還與CPU系統(tǒng)模塊通過(guò)CPI通信連接。

所述的頻綜單元包括OCXO時(shí)鐘、鎖相環(huán)電路、功分器、第一本振信號(hào)電路、第二本振信號(hào)電路和掃頻本振電路，OCXO時(shí)鐘的輸出端通過(guò)鎖相環(huán)電路與功分器連接，功分器的輸出端分別與第一本振信號(hào)電路、第二本振信號(hào)電路和掃頻本振電路連接；

所述第一本振信號(hào)電路包括第一壓控振蕩器、第一功放和第一濾波器；第一壓控振蕩器的輸入端與功分器連接，第一壓控振蕩器的輸出端通過(guò)第一功放與第一濾波器連接，由第一濾波器輸出第一本振信號(hào)；

所述第二本振信號(hào)電路包括第二壓控振蕩器、第二功放和第二濾波器；第二壓控振蕩器的輸入端與功分器連接，第二壓控振蕩器的輸出端通過(guò)第二功放與第二濾波器連接，由第二濾波器輸出第二本振信號(hào)；

所述的掃頻本振電路包括第三壓控振蕩器、第三功放和第三濾波器；第三壓控振蕩器的輸入端與功分器連接，第三壓控振蕩器的輸出端通過(guò)第三功放與第三濾波器連接，由第三濾波器輸出掃頻本振信號(hào)。

所述的上變頻單元包括三級(jí)混頻電路。

所述的監(jiān)控通信單元通過(guò)監(jiān)控接口與頻綜單元、上變頻單元和開(kāi)關(guān)濾波單元連接，并通過(guò)中頻模塊與CPU系統(tǒng)模塊建立SPI通信；用于實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)射頻模塊的工作參數(shù)配置，以及對(duì)整個(gè)射頻模塊的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控和上傳。

本發(fā)明的有益效果是：能夠獨(dú)立地進(jìn)行標(biāo)校源的控制，不依賴外部設(shè)備完成標(biāo)校源的工作，且工作過(guò)程中能夠?qū)?biāo)校源的射頻信號(hào)處理過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的原理框圖；

圖2為高速采樣子單元一個(gè)實(shí)施例的示意圖；

圖3為射頻模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為射頻模塊的工作原理圖；

圖5為上變頻單元的頻率轉(zhuǎn)換關(guān)系示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)方案，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于以下所述。

如圖1所示，一種測(cè)試標(biāo)校設(shè)備標(biāo)校源，包括CPU系統(tǒng)模塊、中頻模塊和射頻模塊，所述的CPU系統(tǒng)模塊與中頻模塊連接，中頻模塊與射頻模塊連接；

所述CPU系統(tǒng)模塊中運(yùn)行有操作系統(tǒng)，具有上位機(jī)的控制功能，用于對(duì)整個(gè)標(biāo)校源的工作進(jìn)行上位控制；

所述的中頻模塊用于實(shí)現(xiàn)中頻信號(hào)的產(chǎn)生和調(diào)制，將得到的中頻信號(hào)輸出給射頻模塊；并轉(zhuǎn)發(fā)來(lái)自CPU系統(tǒng)模塊的控制指令給射頻模塊；

所述的射頻模塊，用于對(duì)接收到的中頻信號(hào)進(jìn)行增益調(diào)節(jié)和變頻處理后進(jìn)行發(fā)送，并監(jiān)控射頻模塊的工作狀態(tài)上傳給CPU系統(tǒng)模塊。

在本申請(qǐng)的一個(gè)實(shí)施例中，CPU系統(tǒng)模塊通過(guò)千兆以太網(wǎng)與中頻模塊連接，在本申請(qǐng)的另一個(gè)實(shí)施例中CPU系統(tǒng)模塊通過(guò)PCI/E總線與中頻模塊連接。

CPU系統(tǒng)模塊采用CPCI-601，CPCI-601能夠?qū)崿F(xiàn)計(jì)算機(jī)通用功能，具備上位控制能力，上位控制軟件直接在該模塊上運(yùn)行，無(wú)需在附帶電腦操作。

所述的一種測(cè)試標(biāo)校設(shè)備標(biāo)校源，還包括顯示系統(tǒng)模塊，所述的顯示系統(tǒng)模塊包括鍵盤(pán)和LCD液晶屏；所述鍵盤(pán)和LCD液晶屏分別與CPU系統(tǒng)模塊連接。

所述的一種測(cè)試標(biāo)校設(shè)備標(biāo)校源，還包括北斗定位模塊；所述的北斗定位模塊與中頻模塊連接。

所述的一種測(cè)試標(biāo)校設(shè)備標(biāo)校源，還包括用于為整個(gè)標(biāo)校源供電的電源模塊。

在本申請(qǐng)一個(gè)實(shí)施例中，所述的電源模塊包括電源轉(zhuǎn)換子模塊和電池子模塊；

電源轉(zhuǎn)換子模塊中包括DC/DC單元、LDO單元、EMI濾波單元和過(guò)流過(guò)壓保護(hù)電路；首先由電源適配器將從燃油發(fā)電機(jī)或市電獲得的電壓進(jìn)行處理后得到24V的DC電壓；電源適配器的輸出的電壓通過(guò)DC/DC單元進(jìn)行降壓轉(zhuǎn)換，其中DC/DC模塊包括兩個(gè)DC/DC降壓轉(zhuǎn)換模塊，一個(gè)將24V的DC電壓轉(zhuǎn)換為12V，另一個(gè)將24V的DC電壓轉(zhuǎn)換為5V；轉(zhuǎn)換后的電壓依次通過(guò)LDO單元、EMI濾波單元與過(guò)流過(guò)壓保護(hù)電路連接；由過(guò)流過(guò)壓保護(hù)電路輸出轉(zhuǎn)換的電壓，供不同的模塊工作。

電池子模塊用于提供設(shè)備異常斷電的續(xù)航支持。

所述的中頻模塊包括信號(hào)處理單元和高速采樣單元；信號(hào)處理單元的輸出端與高速采樣單元連接；高速采樣單元的輸出端與射頻模塊連接；

所述的信號(hào)處理單元用于接收CPU系統(tǒng)模塊的控制指令并產(chǎn)生所需信號(hào)，同時(shí)將產(chǎn)生的信號(hào)傳輸給高速采樣單元；高速采樣單元用于將產(chǎn)生的所需信號(hào)進(jìn)行采樣處理后得到中頻信號(hào)，并傳輸給射頻模塊。

在本申請(qǐng)的一個(gè)實(shí)施例中，信號(hào)處理單元采用6U VPX信號(hào)處理母板完成，包括FPGA芯片和各種擴(kuò)展接口（IPMB、SRIO、PCIe、TP、UTP和LVDS等），還設(shè)置有兩個(gè)FMC_HPC接口；所述FPGA芯片接收CPU系統(tǒng)模塊的控制指令，并產(chǎn)生所需信號(hào)，產(chǎn)生的信號(hào)通過(guò)FMC_HPC傳輸給高速采樣單元。

高速采樣單元包括DA采樣電路和時(shí)鐘電路，DA采樣電路用于根據(jù)時(shí)鐘電路產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)，將FPGA芯片產(chǎn)生的所需信號(hào)進(jìn)行DA轉(zhuǎn)換，得到中頻信號(hào)，并將中頻信號(hào)傳輸給射頻模塊；

如圖2所示，高速采樣單元采用FMC_DAC子板，通過(guò)FMC_HPC接口接收來(lái)自6U VPX信號(hào)處理母板上的信號(hào)；FMC_DAC子板包含2個(gè)2.5GHz采樣的DA，用于輸出300MHz IF模擬信號(hào)給射頻模塊，板載DPLL為AD/DA提供采樣時(shí)鐘；具體地2通道DAC模塊采用AD9739進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，ADF4350用于產(chǎn)生2.4GHz的時(shí)鐘，作為DACCLK提供給兩路AD9739。AD9739內(nèi)部的時(shí)鐘模塊將DACCLK+/-的時(shí)鐘進(jìn)行2分頻，通過(guò)DATACLK_OUT+/-輸出，該時(shí)鐘輸入到FPGA芯片內(nèi)部通過(guò)DCM分頻作為波形邏輯的時(shí)鐘。FMC_HPC接口為插接口，F(xiàn)MC_DAC子板通過(guò)FMC_HPC接口插接于6U VPX信號(hào)處理母板上；FMC_DAC子板和6U VPX信號(hào)處理母板的通信方式為L(zhǎng)VDS通信。

如圖3所示，所述的射頻模塊包括頻綜單元、上變頻單元、開(kāi)關(guān)濾波單元、監(jiān)控通信單元；頻綜單元和高速采樣單元的輸出端均與上變頻單元連接，上變頻單元的輸出端與開(kāi)關(guān)濾波單元連接；開(kāi)關(guān)濾波單元輸出射頻信號(hào)；所述監(jiān)控通信單元分別與頻綜單元、上變頻單元和開(kāi)關(guān)濾波單元連接，所述監(jiān)控通信單元還與CPU系統(tǒng)模塊通過(guò)CPI通信連接。

所述的頻綜單元包括OCXO時(shí)鐘、鎖相環(huán)電路、功分器、第一本振信號(hào)電路、第二本振信號(hào)電路和掃頻本振電路，OCXO時(shí)鐘的輸出端通過(guò)鎖相環(huán)電路與功分器連接，功分器的輸出端分別與第一本振信號(hào)電路、第二本振信號(hào)電路和掃頻本振電路連接；

所述第一本振信號(hào)電路包括第一壓控振蕩器、第一功放和第一濾波器；第一壓控振蕩器的輸入端與功分器連接，第一壓控振蕩器的輸出端通過(guò)第一功放與第一濾波器連接，由第一濾波器輸出第一本振信號(hào)；

所述第二本振信號(hào)電路包括第二壓控振蕩器、第二功放和第二濾波器；第二壓控振蕩器的輸入端與功分器連接，第二壓控振蕩器的輸出端通過(guò)第二功放與第二濾波器連接，由第二濾波器輸出第二本振信號(hào)；

所述的掃頻本振電路包括第三壓控振蕩器、第三功放和第三濾波器；第三壓控振蕩器的輸入端與功分器連接，第三壓控振蕩器的輸出端通過(guò)第三功放與第三濾波器連接，由第三濾波器輸出掃頻本振信號(hào)。

所述的上變頻單元包括三級(jí)混頻電路。

所述的監(jiān)控通信單元通過(guò)監(jiān)控接口與頻綜單元、上變頻單元和開(kāi)關(guān)濾波單元連接，并通過(guò)中頻模塊與CPU系統(tǒng)模塊建立SPI通信；用于實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)射頻模塊的工作參數(shù)配置，以及對(duì)整個(gè)射頻模塊的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控和上傳，射頻模塊的板卡和中頻模塊同時(shí)插接于用于模塊間通信的背板上，實(shí)現(xiàn)信號(hào)和SPI命令的傳輸。

CPU系統(tǒng)模塊通過(guò)以太網(wǎng)、中頻模塊、背板與射頻模塊建立SPI通信，向射頻模塊的監(jiān)控通信單元下達(dá)工作指令，監(jiān)控通信單元自動(dòng)解析工作指令，完成工作參數(shù)計(jì)算，并實(shí)時(shí)控制頻綜、上變頻、開(kāi)關(guān)濾波等單元各部分電路的工作參數(shù)，達(dá)到各功能電路協(xié)同工作的狀態(tài)，監(jiān)測(cè)模塊工作狀態(tài)和參數(shù)，通過(guò)SPI接口上傳到CPU系統(tǒng)模塊。

在所述的射頻模塊中，還包括電源單元，用于將來(lái)自電源模塊的電壓經(jīng)過(guò)變換處理（DC/DC變換處理和LDO變換處理）后為射頻模塊供電。

如圖4所示，在一個(gè)實(shí)施例中，頻綜單元采用高穩(wěn)的10MHz OCXO時(shí)鐘（頻率溫度穩(wěn)定性達(dá)到1×10-10），該時(shí)鐘信號(hào)通過(guò)鎖相技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)100MHz OCXO時(shí)鐘信號(hào)的相參和跟蹤鎖定，100MHz參考時(shí)鐘經(jīng)功分、放大、濾波等處理后輸出，用于調(diào)諧鑒相產(chǎn)生各路本振信號(hào)，同時(shí)輸出到模塊面板作為內(nèi)部參考時(shí)鐘。各本振電路經(jīng)數(shù)字鎖相技術(shù)實(shí)現(xiàn)2.1GHz或2.7GHz、4.2GHz或5.4GHz和8.005GHz～18.925GHz（1MHz調(diào)諧步進(jìn)）本振信號(hào)輸出，提供各級(jí)變頻本振驅(qū)動(dòng)；具體地，頻綜單元通過(guò)第一本振信號(hào)電路產(chǎn)生2.1GHz或2.7GHz第一本振信號(hào)，頻綜單元通過(guò)第二本振信號(hào)電路產(chǎn)生4.2GHz或5.4GHz的第二本振信號(hào)，頻綜單元通過(guò)掃頻本振電路生成8.005GHz～18.925GHz的掃頻本振信號(hào)。

來(lái)自中頻模塊的175MHz～425MHz基帶信號(hào)與來(lái)自于頻綜單元的2.1GHz或2.7GHz第一本振信號(hào)進(jìn)行混頻產(chǎn)生2.4GHz±125MHz的第一中頻信號(hào)，該中頻信號(hào)經(jīng)濾波、放大后經(jīng)過(guò)SPDT分為兩路，其中一路與4.2GHz或5.4GHz的第二本振信號(hào)混頻產(chǎn)生6.6GHz±125MHz或7.75GHz±125MHz的第二和第三中頻信號(hào)，三路中頻信號(hào)經(jīng)SP3T開(kāi)關(guān)后，再與8.005GHz～18.925GHz的掃頻本振進(jìn)行混頻，產(chǎn)生380MHz～18GHz的射頻信號(hào)，經(jīng)開(kāi)關(guān)濾波單元（濾除本振泄漏、諧波及雜波等干擾信號(hào)）后，再經(jīng)放大和程控衰減調(diào)節(jié)輸出功率后輸出。

在上變頻過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)175MHz～425MHz信號(hào)到380MHz～18GHz信號(hào)頻率的變換（頻率步進(jìn)1MHz）和-90dBm～5dBm輸出信號(hào)電平調(diào)節(jié)（最小調(diào)節(jié)步進(jìn)設(shè)計(jì)值：±0.25dB），上變頻單元采用通用的三級(jí)變頻實(shí)現(xiàn)，頻率轉(zhuǎn)換關(guān)系如圖5所示；此外上變頻單元在電路組成上除包含三級(jí)混頻電路外還包含多級(jí)的濾波、放大和衰減電路，以實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出信號(hào)純度和電平的有效控制。為確保輸出信號(hào)的線性指標(biāo)，三級(jí)混頻信號(hào)電平都控制在-18dBm以下，三階互調(diào)產(chǎn)物小于-68dBc，理論值達(dá)到-74dBc。