本發(fā)明涉及射頻信號傳輸領(lǐng)域，具體地，涉及一種信號鏈路控制和路由選擇的通用裝置，涉及多路或單路射頻信號傳輸過程中對鏈路切換，路由選擇，隔離、公分，衰減及放大的控制，實(shí)現(xiàn)在信號傳輸過程中的實(shí)時(shí)監(jiān)測。

背景技術(shù)：

隨著通信技術(shù)的發(fā)展，射頻信號發(fā)展趨勢為：使用頻段越來越高，傳輸通道數(shù)日益增加，信號功率時(shí)常改變。目前常見的鏈路為分離器件拼湊，搭建的信道不具備通用性且狀態(tài)不受控，對于復(fù)雜的信道傳輸信號過程中出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象，往往難以定位于信號或信道，此外資源無法有效利用且需要專業(yè)人員搭建，對于多路信號傳輸需要多次搭建不同鏈路，導(dǎo)致信號傳輸?shù)南嚓P(guān)業(yè)務(wù)無法快速開展且費(fèi)用較高。為使得信號傳輸使用鏈路的狀態(tài)受控，減少資源的浪費(fèi)，提高信號傳輸?shù)男?，適應(yīng)日趨復(fù)雜的信道需求。以設(shè)備利用效率的最優(yōu)化為基本原則進(jìn)行分析，使用標(biāo)準(zhǔn)通用化器件為主，采用標(biāo)準(zhǔn)輸入、輸出接口，配合部分型譜化選配器件及少數(shù)專用接口適配為輔設(shè)計(jì)思想搭建通用化鏈路控制和路由選擇裝置，實(shí)現(xiàn)同時(shí)傳輸多通道信號，選擇信號傳輸路由，切換信號傳輸鏈路且具備雙工傳輸信號能力，在信號傳輸過程中實(shí)時(shí)對信號功率大小進(jìn)行調(diào)節(jié)并監(jiān)測，在后端加入頻譜監(jiān)測設(shè)備即可實(shí)時(shí)監(jiān)測信號幅度、頻率特性；根據(jù)耦合小信號實(shí)時(shí)監(jiān)測傳輸信號的特征，對于預(yù)先標(biāo)定線性度的衰減器或功放可預(yù)判通過裝置后的輸出信號功率大小。

此外根據(jù)不同來源的信號，可選擇相應(yīng)的鏈路通道，同時(shí)可根據(jù)路徑確定信號來源。根據(jù)信宿對信號強(qiáng)度的要求，預(yù)先調(diào)節(jié)衰減器及功放，使得抵達(dá)信宿信號的功率值符合后端設(shè)備要求，保護(hù)后端設(shè)備。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種信號鏈路控制和路由選擇的通用裝置，其提高了各個(gè)模塊的可靠性和整個(gè)裝置的安全性。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種信號鏈路控制和路由選擇的通用裝置，其特征在于，包括：

控制模塊，控制模塊安裝于控制計(jì)算機(jī)中，通過控制模塊實(shí)現(xiàn)對開關(guān)的切換，衰減器的調(diào)節(jié)，器件狀態(tài)信息的采集、返回和顯示；

主控板，主控板實(shí)現(xiàn)對射頻模塊的控制功能，負(fù)載狀態(tài)解析、分發(fā)及顯示；

接口板，接口板接收來自主控板的指令，經(jīng)協(xié)議解析，下發(fā)到射頻模塊，道德控制射頻模板的目的；

射頻模塊，射頻模塊實(shí)現(xiàn)鏈路切換，路由選擇，衰減控制；射頻模塊外圍實(shí)現(xiàn)對模塊的擴(kuò)展，包括頻段和通道；射頻模塊與控制板連接和通信；

監(jiān)視屏，監(jiān)視屏實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)對信號的監(jiān)測，采用內(nèi)嵌式和外接式顯示頻；

電源模塊，電源模塊用于給射頻器件及板卡供電，腔體用于保護(hù)射頻器件。

優(yōu)選地，所述控制模塊為實(shí)現(xiàn)通用化便于移植，基于通用平臺開發(fā)，通過以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)與其他模塊的通信，開放與其他系統(tǒng)預(yù)接入模塊的接口；為便于用戶操作，采用圖形化界面實(shí)現(xiàn)控制模塊，使用鍵鼠或其他輸入方式發(fā)送指令及參數(shù)。

優(yōu)選地，所述主控板的核心是處理器，通過處理器實(shí)現(xiàn)對射頻模塊的控制，在主控板實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制模式和本地控制模式及兩種模式之間自由切換；主控板通過網(wǎng)絡(luò)或者射頻通道接收控制模塊的指令、參數(shù)，解析后下發(fā)至接口板，達(dá)到控制射頻模塊的目的；主控板接收接口板采集的各個(gè)通道狀態(tài)信息，通過顯示屏顯示；主控板實(shí)現(xiàn)觸摸屏UI界面的控制，通過觸屏控制開關(guān)切換及程控衰減器衰減量參數(shù)的調(diào)節(jié)。

優(yōu)選地，所述接口板為信息中轉(zhuǎn)樞紐，接口板接收來之主控板的指令，經(jīng)解析后下發(fā)到射頻模塊實(shí)現(xiàn)對射頻模塊的控制；接口板兼顧設(shè)計(jì)程控衰減器驅(qū)動(dòng)電路，為射頻開關(guān)和程控衰減器提供電源；接口板采集、監(jiān)控各個(gè)射頻器件和射頻通道的狀態(tài)并上傳給主控板；主控板通過專用邏輯電路實(shí)現(xiàn)對射頻模塊的保護(hù)；接口板具備IO擴(kuò)展性，給出射頻器件標(biāo)準(zhǔn)接口；接口板實(shí)現(xiàn)對主控板的驅(qū)動(dòng)；接口板實(shí)現(xiàn)主控板的時(shí)序保護(hù)。

優(yōu)選地，所述射頻模塊采用通用器件搭建裝置，對外輸出輸入接口采用通用接插件；對于帶寬相對較窄器件，采用電纜分段連接便于擴(kuò)展，射頻模塊與接口板連接。

優(yōu)選地，所述電源模塊采用可拆卸支架安裝輸入為交流電，輸出根據(jù)板卡及器件選擇輸出直流電及交流電；腔體結(jié)構(gòu)用于對射頻模塊的屏蔽、固定和散熱。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：一，本發(fā)明中的裝置中控制板、接口板和射頻模塊獨(dú)立設(shè)計(jì)，使用接口板作為主控板和射頻模塊的中介，提高了各個(gè)模塊的可靠性和整個(gè)裝置的安全性。二，本發(fā)明提高了IO擴(kuò)展性，作為處理模塊的主控板IO口一般極少，射頻模塊需要大量的IO口，接口板可給出射頻器件的標(biāo)準(zhǔn)接口。三，本發(fā)明采用接口板很大程度上降低了對于射頻器件驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的難度，且速度大幅度提高。四，本發(fā)明對射頻模塊時(shí)序保護(hù)的難度有較大緩解。五，本發(fā)明采用獨(dú)立電源供電模塊和腔體設(shè)計(jì)，對裝置本身及器件的安全、電磁兼容、保護(hù)作用明顯。六，本發(fā)明留有軟接口，可通過通信協(xié)議增加圖形化等有好的人際界面，便于用戶操作，減少誤操作。七，本發(fā)明采用可拆卸方式組裝，便于改造和擴(kuò)展，可升級改造實(shí)現(xiàn)對復(fù)雜鏈路的需求。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會變得更明顯：

圖1為本發(fā)明提供的信號鏈路控制和路由選擇的通用裝置的原理框圖；

圖2為ARM主控板示意圖；

圖3為FPGA接口板示意圖；

圖4為射頻模塊示意圖；

圖5為電源模塊與其他模塊連接示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

如圖1所示，本發(fā)明信號鏈路控制和路由選擇的通用裝置包括：

控制模塊101，控制模塊安裝于控制計(jì)算機(jī)中，通過控制模塊實(shí)現(xiàn)對開關(guān)的切換，衰減器的調(diào)節(jié)，器件狀態(tài)信息的采集、返回和顯示；

主控板102，主控板實(shí)現(xiàn)對射頻模塊的控制功能，負(fù)載狀態(tài)解析、分發(fā)及顯示；

接口板103，接口板接收來自主控板的指令，經(jīng)協(xié)議解析，下發(fā)到射頻模塊，道德控制射頻模板的目的；

射頻模塊104，射頻模塊實(shí)現(xiàn)鏈路切換，路由選擇，衰減控制等功能；射頻模塊外圍可實(shí)現(xiàn)對模塊的擴(kuò)展，包括頻段和通道；射頻模塊與控制板連接和通信；

監(jiān)視屏105，監(jiān)視屏實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)對信號的監(jiān)測，可采用內(nèi)嵌式和外接式顯示頻；

電源模塊106，電源模塊用于給射頻器件及板卡供電，腔體用于保護(hù)射頻器件。

控制模塊為實(shí)現(xiàn)通用化便于移植，可基于通用平臺開發(fā)，通過以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)與其他模塊的通信，開放與其他系統(tǒng)預(yù)接入模塊的接口；為便于用戶操作，可采用圖形化界面等方法實(shí)現(xiàn)控制模塊，使用鍵鼠或其他輸入方式發(fā)送指令及參數(shù)。

主控板可以采用ARM芯片，實(shí)現(xiàn)對測控鏈路控制箱的控制，在前面板驅(qū)動(dòng)觸摸屏實(shí)現(xiàn)UI界面。通過網(wǎng)口接收上位機(jī)遠(yuǎn)程控制模塊的指令、參數(shù)，解析后通過SPI接口下發(fā)到FPGA接口板，達(dá)到控制射頻模塊的目的。ARM軟件在WinCE的環(huán)境下實(shí)現(xiàn)，該系統(tǒng)是一種緊湊、高效、可伸縮的32位的操作系統(tǒng),主要面向各種嵌入式系統(tǒng)和產(chǎn)品。它所具有的多線程、多任務(wù)、完全搶占式的特點(diǎn)是專為各種有很嚴(yán)格資源限制的硬件系統(tǒng)所設(shè)計(jì)的，有利于開發(fā)者對資源的調(diào)度。

接口板可以采用FPGA接口板，F(xiàn)PGA接口板接收ARM指令，并通過排線下發(fā)到射頻模塊，達(dá)到控制射頻模塊的目的。FPGA接口板采集監(jiān)控各通道工作狀態(tài)，并上傳ARM主控板。FPGA接口板通過一些邏輯電路實(shí)現(xiàn)對射頻模塊的保護(hù)。FPGA接口板設(shè)計(jì)程控衰減器驅(qū)動(dòng)電路，并為射頻開關(guān)和程控衰減器提供電源。FPGA接口板來控制前面板的RF指示燈。

接口板為信息中轉(zhuǎn)樞紐，接口板接收來之主控板的指令，經(jīng)解析后下發(fā)到射頻模塊實(shí)現(xiàn)對射頻模塊的控制；接口板兼顧設(shè)計(jì)程控衰減器驅(qū)動(dòng)電路，為射頻開關(guān)和程控衰減器提供電源；接口板采集、監(jiān)控各個(gè)射頻器件和射頻通道的狀態(tài)并上傳給主控板；主控板通過專用邏輯電路實(shí)現(xiàn)對射頻模塊的保護(hù)；接口板具備IO擴(kuò)展性，可給出射頻器件標(biāo)準(zhǔn)接口；接口板可實(shí)現(xiàn)對主控板的驅(qū)動(dòng)；接口板可實(shí)現(xiàn)主控板的時(shí)序保護(hù)。

主控板的核心是處理器，通過處理器實(shí)現(xiàn)對射頻模塊的控制，可在主控板實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制模式和本地控制模式及兩種模式之間自由切換；主控板通過網(wǎng)絡(luò)或者射頻通道接收控制模塊的指令、參數(shù)，解析后下發(fā)至接口板，達(dá)到控制射頻模塊的目的；主控板接收接口板采集的各個(gè)通道狀態(tài)信息，通過顯示屏顯示；主控板實(shí)現(xiàn)觸摸屏UI界面的控制，通過觸屏控制開關(guān)切換及程控衰減器衰減量參數(shù)的調(diào)節(jié)等功能。

射頻模塊采用通用器件搭建裝置，對外輸出輸入接口采用通用接插件；對于帶寬相對較窄器件，采用可電纜分段連接便于擴(kuò)展，射頻模塊與接口板連接。

對于射頻模塊保護(hù)，電源模塊采用可拆卸支架安裝輸入為交流電，輸出根據(jù)板卡及器件選擇輸出直流電及交流電；腔體結(jié)構(gòu)用于對射頻模塊的屏蔽、固定和散熱等。

該實(shí)例中的射頻通道主要包括以下通道：

通道1：UP_IN1→程控衰減器1→耦合器1→功分器1→環(huán)形器1→IO1；

通道2：UP_IN1→程控衰減器1→耦合器1→功分器1→環(huán)形器2→IO2；

通道3：UP_IN1→程控衰減器1→耦合器1→功分器1→環(huán)形器3→IO3；

通道4：IO1→環(huán)形器1→IO1_O→IO1_I→耦合器2→合路器2→程控衰減器2→DOWN_OUT1；

通道5：IO2→環(huán)形器2→IO2_O→IO2_I→耦合器3→合路器2→程控衰減器2→DOWN_OUT1；

通道6：IO3→環(huán)形器3→IO3_O→IO3_I→耦合器4→合路器2→程控衰減器2→DOWN_OUT1；

通道7：UP_IN2→程控衰減器3→耦合器5→功分器2→IO1→UP_OUT1；

通道8：UP_IN2→程控衰減器3→耦合器5→功分器2→IO1→UP_OUT2；

通道9：DOWN_IN1→合路器1→耦合器6→程控衰減器4→DOWN_OUT2；

通道10：DOWN_IN2→合路器1→耦合器6→程控衰減器4→DOWN_OUT2

通道11：DOWN_IN3→合路器1→耦合器6→程控衰減器4→DOWN_OUT2

通道12：UP_IN3→程控衰減器5→功分器3→UP_OUT3；

通道13：UP_IN3→程控衰減器5→功分器3→UP_OUT4；

通道14：UP_IN1→程控衰減器1→耦合器1→開關(guān)→M_OUT；

通道15：IO1→環(huán)形器1→IO1_O→IO1_I→耦合器2→開關(guān)→M_OUT；

通道16：IO2→環(huán)形器2→IO2_O→IO2_I→耦合器3→開關(guān)→M_OUT；

通道17：IO3→環(huán)形器3→IO3_O→IO3_I→耦合器4→開關(guān)→M_OUT；

通道18：UP_IN2→程控衰減器3→耦合器4→開關(guān)→M_OUT；

通道19：DOWN_IN1→合路器1→耦合器5→開關(guān)→M_OUT；

通道20：DOWN_IN2→合路器1→耦合器5→開關(guān)→M_OUT；

通道21：DOWN_IN3→合路器1→耦合器5→開關(guān)→M_OUT；

系統(tǒng)輸入220VAC，經(jīng)過ACDC模塊轉(zhuǎn)換為24VDC，24VDC轉(zhuǎn)化為各板卡和射頻模塊所需電源。

本發(fā)明采用以下電磁措施滿足兼容要求：

一，合理規(guī)劃電路板的布局，對噪聲敏感的電路部分遠(yuǎn)離噪聲源；

二，采用電源隔離和信號隔離方法，對內(nèi)部電路板進(jìn)行高、低壓物理隔離，與外部通訊采用電磁隔離；

三，外殼采用全封閉設(shè)計(jì)，鋁合金外殼采用導(dǎo)電陽極化處理，結(jié)合面采用導(dǎo)電橡膠和導(dǎo)電泡棉，保證整個(gè)外殼的電連續(xù)性，可靠屏蔽外界干撓源。

四，良好的接地、屏蔽與濾波。

五，外部連接電纜，采用屏蔽導(dǎo)線。

以上對本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。