一種雷達動態頻率選擇測試系統的製作方法

2023-09-24 04:28:25

一種雷達動態頻率選擇測試系統的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種雷達動態頻率選擇測試系統，由單通道函數和任意波形發生器、雙通道函數和任意波形發生器、射頻信號發生器、射頻頻譜分析儀以及安裝有GPIB控制器以及相應的雷達動態頻率選擇測試軟體的控制電腦，外加若干射頻衰減器、功分器和輔助電腦組成，由此就能避免現有的測試系統不能符合全球標準測試要求、能進行雷達信號發射或分析的儀器通常價格都很昂貴、再加上它們不會自帶軟體而僅僅是通過儀器本身的操作界面來進行操作最終導致測試非常低效的缺陷。
【專利說明】一種雷達動態頻率選擇測試系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及測試裝置【技術領域】，特別涉及一種雷達動態頻率選擇測試系統。
【背景技術】
[0002]雷達動態頻率選擇測試是指工作在5GHz頻段內的無線設備，在與同頻段工作的雷達相遇時，應該能動態地選擇或改變自身的工作頻率，從而避免幹擾雷達信號。由於5.25?5.35 GHz和5.47?5.725 GHz是全球雷達系統的工作頻段，所以在這些頻段內的設備都應能夠主動或被動地滿足雷達動態頻率選擇的要求。
[0003]隨著無線通信技術尤其是W1-Fi技術的蓬勃發展，各種各樣無線設備如雨後春筍，湧向消費者市場，由於技術更新換代十分快速，所以市場銷售的無線設備不計其數，原本主要的2.4 GHz ISM頻段變得日漸擁擠，設備間幹擾也越發嚴重，因此，更高頻段的無線通信成為了焦點，同時各國也均陸續開放了 5GHz的免許可頻段，但考慮到如上所說的無線設備對雷達可能產生的幹擾，各國都制定了相應的標準，強制要求工作在雷達頻段的無線設備必須具有雷達動態頻率選擇的功能。這些國家和地區包括但不限於北美、歐洲、加拿大、澳大利亞、日本、韓國和中國等等。其中在中國是根據工業和信息化部在2012年底頒布的《工業和信息化部關於發布5150-5350兆赫茲頻段無線接入系統頻率使用相關事宜的通知》，工信部無函[2012]620號，提出了 5GHz雷達頻段需要DFS測試的要求，現在已經正式實施。如果5GHz設備不能通過雷達動態頻率選擇測試，將不能在市面上進行銷售。
[0004]工作在5 GHz頻段的無線通信設備主要是802.1la,802.1ln,802.1lac等W1-Fi設備。FCC還專門發布了備忘錄FCC 06-96，對DFS的測試進行了詳細規範，而在歐盟則是在ETSI EN 301 893標準中對DFS的測試進行了詳細描述。其它國家的測試要求均主要遵循這兩個國家和地區的測試方法，但可能會在雷達信號類型上會根據自身要求來定義不同的參數。FCC和ETSI標準中的DFS測試項目主要有:
(I)工作信道的均勻分布:要求被測設備在5.25?2.35 GHz和5.47?5.725 GHz頻段等概率地選擇工作信道。
[0005](2)雷達信號檢測帶寬:從被測設備工作信道的中心頻率開始，以I MHz步長增加(或減少)雷達信號頻率，觀察被測設備的反應，直到被測設備無法檢測到雷達信號，以獲得UUT能夠檢測到的雷達信號的頻率範圍。
[0006](3)初始信道可用性檢測時間:被測設備在完成開機操作後，應該對當前工作信道進行I分鐘檢測，觀察被測設備的信道檢測機制，被測設備應當在完成I分鐘的信道檢測之後才開始發送射頻信號。
[0007](4)信道可用性檢測:被測設備在完成開機操作後，將對當前工作信道進行I分鐘檢測，本測試項要求在I分鐘信道檢測時間的最初和最後時刻在被測設備工作信道發送雷達信號，由於雷達信號的出現，被測設備在完成I分鐘檢測之後，應當不在該信道發送射頻信號。
[0008](5)信道遷移時間:被測設備與其相關聯的設備進行業務傳輸時，在被測設備工作信道發送雷達信號，從雷達信號停止發送開始計時，被測設備(如果被測設備是主設備，則包括與之相關的所有從設備)應當在限定時間內停止在該信道進行業務傳輸。
[0009](6)信道停止傳送時間:被測設備與其相關聯的設備進行業務傳輸時，在被測設備工作信道發送雷達信號，從雷達信號停止發送開始，在該信道上的傳輸時間總和不能超過限值。
[0010](7)信道不可佔用周期:被測設備在某一信道檢測到雷達信號之後，不能在該信道進行業務傳輸的時間限值。
[0011](8)檢測門限統計性能測試:在被測設備工作信道以規定的電平值發送指定的雷達信號，該測試需要在相同的條件下重複進行多次，以統計被測設備能夠檢測到的雷達信號的概率。
[0012]基於5GHz頻率的進一步開放及相關無線設備的進一步普及，雷達動態頻率選擇(DFS-Dynamic Frequency Selection)測試將會成為一項在全球產品型號核准測試過程中極為重要的一個環節，而相關的測試系統的使用頻率也會變得很頻繁。目前由於國內的相關測試要求才剛起步，在國內還沒有擁有自主智慧財產權的雷達動態頻率選擇測試系統，去滿足日益增長的產品測試需求，而且測試要求將會在未來的實施過程中慢慢細化，進行增補；另外由於許多5GHz的無線產品通常是同時進行內銷及外銷，所以通常都會按照全球的標準要求來進行雷達動態頻率選擇測試，所以非常需要一套低成平，高效，靈活，並能夠符合全球雷達動態頻率選擇標準要求的測試系統。目前市面上的雷達動態頻率選擇測試設備，要麼只是單純的信號發生器，負責發射雷達信號，要麼只是單純的在頻譜分析儀上的信號分析，或者是將兩者結合起來，但僅僅是針對特定國家的標準要求，不能符合全球標準測試要求。而且，能進行雷達信號發射或分析的儀器通常價格都很昂貴，再加上它們不會自帶軟體，而僅僅是通過儀器本身的操作界面來進行操作，這使得測試非常低效。

【發明內容】

[0013]發明目的:本發明的目的是針對現有技術的不足而提供一種雷達動態頻率選擇測試系統，由單通道函數和任意波形發生器、雙通道函數和任意波形發生器、射頻信號發生器、射頻頻譜分析儀以及安裝有GPIB控制器以及相應的雷達動態頻率選擇測試軟體的控制電腦，外加若干射頻衰減器、功分器和輔助電腦組成，由此就能避免現有的測試系統不能符合全球標準測試要求、能進行雷達信號發射或分析的儀器通常價格都很昂貴、再加上它們不會自帶軟體而僅僅是通過儀器本身的操作界面來進行操作最終導致測試非常低效的缺陷。
[0014]技術方案:為了實現發明目的，本發明公開了一種雷達動態頻率選擇測試系統，包括控制電腦1，控制電腦I內部帶有基於Labview的測試模塊,所述的基於Labview的測試模塊能夠進行雷達動態頻率選擇，所述的控制電腦I內部安裝有GPIB控制器2，所述的GPIB控制器2通過GPIB線3分別同單通道函數和任意波形發生器4、雙通道函數和任意波形發生器5、射頻信號發生器6以及射頻頻譜分析儀8相連接，所述的通道函數和任意波形發生器4與雙通道函數和任意波形發生器5均同射頻信號發生器6相連接，所述的射頻信號發生器6同第一射頻衰減器9相連接，第一射頻衰減器9同第一功分器10相連接，第一功分器10還同射頻頻譜分析儀8和第二射頻衰減器11相連接，所述的第二射頻衰減器11同第二功分器12相連接，第二功分器12還同第三射頻衰減器13和第四射頻衰減器14相連接，第三射頻衰減器13同工作在5GHz頻段的相關聯的設備15相連接，第四射頻衰減器
14同工作在5GHz頻段的被測設備16相連接，工作在5GHz頻段的被測設備16同輔助電腦17相連接。
[0015]所述的基於Labview的測試模塊包括能夠進行對被測設備進行圖表曲線的截取、全自動的雷達動態頻率選擇在線監控測試以及工作在5GHz頻段的被測設備的響應分析，還能夠進行30分鐘禁止佔用期的測量、60秒時間的檢查、信道轉移時間及累計時間測量，另外還具有編程控制波形發生器和射頻信號發生器來支持全球雷達動態頻率選擇標準。
[0016]單通道函數和任意波形發生器4以及雙通道函數和任意波形發生器5用來從時域上產生根據各國雷達動態頻率選擇測試的標準要求的雷達波形信號，然後傳送到射頻信號發生器6的調製輸入埠進行調製，在頻域上進行模擬，從而產生所需要的雷達信號，所產生的雷達信號將會通過第一射頻衰減器9、第一功分器10、第二射頻衰減器11、第二功分器
12、第三射頻衰減器13和第四射頻衰減器14到達工作在5GHz頻段的被測設備16，從而對工作在5GHz頻段的被測設備16進行幹擾，同時所產生的雷達信號及工作在5GHz頻段的相關聯的設備15和工作在5GHz頻段的被測設備16的工作射頻信號也會通過第一功分器10和第二功分器12反饋回射頻頻譜分析儀8，從而監測雷達信號幅值是否正確，並對工作在5GHz頻段的相關聯的設備15和工作在5GHz頻段的被測設備16對雷達信號的反應進行測量，最後通過基於Labview的測試模塊進行分析，判斷被測設備的反應是否符合法規的要求，然後對數據圖表進行保存。
[0017]所述的單通道函數和任意波形發生器4、雙通道函數和任意波形發生器5、射頻信號發生器6以及射頻頻譜分析儀8各自分別有對應的GPIB地址，能夠被控制電腦I識別並進行控制。
[0018]所述的單通道函數和任意波形發生器4以及雙通道函數和任意波形發生器5的輸出通過BNC接口的射頻線連接到射頻信號發生器6的脈衝或FM調製輸入埠。
[0019]所述的射頻信號發生器6的輸出及射頻頻譜分析儀8的輸入端分別通過射頻線連接到第一射頻衰減器9和第一功分器10。
[0020]有益效果:本發明與現有技術相比，將測試硬體和軟體集成為一體，支持多種信號發生器和頻譜儀，可以很靈活地進行系統配置，支持全自動化測試，相比其它系統來說有著很高的靈活性及可控制的性價比，而且本套雷達動態頻率選擇測試系統符合全球的測試標準要求，從而提供了多樣化的測試需求量及提高了產品測試效率及縮短產品進入全球應用的時間。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為本發明的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖對本發明作更進一步的說明。
[0023]如圖1所示，一種雷達動態頻率選擇測試系統，包括控制電腦1，控制電腦I內部帶有基於Labview的測試模塊,所述的基於Labview的測試模塊能夠進行雷達動態頻率選擇，所述的控制電腦I內部安裝有GPIB控制器2，所述的GPIB控制器2通過GPIB線3分別同單通道函數和任意波形發生器4、雙通道函數和任意波形發生器5、射頻信號發生器6以及射頻頻譜分析儀8相連接，所述的通道函數和任意波形發生器4與雙通道函數和任意波形發生器5均同射頻信號發生器6相連接，所述的射頻信號發生器6同第一射頻衰減器9相連接，第一射頻衰減器9同第一功分器10相連接，第一功分器10還同射頻頻譜分析儀8和第二射頻衰減器11相連接，所述的第二射頻衰減器11同第二功分器12相連接，第二功分器12還同第三射頻衰減器13和第四射頻衰減器14相連接，第三射頻衰減器13同工作在5GHz頻段的相關聯的設備15相連接，第四射頻衰減器14同工作在5GHz頻段的被測設備16相連接，工作在5GHz頻段的被測設備16同輔助電腦17相連接。所述的基於Labview的測試模塊包括能夠進行對被測設備進行圖表曲線的截取、全自動的雷達動態頻率選擇在線監控測試以及工作在5GHz頻段的被測設備的響應分析，還能夠進行30分鐘禁止佔用期的測量、60秒時間的檢查、信道轉移時間及累計時間測量，另外還具有編程控制波形發生器和射頻信號發生器來支持全球雷達動態頻率選擇標準。由於雷達信號有不同類別，有不同的時域和頻域特性。單通道函數和任意波形發生器4以及雙通道函數和任意波形發生器5用來從時域上產生根據各國雷達動態頻率選擇測試的標準要求的雷達波形信號，然後傳送到射頻信號發生器6的調製輸入埠進行調製，在頻域上進行模擬，從而產生所需要的雷達信號，所產生的雷達信號將會通過第一射頻衰減器9、第一功分器10、第二射頻衰減器11、第二功分器12、第三射頻衰減器13和第四射頻衰減器14到達工作在5GHz頻段的被測設備16，從而對工作在5GHz頻段的被測設備16進行幹擾，同時所產生的雷達信號及工作在5GHz頻段的相關聯的設備15和工作在5GHz頻段的被測設備16的工作射頻信號也會通過第一功分器10和第二功分器12反饋回射頻頻譜分析儀8，從而監測雷達信號幅值是否正確，並對工作在5GHz頻段的相關聯的設備15和工作在5GHz頻段的被測設備16對雷達信號的反應進行測量，最後通過基於Labview的測試模塊進行分析，判斷被測設備的反應是否符合法規的要求，然後對數據圖表進行保存。所述的單通道函數和任意波形發生器4、雙通道函數和任意波形發生器5、射頻信號發生器6以及射頻頻譜分析儀8各自分別有對應的GPIB地址，能夠被控制電腦I識別並進行控制。所述的單通道函數和任意波形發生器4以及雙通道函數和任意波形發生器5的輸出通過BNC接口的射頻線連接到射頻信號發生器6的脈衝或FM調製輸入埠。所述的射頻信號發生器6的輸出及射頻頻譜分析儀8的輸入端分別通過射頻線連接到第一射頻衰減器9和第一功分器10。
[0024]下面結合實施例對本發明作更進一步的說明。
[0025]本發明的單通道函數和任意波形發生器4以及雙通道函數和任意波形發生器5分別採用的是安捷倫33220A和Tabor電子的Wff 1072，此外射頻信號發生器6採用的是安捷倫8665B或任意其它帶有脈衝及FM調製功能，並能夠覆蓋6GHz射頻頻率的射頻信號發生器；射頻頻譜分析儀8採用的是安捷倫EXA N9010A,或羅德施瓦茨公司的FSIQ/FSQ/FSU，ESIB系列頻譜儀或接收機。該雷達動態頻率選擇測試系統也支持其它型號的射頻頻譜分析儀8，因為該雷達動態頻率選擇測試系統從軟體上預留了一下給使用者自行開發驅動的功能，所以使用者可以通過Labview來自行開發及添加所需要的設備的驅動，這樣實現配置的靈活性。GPIB控制器採用的是國家儀器公司的GPIB-USB-HS控制器。第一射頻衰減器9、第一功分器10、第二射頻衰減器11、第二功分器12、第三射頻衰減器13和第四射頻衰減器14要能夠在5-6GHz內正常工作。
[0026]對所公開的上述實施例的說明，使本領域的專業技術人員能夠實現或者使用本發明，對上述實施例的修改隊本領域的專業技術人員是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或範圍的情況下，在其他實施例中實現。因此，本發明不限制於本文所示的實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬範圍。
【權利要求】
1.一種雷達動態頻率選擇測試系統，其特徵在於包括控制電腦(I )，控制電腦(I)內部帶有基於Labview的測試模塊,所述的基於Labview的測試模塊能夠進行雷達動態頻率選擇，所述的控制電腦(I)內部安裝有GPIB控制器(2)，所述的GPIB控制器(2)通過GPIB線(3)分別同單通道函數和任意波形發生器(4)、雙通道函數和任意波形發生器(5)、射頻信號發生器(6)以及射頻頻譜分析儀(8)相連接，所述的通道函數和任意波形發生器(4)與雙通道函數和任意波形發生器(5)均同射頻信號發生器(6)相連接，所述的射頻信號發生器(6)同第一射頻衰減器(9)相連接，第一射頻衰減器(9)同第一功分器(10)相連接，第一功分器(10)還同射頻頻譜分析儀(8)和第二射頻衰減器(11)相連接，所述的第二射頻衰減器(11)同第二功分器(12)相連接，第二功分器(12)還同第三射頻衰減器(13)和第四射頻衰減器(14)相連接，第三射頻衰減器(13)同工作在5GHz頻段的相關聯的設備(15)相連接，第四射頻衰減器(14)同工作在5GHz頻段的被測設備(16)相連接，工作在5GHz頻段的被測設備(16)同輔助電腦(17)相連接。
2.根據權利要求1所述的雷達動態頻率選擇測試系統，其特徵在於所述的基於Labview的測試模塊包括能夠進行對被測設備進行圖表曲線的截取、全自動的雷達動態頻率選擇在線監控測試以及工作在5GHz頻段的被測設備的響應分析，還能夠進行30分鐘禁止佔用期的測量、60秒時間的檢查、信道轉移時間及累計時間測量，另外還具有編程控制波形發生器和射頻信號發生器來支持全球雷達動態頻率選擇標準。
3.根據權利要求1所述的雷達動態頻率選擇測試系統，其特徵在於所述的單通道函數和任意波形發生器(4)以及雙通道函數和任意波形發生器(5)用來從時域上產生根據各國雷達動態頻率選擇測試的標準要求的雷達波形信號，然後傳送到射頻信號發生器(6)的調製輸入埠進行調製，在頻域上進行模擬，從而產生所需要的雷達信號，所產生的雷達信號將會通過第一射頻衰減器(9)、第一功分器(10)、第二射頻衰減器(11)、第二功分器(12)、第三射頻衰減器(13)和第四射頻衰減器(14)到達工作在5GHz頻段的被測設備(16)，從而對工作在5GHz頻段的被測設備(16)進行幹擾，同時所產生的雷達信號及工作在5GHz頻段的相關聯的設備(15)和工作在5GHz頻段的被測設備(16)的工作射頻信號也會通過第一功分器(10)和第二功分器(12)反饋回射頻頻譜分析儀(8)，從而監測雷達信號幅值是否正確，並對工作在5GHz頻段的相關聯的設備(15)和工作在5GHz頻段的被測設備(16)對雷達信號的反應進行測量，最後通過基於Labview的測試模塊進行分析，判斷被測設備的反應是否符合法規的要求，然後對數據圖表進行保存。
4.根據權利要求1所述的雷達動態頻率選擇測試系統，其特徵在於所述的單通道函數和任意波形發生器(4)、雙通道函數和任意波形發生器(5)、射頻信號發生器(6)以及射頻頻譜分析儀(8 )各自分別有對應的GPIB地址，能夠被控制電腦(I)識別並進行控制。
5.根據權利要求1所述的雷達動態頻率選擇測試系統，其特徵在於所述的單通道函數和任意波形發生器(4)以及雙通道函數和任意波形發生器(5)的輸出通過BNC接口的射頻線連接到射頻信號發生器(6)的脈衝或FM調製輸入埠。
6.根據權利要求1所述的雷達動態頻率選擇測試系統，其特徵在於所述的射頻信號發生器(6)的輸出及射頻頻譜分析儀(8)的輸入端分別通過射頻線連接到第一射頻衰減器(9)和第一功分器(10)。
【文檔編號】H04B17/00GK103929257SQ201410173254
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月28日 優先權日:2014年4月28日
【發明者】柏立州, 張志鋒, 梁志光 申請人:信亞美科（南京）信息技術有限公司