一種應答器傳輸模塊測試系統的製作方法
2023-06-05 21:08:11
一種應答器傳輸模塊測試系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種應答器傳輸模塊測試系統，包括傳輸模塊BTM、天線定位工具、測試天線、基準環路、矢量信號分析儀、信號生成模塊、信號分析模塊和控制模塊；其中，所述BTM與所述測試天線相連，所述天線定位裝置，對所述測試天線進行定位；所述基準環路，與所述矢量信號分析儀相連；所述信號分析模塊，與所述基準環路相連；所述矢量信號分析儀，與所述信號生成模塊相連；所述控制模塊，與所述BTM、所述信號生成模塊和所述天線定位工具相連，通過上述系統，實現了對應答器傳輸模塊的測試。
【專利說明】一種應答器傳輸模塊測試系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及軌道交通領域，尤其涉及一種應答器傳輸模塊測試系統。
【背景技術】
[0002]應答器傳輸模塊(Balise Transmission Module, BTM)是車載用於接收地面應答器數據的設備，它向車載天線提供功率在波，並對天線接收的信號進行解調和解碼，得到報文數據，通過通訊接口傳送給列車自動防護系統(Automatic train protection, ATP)。
[0003]為保證列車的正常運行，避免丟點(即BTM經過地面應答器時，列控主機接收不到報文數據)等情況的出現，BTM需要滿足一定的技術指標，為此，需要對BTM的性能進行測試。
[0004]但目前沒有一種專用的測試系統對BTM進行測試。
實用新型內容
[0005]本實用新型旨在提供一種應答器傳輸模塊BTM測試系統，以對BTM的性能進行測試。
[0006]本實用新型提供了一種應答器傳輸模塊測試系統，包括:
[0007]應答器傳輸模塊BTM、天線定位工具、測試天線、基準環路、矢量信號分析儀、信號生成模塊、信號分析模塊和控制模塊；
[0008]其中，所述BTM與所述測試天線相連，向所述測試天線提供功率波，並對所述測試天線接收的上行鏈路測試信號進行解調和解碼，得到報文數據；
[0009]所述天線定位裝置，對所述測試天線進行定位；
[0010]所述測試天線，通過空中接口接收所述基準環路發送的所述上行鏈路測試信號並發送所述功率波至所述基準環路；
[0011]所述基準環路，與所述矢量信號分析儀相連，用於測量所述測試天線的磁通量並發送所述功率波何和所述上行鏈路測試信號至所述矢量信號分析儀；
[0012]所述信號生成模塊，生成所述上行鏈路測試信號和觸發脈衝信號，並將所述上行鏈路測試信號通過所述基準環路發送至所述測試天線；
[0013]所述信號分析模塊，與所述基準環路相連，對所述基準環路發送的所述上行鏈路測試信號進行分析；
[0014]所述矢量信號分析儀，與所述信號生成模塊相連，在接收到所述觸發脈衝信號時開始工作，記錄接收到的所述功率波信號和所述上行鏈路測試信號；
[0015]所述控制模塊，與所述BTM、所述信號生成模塊和所述天線定位工具相連，對測試流程進行控制，根據接收的觸發脈衝信號記錄時間和裡程數據，向與其相連的設備發送控制信號，並接收與其相連的設備返回的結果數據，對所述結果數據進行處理。
[0016]可選的，所述信號分析模塊包括:
[0017]頻譜儀、示波器和功率計；[0018]所述頻譜儀，對功率波連續模式下的所述上行鏈路測試信號的信號特性進行測量;
[0019]所述示波器，對功率波調製模式下的所述上行鏈路測試信號的信號特性進行測量;
[0020]所述功率計，測量所述功率波的功率。
[0021]可選的，所述信號生成模塊包括:
[0022]信號發生器、連接器和RF放大器；
[0023]所述信號發生器與所述控制模塊相連，生成所述上行鏈路測試信號和觸發脈衝信號;
[0024]所述連接器與所述信號發生器、所述控制模塊和所述矢量信號分析儀相連，接收所述信號發生器發送的觸發脈衝信號並發送至所述矢量信號分析儀和所述控制模塊；
[0025]所述RF放大器與所述基準環路相連，接收所述信號發生器發送的所述上行鏈路測試信號並發送至所述基準環路。
[0026]可選的，所述信號生成模塊還包括:
[0027]第一衰減器和/或第一低通濾波器；
[0028]所述第一衰減器，與RF放大器和所述第一低通濾波器相連；
[0029]所述第一低通濾波器，與所述第一衰減器和所述基準環路相連，濾除所述基準環路發送的27MHz功率波。
[0030]可選的，所述系統還包括電流測量模塊，與所述基準環路相連，測量所述基準環路的輸出電流。
[0031]可選的，所述電流測量模塊包括:
[0032]電流傳感巴倫和第二衰減器；
[0033]所述電流傳感巴倫與所述基準環路和所述第二衰減器相連，測量所述基準環路的電流；
[0034]所述第二衰減器，與所述電流傳感巴倫和所述信號生成模塊相連。
[0035]可選的，所述系統還包括:
[0036]第二低通濾波器，與所述基準環路和所述矢量信號分析儀相連，濾除由所述基準環路發送的27MHz功率波。
[0037]可選的，所述控制模塊包括:
[0038]實驗室測試管理模塊、時間裡程模塊、第一接口適配器和第二接口適配器；
[0039]所述實驗室測試管理模塊，與所述信號生成模塊相連，並通過所述第一接口適配器與所述BTM相連，向所述信號生成模塊和所述BTM發送控制信號，並從所述信號生成模塊和所述BTM獲取結果數據；
[0040]所述實驗室測試管理模塊，還與天線定位工具相連，獲取所述天線定位數據；
[0041]所述時間裡程模塊，與所述信號生成模塊相連，在接收到所述信號生成模塊的觸發脈衝信號時，開始記錄時間和裡程數據；
[0042]所述時間裡程模塊，還通過第二接口適配器與所述BTM相連，與所述BTM互相發送數據。
[0043]可選的，所述實驗室測試管理模塊與所述時間裡程模塊相連。[0044]可選的，所述系統還包括:
[0045]射頻開關，所述射頻開關通過第一路徑與所述信號生成模塊相連，通過第二路徑與所述信號分析模塊相連。
[0046]與現有技術相比，本實用新型具有如下有益效果:
[0047]本實用新型通過提供一種上述系統，實現了對BTM的性能測試。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0048]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0049]圖1是本實用新型實施例一系統結構圖；
[0050]圖2是本實用新型實施例二信號生成模塊結構圖；
[0051]圖3是本實用新型實施例三系統結構圖；
[0052]圖4是本實用新型實施例四系統結構圖；
[0053]圖5是本實用新型實施例五系統結構圖；
[0054]圖6本實用新型實施例六系統結構圖；
[0055]圖7是本實用新型實施例七系統結構圖；
[0056]圖8是標稱FSK上彳丁彳目號不意圖。
【具體實施方式】
[0057]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。
[0058]為方便理解，首先對BTM的工作原理進行介紹。
[0059]BTM在實際應用中，用於通過車載天線向地面應答器提供27MHz功率波。當車載天線通過地面應答器時，地面應答器被激活。之後地面應答器便發出攜帶應答器報文的上行鏈路信號。BTM通過車載天線經由空氣間隙接收該信號，在BTM內部對該信號解調、解碼，得到應答器報文。
[0060]對BTM的測試主要涉及動態測試信號模式、傳輸測試、功率波特性測試、上行鏈路信號特性和報文處理能力的測試。
[0061]其中，動態測試信號模式主要是模擬應答器經過的過程，確定上行鏈路信場強與列車位置的關係。
[0062]傳輸測試是判斷車載天線和BTM的應答器的探測的能力，可靠的數據傳輸、旁瓣處理和模擬動態條件下的定位精度。
[0063]功率波特性測試是系統地評價BTM產生的功率波信號的表現。
[0064]上行鏈路信號特性是評價BTM對上行鏈路信號電氣特性極限處理的能力(比如中心頻率、頻偏、數據速率、相位畸變和幅值畸變)。[0065]報文處理能力包括處理不同報文、處理報文序列以及接收報文的能力。
[0066]如果按照測試原理和信號路徑，上述測試大致可以分為上行鏈路測試和下行鏈路測試。其中，上行鏈路測試主要是模擬地面應答器信號、判斷BTM的接收能力，如上行鏈路信號特性測試、傳輸測試和報文處理能力測試。下行鏈路測試主要是判斷BTM的發射能力，即功率波的特性參數的指標，如功率波特性測試，將射頻開關置於P3或P4的位置，測試BTM的功率波特性參數(如相位噪聲、調製頻率、脈衝寬度等)。
[0067]為完成上述測試，本實用新型實施例一提供了一種應答器傳輸模塊測試系統，參見圖1，該系統包括:
[0068]應答器傳輸模塊BTM 11、天線定位工具12、測試天線13、基準環路14、矢量信號分析儀15、信號生成模塊16、信號分析模塊17和控制模塊18。
[0069]BTM與測試天線相連，其中，BTM可以提供功率波給測試天線。向測試天線提供功率波，並對測試天線接收的上行鏈路測試信號進行解調和解碼，得到報文數據。
[0070]測試天線通過接口 A與基準環路進行通信，測試天線將接收的功率波發送至基準環路。
[0071]信號生成模塊與基準環路相連，在本實用新型中用於生成上行鏈路測試信號和觸發脈衝信號，並將上行鏈路測試信號發送至基準環路。
[0072]基準環路與矢量信號分析儀相連。在本實用新型中用以代替地面應答器，對測試天線的磁通量進行測量並發送功率波和上行鏈路測試信號至矢量信號分析儀。
[0073]矢量信號分析儀，與所述信號生成模塊相連，在接收到所述觸發脈衝信號時開始工作，記錄基準環路接收到的功率波信號和所述上行鏈路測試信號。
[0074]信號分析模塊，與基準環路相連，對基準環路發送的上行鏈路測試信號進行分析。
[0075]控制模塊，與BTM、信號生成模塊和天線定位工具相連，用於對整個測試流程進行管理控制，對測試系統中的各模塊進行初始化，根據接收的觸發脈衝信號記錄時間和裡程數據，向與其相連的設備發送控制信號，並接收與其相連的設備返回的結果數據，對結果數據進行處理。
[0076]具體的，控制模塊可與BTM進行數據交換，對BTM進行初始化，獲取BTM的功率波數據。
[0077]控制模塊還可從天線定位工具處獲得測試天線的位置數據。
[0078]控制模塊可對信號生成模塊進行控制，如控制器生成何種信號以及處於何種狀態，還可從信號生成模塊獲取相關信號數據。
[0079]為進一步對信號進行分析，在本實用新型實施例二中，參見圖2，本實用新型信號分析模塊包括:頻譜儀21、示波器22和功率計23。
[0080]頻譜儀21，對功率波連續模式下的上行鏈路測試信號的信號特性進行測量。
[0081]示波器22，對功率波調製模式下的上行鏈路測試信號的信號特性進行測量。
[0082]功率計23，測量功率波的功率。
[0083]在本實用新型實施例三中，參見圖3，信號生成模塊包括:
[0084]信號發生器31、連接器32和RF放大器33。
[0085]信號發生器與控制模塊相連，生成上行鏈路測試信號和觸發脈衝信號。
[0086]連接器與信號發生器、控制模塊和矢量信號分析儀相連，接收信號發生器發送的觸發脈衝信號並發送至矢量信號分析儀和控制模塊。
[0087]RF放大器與基準環路相連，接收信號發生器發送的上行鏈路測試信號，對其進行放大後發送至基準環路。
[0088]為消除基準環路對信號生成模塊的功率影響，本實用新型實施例四中，參見圖4，信號生成模塊包括:
[0089]信號發生器41、連接器42和R F放大器43、第一衰減器44和/或第一低通濾波器45。
[0090]第一衰減器，與R F放大器和第一低通濾波器相連，可阻止反射功率影響R F放大器。
[0091]第一低通濾波器，與第一衰減器和基準環路相連，可濾除基準環路向R F放大器發射的27MHz功率波。
[0092]在測試的過程中，還需要對基準環路的電流進行測量。本實用新型中可通過基準環路的阻抗進行計算。但為簡化測試過程，在實施例五中，本實用新型的系統還包括電流測量模塊，連接在基準環路和矢量信號分析儀之間，對基準環路的輸出電流進行直接測量。
[0093]在具體實施例中，電流測量模塊為電流傳感巴倫。
[0094]為保證阻抗匹配，參見圖5，電流測量模塊還包括第二衰減器51。連接在電流傳感巴倫52和信號生成模塊53之間。
[0095]需要說明的是，當信號生成模塊包括信號發生器531、連接器532和RF放大器533、第一衰減器534和/或第一低通濾波器535時，第二衰減器連接在電流傳感巴倫和第一低通濾波器之間。
[0096]為濾除由基準環路發送的27MHz功率波，本實用新型的系統還包括第二低通濾波器，連接在基準環路和矢量信號分析儀之之間。
[0097]本系統中控制模塊可以是一個獨立的實體，如一個微處理器。
[0098]在實施例六中，控制模塊可具體包括實驗室測試管理模塊、時間裡程模塊、第一接口適配器和第二接口適配器。
[0099]如圖6所示，實驗室測試管理模塊61，與信號生成模塊相連，並通過第一接口適配器與BTM相連，向信號生成模塊和BTM發送控制信號，並從信號生成模塊和BTM獲取結果數據。
[0100]當信號生成模塊如圖4或5所示時，實驗室測試管理模塊與信號發生器相連。
[0101 ] 實驗室測試管理模塊61，還與天線定位工具相連，獲取天線定位數據。
[0102]實驗室測試管理模塊可以對獲取的數據進行處理，並將結果生成測試報表。
[0103]時間裡程模塊62，與信號生成模塊相連，在接收到信號生成模塊的觸發脈衝信號時，開始記錄時間和裡程數據。
[0104]當信號生成模塊如圖4或5所示時，時間裡程模塊通過連接器與矢量信號分析儀相連。
[0105]時間裡程模塊62，還通過第二接口適配器與BTM相連，與BTM互相發送數據。
[0106]實驗室測試管理模塊與時間裡程模塊相連。其中，實驗室測試管理模塊還可對時間裡程模塊進行設置，比如對其當前的操作模式進行設置，還可向時間裡程模塊提供需要的測試數據，如速度和位置的模擬。[0107]當然時間裡程模塊也可由操作人員進行設置。
[0108]在上行鏈路有關的測試中需要用到信號生成模塊和功率計，在下行鏈路有關的測試中一般不會涉及信號生成模塊，而會用到信號分析模塊，在實際應用中，可通過人工操作，將基準環路與各相關設備相連。
[0109]在優選實施例中，為簡化切換帶來的操作複雜的問題，所述系統還包括:
[0110]射頻開關，射頻開關通過第一路徑與信號生成模塊相連，通過第二路徑與信號分析模塊相連。當需要用到信號生成模塊時，將射頻開關連接到第一路徑，當需要用到信號分析模塊時，將射頻開關連接到第二路徑。
[0111]實施例七提供了一種優選的系統結構，如圖7所示包括:
[0112]Al.BTM.A2.天線定位工具、A3.天線單元、A4.基準環路、A5.電流傳感巴倫、A6.第二低通濾波器、A7.矢量信號分析儀、AS.連接器、A9.信號發生器、A10.RF放大器、Al 1.第一衰減器、A12.第一低通濾波器、A13.射頻開關、A14.第二衰減器、A15.功率計、A16.示波器、A17.頻譜儀、A18.第二接口適配器、A19.時間裡程模塊A20.實驗室測試管理模塊、A21第一接口適配器。
[0113]其中，信號發生器與實驗室測試管理模塊通過IEEE488總線進行通信，時間裡程模塊與矢量信號分析儀通過RS323相連。
[0114]為使本實用新型更加清楚，下面對應用本系統進行測試的過程進行加丹介紹:
[0115]動態測試信號模式
[0116]模擬應答器經過的過程，確定上行鏈路信號場強與列車位置的關係曲線
[0117]測試方法如下:
[0118]1.把車載天線放置在測試點[X = 0, Y = 0, Z = 460mm]。
[0119]2.在附圖1中所示，將射頻開關置於P2。
[0120]3.命令BTM打開功率發射。
[0121]4.記錄功率計的值(頻率為27.905MHz)。
[0122]5.臨時性命令BTM傳輸切換調製功率波信號，並記錄功率計的值。
[0123]6.命令BTM為標稱條件(即連續波)。
[0124]7.重複第四步，測試其他預先定義的測試點。
[0125]8.用如下公式計算並記錄流過基準環路的磁通:
【權利要求】
1.一種應答器傳輸模塊測試系統，其特徵在於，所述系統包括: 應答器傳輸模塊B TM、天線定位工具、測試天線、基準環路、矢量信號分析儀、信號生成模塊、信號分析模塊和控制模塊； 其中，所述B T M與所述測試天線相連，向所述測試天線提供功率波，並對所述測試天線接收的上行鏈路測試信號進行解調和解碼，得到報文數據； 所述天線定位裝置，對所述測試天線進行定位； 所述測試天線，通過空中接口接收所述基準環路發送的所述上行鏈路測試信號並發送所述功率波至所述基準環路； 所述基準環路，與所述矢量信號分析儀相連，用於測量所述測試天線的磁通量並發送所述功率波何和所述上行鏈路測試信號至所述矢量信號分析儀； 所述信號生成模塊，生成所述上行鏈路測試信號和觸發脈衝信號，並將所述上行鏈路測試信號通過所述基準環路發送至所述測試天線； 所述矢量信號分析儀，與所述信號生成模塊相連，在接收到所述觸發脈衝信號時開始工作，記錄接收到的所述功率波信號和所述上行鏈路測試信號； 所述控制模塊，與所述B TM、所述信號生成模塊和所述天線定位工具相連，對測試流程進行控制，根據接收的觸發脈衝信號記錄時間和裡程數據，向與其相連的設備發送控制信號，並接收與其相連的設備返回的結果數據。
2.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述信號生成模塊包括: 信號發生器、連接器和R F放大器； 所述信號發生器與所述控制模塊相連，生成所述上行鏈路測試信號和觸發脈衝信號； 所述連接器與所述信號發生器、所述控制模塊和所述矢量信號分析儀相連，接收所述信號發生器發送的觸發脈衝信號並發送至所述矢量信號分析儀和所述控制模塊； 所述R F放大器與所述基準環路相連，接收所述信號發生器發送的所述上行鏈路測試信號並發送至所述基準環路。
3.根據權利要求2所述的系統，其特徵在於，所述信號生成模塊還包括: 第一衰減器和/或第一低通濾波器； 所述第一衰減器，與R F放大器和所述第一低通濾波器相連； 所述第一低通濾波器，與所述第一衰減器和所述基準環路相連，濾除所述基準環路發送的27 MH z功率波。
4.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述系統還包括電流測量模塊，與所述基準環路相連，測量所述基準環路的輸出電流。
5.根據權利要求4所述的系統，其特徵在於，所述電流測量模塊包括: 電流傳感巴倫和第二衰減器； 所述電流傳感巴倫與所述基準環路和所述第二衰減器相連，測量所述基準環路的電流； 所述第二衰減器，與所述電流傳感巴倫和所述信號生成模塊相連。
6.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述系統還包括: 第二低通濾波器，與所述基準環路和所述矢量信號分析儀相連，濾除由所述基準環路發送的27 MH z功率波。
7.根據權利要求1 一 6任一項所述的系統，其特徵在於，所述系統還包括: 射頻開關，所述射頻開關通過第一路徑與所述信號生成模塊相連，通過第二路徑與所述信號分析模塊相連。
【文檔編號】H04B17/00GK203554461SQ201320168335
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年4月7日 優先權日:2013年4月7日
【發明者】馮斌, 湯文清, 吳贇, 王偉, 袁正文 申請人:株洲南車時代電氣股份有限公司