一种数字式小型化信道设备自动测试装置和系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种信道设备自动测试装置和系统，所述装置包括接口适配器和采用通用测试仪表接口的信道设备自动测试仪；所述信道设备自动测试仪包括：主控板、数字中频板、音频板、射频板、定向耦合模块、显示输入模块和自供电模块；所述系统包括校准子系统、测试规划编辑子系统、质量管理子系统和上述信道设备自动测试装置。采用信道设备自动测试仪配合接口适配器，在测试现场通过简单的连接即可进行测试，采用数字处理方法，使得模拟器件大大减少，使得整个系统体积小，携带方便。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及自动化测试
，尤其涉及一种数字式小型化信道设备自动测试装置和测试系统。
技术介绍
很多舰艇都存在信道设备性能下降导致系统通信故障的现象，因此需要对信道设备进行无线电性能测试。但是，目前在舰艇上进行信道设备的性能检测需要采用很多市面通用测试仪表，包括大功率功率计、信号源、频谱仪、网络分析仪等多种仪表。这些仪表功能齐备，除了具有测试信道设备所需要的功能外，还有其它在测试信道设备时不需要的功能。这些冗余功能，使得这些仪表体积大、重量重，不便于外出携带。由此，亟需设计开发一款小型化、便携式的信道设备自动测试设备。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种数字式小型化信道设备自动测试装置和测试系统，采用信道设备自动测试仪配合接口适配器，在测试现场通过简单的连接即可进行测试，采用数字处理方法，使得模拟器件大大减少，使得整个系统体积小，携带方便。为了解决上述技术问题，本专利技术是这样实现的：一种信道设备自动测试装置，包括接口适配器和采用通用测试仪表接口的信道设备自动测试仪；所述信道设备自动测试仪包括：主控板、数字中频板、音频板、射频板、定向耦合模块、显示输入模块和自供电模块；嵌入式的主控
板通过数字中频板连接音频板和射频板，射频板连接定向耦合模块，主控板还连接显示输入模块；音频板提供的音频口通过接口适配器连接被测信道设备的音频口；主控板提供的控制口通过接口适配器连接被测信道设备的控制口；定向耦合模块提供两个天线/负载接口和两个射频口，两个天线/负载接口用于连接负载或相应波段天线，两个射频口分别用于连接相应波段被测信道设备的射频口；所述相应波段包括短波和超短波；所述定向耦合模块包括超短波耦合器和短波耦合器，所述射频板包括开关组和射频处理通道；射频处理通道连接数字中频板，且通过开关组连接超短波耦合器和短波耦合器；所述开关组用于切换数字中频板、射频处理通道与超短波耦合器和短波耦合器的连通关系；短波耦合器连接短波对应的天线/负载接口和射频口，超短波耦合器连接超短波对应的天线/负载接口和射频口；所述超短波耦合器和短波耦合器用于将来自射频板的信号耦合出去，将来自被测信道设备的射频信号分为两部分，一部分引入射频板，另一部分引入天线/负载接口；主控板通过控制口设置被测信道设备状态；根据来自外部的测试脚本或根据显示输入模块的输入所生成的测试脚本，产生测试信号传输给数字中频板，数字中频板根据测试信号产生数字信号并转换为模拟信号，发送给音频板或射频板进行信号调理，经音频板调理后的信号通过音频口向被测信道设备输出，经射频板调理的信号通过射频口向被测信道设备输出；经被测信道设备处理后产生的输出信号经由音频板调节后到达数字中频板，或经由定向耦合模块的取样和射频板的调节后到达数字中频板，数字中频板完成信号的模拟数字变换、信号处理并进行测试指标计算，然后将计算结果传输到主控板，由主控板控制显示输入模块进行显示；自供电模块为音频板、主控板、数字中频板和射频板提供电源。优选地，所述数字中频板采用FPGA实现，将FPGA逻辑划分为发射机测
试单元和接收机测试单元；发射机测试单元根据来自主控板的测试信号，产生数字信号，通过音频板转换为音频信号后向被测信道设备发送；被测信道设备发射机输出的射频信号，由定向耦合器耦合出一部分信号传输到射频板，由射频板进行低通滤波并做一次功率调整后，返回数字中频板的发射测试处理单元；该发射测试处理单元进一步采用带通采样的方法，直接采集来自射频板的射频信号，将其转换成数字信号，并用数字方法对转换后的信号进行自动增益控制、正交下变频、抽取滤波、解调计算的处理，完成被测信道设备发射机测试；接收机测试单元根据来自主控板的测试信号，采用数字方法生成两路正交的数字信号，再进行数字插值滤波、数字正交上变频、数字模拟变换的处理后，经射频板调理功率并输出至被测信道设备；被测信道设备的接收机产生的音频信号经由音频板返回数字中频板的接收机测试单元；该接收机测试单元将音频信号数字化后，进一步进行测试指标的计算，完成信道设备接收机测试。优选地，所述FPGA的发射机测试单元和接收机测试单元在执行测试流程时共用计算模块，所述计算模块包括自动增益控制模块、数字插值滤波模块、抽取滤波模块、解调计算模块、正交下变频模块和数字正交上变频模块。优选地，所述射频板中的开关组包括第一1分2开关、第二1分2开关、第三1分2开关和第四1分2开关；射频处理通道包括输出处理通道和输入处理通道；短波定向耦合器的耦合端连接第一1分2开关的第二端，隔离端连接第三1分2开关的第二端；超短波定向耦合器的耦合端连接第一1分2开关的第三端，隔离端连接第三1分2开关的第三端；第一1分2开关的第一端连接第二1分2开关的第一端，第二1分2开关的第二端连接第四1分2开关的第二端，第二1分2开关的第三端接入输入处理通道；第四1分2开关的第1端接入输出处理
通道；第三1分2开关的第1端直接接入数字中频板；所述输出处理通道包括依次串联的自动电平控制器ALC、90dB/10dB程控步进衰减器和滤波器组；ALC连接数字中频板，滤波器组连接第四1分2开关的第一端；所述输入处理通道包括20dB衰减器和第五1分2开关；20dB衰减器的输入端连接第二1分2开关的第三端，20dB衰减器的输出端连接第五1分2开关的第二端；第五1分2开关的第一端接入数字中频板；第四1分2开关的第3端和第五1分2开关的第三端引出本射频板形成插损隔离度测试双端口；所有1分2开关接受数字中频板的控制；当测试信道设备的发射功率、频率准确度和调制质量时，如果输入信号为短波频段信号，则数字中频板根据频段设置1分2开关组，将短波定向耦合器的耦合信号输入到20dB衰减器进行信号衰减，衰减后的信号经过第五1分2开关输入到数字中频板；如果输入信号为超短波频段信号，则数字中频板根据频段设置1分2开关组，将超短波定向耦合器的耦合信号输入到20dB衰减器进行信号衰减，衰减后的信号经过第五1分2开关输入到数字中频板；当测试信道设备的驻波比时，如果输入信号为短波频段信号，则数字中频板根据频段设置1分2开关组，将短波定向耦合器的隔离端与数字中频板直接连通；如果输入信号为超短波频段信号，则数字中频板根据频段设置1分2开关组，将超短波定向耦合器的隔离端与数字中频板直接连通；当测试信道设备的接收机灵敏度和接收机动态范围时，数字中频板输出的信号进入ALC进行功率调制，将功率调整到10dBm的固定值，然后根据测试需要利用90dB/10dB程控步进衰减器将信号衰减到10dBm～-80dBm的范围；衰减后的信号经过滤波器组进行信号滤波后通过1分2开关组选择到对应的短波定向耦合器或者超短波定向耦合器进行耦合输出，完成接收机灵敏度和接收机动态范围测试。优选地，所述主控板预存了多个独立的测试模块，每个测试模块对应一个测试项目，每个测试模块对应一个可视化的图标；主控板还预存了多个控制语句，每个控制语句对应一个可视化的图标；当手动测试时，主控板接收测试人员对测试项目的选择，并利用测试人员选取的控制语句以及所订立的执行顺序，对测试项目进行顺序执行，以实现测试项目的控制；当自动测试时，主控板根据测试脚本预先确定的测试项目顺序，自动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种信道设备自动测试装置，其特征在于，包括接口适配器和采用通用测试仪表接口的信道设备自动测试仪；所述信道设备自动测试仪包括：主控板、数字中频板、音频板、射频板、定向耦合模块、显示输入模块和自供电模块；嵌入式的主控板通过数字中频板连接音频板和射频板，射频板连接定向耦合模块，主控板还连接显示输入模块；音频板提供的音频口通过接口适配器连接被测信道设备的音频口；主控板提供的控制口通过接口适配器连接被测信道设备的控制口；定向耦合模块提供两个天线/负载接口和两个射频口，两个天线/负载接口用于连接负载或相应波段天线，两个射频口分别用于连接相应波段被测信道设备的射频口；所述相应波段包括短波和超短波；所述定向耦合模块包括超短波耦合器和短波耦合器，所述射频板包括开关组和射频处理通道；射频处理通道连接数字中频板，且通过开关组连接超短波耦合器和短波耦合器；所述开关组用于切换数字中频板、射频处理通道与超短波耦合器和短波耦合器的连通关系；短波耦合器连接短波对应的天线/负载接口和射频口，超短波耦合器连接超短波对应的天线/负载接口和射频口；所述超短波耦合器和短波耦合器用于将来自射频板的信号耦合出去，将来自被测信道设备的射频信号分为两部分，一部分引入射频板，另一部分引入天线/负载接口；主控板通过控制口设置被测信道设备状态；根据来自外部的测试脚本或根据显示输入模块的输入所生成的测试脚本，产生测试信号传输给数字中频板，数字中频板根据测试信号产生数字信号并转换为模拟信号，发送给音频板或射频板进行信号调理，经音频板调理后的信号通过音频口向被测信道设备输出，经射频板调理的信号通过射频口向被测信道设备输出；经被测信道设备处理后产生的输出信号经由音频板调节后到达数字中频板，或经由定向耦合模块的取样和射频板的调节后到达数字中频板，数字中频板完成信号的模拟数字变换、信号处理并进行测试指标计算，然后将计算结果传输到主控板，由主控板控制显示输入模块进行显示；自供电模块为音频板、主控板、数字中频板和射频板提供电源。...

【技术特征摘要】
1.一种信道设备自动测试装置，其特征在于，包括接口适配器和采用通用测试仪表接口的信道设备自动测试仪；所述信道设备自动测试仪包括：主控板、数字中频板、音频板、射频板、定向耦合模块、显示输入模块和自供电模块；嵌入式的主控板通过数字中频板连接音频板和射频板，射频板连接定向耦合模块，主控板还连接显示输入模块；音频板提供的音频口通过接口适配器连接被测信道设备的音频口；主控板提供的控制口通过接口适配器连接被测信道设备的控制口；定向耦合模块提供两个天线/负载接口和两个射频口，两个天线/负载接口用于连接负载或相应波段天线，两个射频口分别用于连接相应波段被测信道设备的射频口；所述相应波段包括短波和超短波；所述定向耦合模块包括超短波耦合器和短波耦合器，所述射频板包括开关组和射频处理通道；射频处理通道连接数字中频板，且通过开关组连接超短波耦合器和短波耦合器；所述开关组用于切换数字中频板、射频处理通道与超短波耦合器和短波耦合器的连通关系；短波耦合器连接短波对应的天线/负载接口和射频口，超短波耦合器连接超短波对应的天线/负载接口和射频口；所述超短波耦合器和短波耦合器用于将来自射频板的信号耦合出去，将来自被测信道设备的射频信号分为两部分，一部分引入射频板，另一部分引入天线/负载接口；主控板通过控制口设置被测信道设备状态；根据来自外部的测试脚本或根据显示输入模块的输入所生成的测试脚本，产生测试信号传输给数字中频板，数字中频板根据测试信号产生数字信号并转换为模拟信号，发送给音频板或射频板进行信号调理，经音频板调理后的信号通过音频口向被测信道设备输出，经射频板调理的信号通过射频口向被测信道设备输出；经被测信道设备处理后产生的输出信号经由音频板调节后到达数字中频板，或经由定向耦合模块的取样和射频板的调节后到达数字中频板，数字中频板完成信号的模拟数字变换、
\t信号处理并进行测试指标计算，然后将计算结果传输到主控板，由主控板控制显示输入模块进行显示；自供电模块为音频板、主控板、数字中频板和射频板提供电源。2.如权利要求1所述的信道设备自动测试装置，其特征在于，所述数字中频板采用FPGA实现，将FPGA逻辑划分为发射机测试单元和接收机测试单元；发射机测试单元根据来自主控板的测试信号，产生数字信号，通过音频板转换为音频信号后向被测信道设备发送；被测信道设备发射机输出的射频信号，由定向耦合器耦合出一部分信号传输到射频板，由射频板进行低通滤波并做一次功率调整后，返回数字中频板的发射测试处理单元；该发射测试处理单元进一步采用带通采样的方法，直接采集来自射频板的射频信号，将其转换成数字信号，并用数字方法对转换后的信号进行自动增益控制、正交下变频、抽取滤波、解调计算的处理，完成被测信道设备发射机测试；接收机测试单元根据来自主控板的测试信号，采用数字方法生成两路正交的数字信号，再进行数字插值滤波、数字正交上变频、数字模拟变换的处理后，经射频板调理功率并输出至被测信道设备；被测信道设备的接收机产生的音频信号经由音频板返回数字中频板的接收机测试单元；该接收机测试单元将音频信号数字化后，进一步进行测试指标的计算，完成信道设备接收机测试。3.如权利要求2所述的信道设备自动测试装置，其特征在于，所述FPGA的发射机测试单元和接收机测试单元在执行测试流程时共用计算模块，所述计算模块包括自动增益控制模块、数字插值滤波模块、抽取滤波模块、解调计算模块、正交下变频模块和数字正交上变频模块。4.如权利要求3所述的信道设备自动测试装置，其特征在于，所述射频板中的开关组包括第一1分2开关、第二1分2开关、第三1分2开关和第四1分2开关；射频处理通道包括输出处理通道和输入处理通道；短波定向耦合器的耦合端连接第一1分2开关的第二端，隔离端连接第三1分2开关的第二端；超短波定向耦合器的耦合端连接第一1分2开关的第三端，隔离端连接第三1分2开关的第三端；第一1分2开关的第一端连接第二1分2开关的第一端，第二1分2开关的第二端连接第四1分2开关的第二端，第二1分2开关的第三端接入输入处理通道；第四1分2开关的第1端接入输出处理通道；第三1分2开关的第1端直接接入数字中频板；所述输出处理通道包括依次串联的自动电平控制器ALC、90dB/10dB程控步进衰减器和滤波器组；ALC连接数字中频板，滤波器组连接第四1分2开关的第一端；所述输入处理通道包括20dB衰减器和第五1分2开关；20dB衰减器的输入端连接第二1分2开关的第三端，20dB衰减器的输出端连接第五1分2开关的第二端；第五1分2开关的第一端接入数字中频板；第四1分2开关的第3端和第五1分2开关的第三端引出本射频板形成插损隔离度测试双端口；所有1分2开关接受数字中频板的控制；当测试信道设备的发射功率、频率准确度和调制质量时，如果输入信号为短波频段信号，则数字中频板根据频段设置1分2开关组，将短波定向耦合器的耦合信号输入到20dB衰减器进行信号衰减，衰减后的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈浩，陈鹏，乔军，谢亚林，周建军，林健，杨心武，陈肯，张小梅，秦峰，谢飞，付建勋，孙黎，郭嘉，范佳欣，张琴，黎奎，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七二二研究所，
类型：发明
国别省市：湖北;42