短波天线监测仪制造技术

本实用新型专利技术提出了短波天线监测仪，包括外壳和集成电路板；所述集成电路板包括射频电路板和信号处理电路板；所述射频电路板包括低噪放大器、自动增益控制模块、放大电路模块、滤波电路模块；所述信号处理电路板包括AD短波射频采样模块、FPGA数字滤波模块、数据输出模块；低噪放大器与短波宽带天线相连接；低噪放大器与自动增益控制模块、放大电路模块、滤波电路模块、AD短波射频采样模块、FPGA数字滤波模块依次相连接；FPGA数字滤波模块与数据输出模块相连接；数据输出模块与以太网交换机相连接。根据本实用新型专利技术提供的短波天线监测仪，利用射频电路板和信号处理电路板对短波天线信号的采集和处理，实现对发射场所有天线同时进行无线信号辐射监测。

【技术实现步骤摘要】
短波天线监测仪
本技术涉及短波通信设备
，特别涉及一种短波天线监测仪。
技术介绍
短波通信以其无源中继、远距离通信的特性，仍然是现代战争中不可或缺的通信手段。在卫星通信和移动通信快速发展的今天，短波通信不仅没有被淘汰，还在快速发展。其原因是：短波通信距离远、抗毁能力和自主通信能力强、运行成本低。短波通信台站是我军短波通信网中重要的通信节点，在其实际工作中，链路通信状态管理，以及短波天线的工作状态和天线馈线的性能状态是否正常，决定了通信业务及维护保障的工作效率和工作性能。一般一个短波通信发信台站，往往有几十副室外型短波天线，负责各个方向几百～几千公里的短波通信，工作于短波波段(1～30MHz)的发射或接收天线，统称为短波天线。由于短波波长较大，室外型的短波天线的尺寸都很大。短波天线形式很多如图所示为四波段倒天线，其中应用最多的有对称天线、同相水平天线、倍波天线、角型天线、V型天线、菱形天线、鱼骨形天线等。和长波天线比较，短波天线的有效高度大，辐射电阻大，效率高，方向性良好，增益高，通频带宽。影响短波天线正常工作的因素是多方面的：风吹雨打日晒雨淋常会引起天线振子和铁塔等的紧固螺丝松动，天线引出馈线头脱落等现象。长期的高频辐射会使天线附近的绝缘材料构件表面变脆，表面上积聚脏物致使绝缘性能降低。天线振子、支撑杆或铁塔等由于晃动引起的鞭梢效应会使强度变差的构件断裂脱落。空气中的污染和酸雨都会腐蚀天线、铁塔、支撑杆和钢丝绳等金属体的表面，这些金属结构表面的锈蚀造成机械强度的减弱。另外空气中的污染物会积聚在天线、加感线圈、陷波器和绝缘体的表面。短波通信台站的短波天线目前并没有很好的技术手段去实时判断短波天线的工作状态，往往采取以下方法：与远端接收机无法通信或通信效果不佳，这时，才派出专业人员用专业测试仪器对天线进行指标测量，这种测试费时费力，需要花很多时间。固定台站的短波天线每年定期进行天线维护工作，并进行指标测试，这个工作量也很大，费时费力，而且，天线维护的针对性不强。现有的短波天线测试和维护手段，一般应用于短波天线的架设、故障排查和定期维护中，在短波通信台站的实际应用中，存在以下不足：短波台站无法实时得知短波天线的实时工作状态，如果出现通信效果不好的情况，无法立即排除是否短波天线状态出现异常，需要专业测试人员对远端接收机那端和发射链路这端都进行逐步排除，才能分析和判断出原因。无法做到及时判断和即时响应。通信台站往往几十副短波天线，全部测试工作量很大，定期维护费事费力，即时定期测试维护，也不能确保正好发现问题，这种状态对完成通信保障任务非常不利。天线专业测试设备昂贵，对测试人员要求高，无法实现所有台站设备及人员的配备，无法做到及时响应。
技术实现思路
本技术的目的旨在至少解决所述的技术缺陷之一。为此，本技术的一个目的在于提出一种短波天线监测仪，利用射频电路板和信号处理电路板在发射天线场附近对所有的短波发射天线的辐射信号的进行实时采集、处理和分析，实现对短波发射天线工作状态的实时监测，从而达到天线状态实时监测。为了实现上述目的，本技术一方面的实施例提供一种短波天线监测仪，包括外壳和固定在外壳内部的集成电路板；所述集成电路板包括低噪声放大电路板和信号处理通信电路板；所述低噪声放大电路板和信号处理通信电路板的数据接口和射频接口相对接；所述低噪声放大电路板包括低噪放大器、自动增益控制模块、放大电路模块、滤波电路模块；所述信号处理通信电路板包括AD短波射频采样模块、FPGA数字滤波模块、数据输出模块；所述低噪放大器的输入端与短波宽带天线相连接；所述低噪放大器的输出端与自动增益控制模块的输入端相连接；所述自动增益控制模块的输出端与放大电路模块的输入端相连接；所述放大电路模块的输出端与滤波电路模块的输入端相连接；所述滤波电路模块的输出端与AD短波射频采样模块的输入端相连接；所述AD短波射频采样模块的输出端与FPGA数字滤波模块的输入端相连接；所述FPGA数字滤波模块的输出端与数据输出模块相连接；所述数据输出模块的输出端与以太网交换机相连接。优选的，所述FPGA数字滤波模块还与自动增益控制模块的相连接。优选的，还包括至少两个电源转换器，所述电源转换器分别设置低噪声放大电路板和信号处理通信电路板上，用于将输入电压转换为AD短波射频采样模块、FPGA数字滤波模块的工作电压。优选的，所述FPGA数字滤波模块包括FPGA芯片、三态输出的八路总线收发器；所述FPGA芯片通过三态输出的八路总线收发器与短波宽带天线的选择开关相连接。优选的，所述AD短波射频采样模块包括AD转换芯片、低压差稳压器、分频器；所述分频器的第一信号输出端连接AD转换芯片的时钟控制管脚；所述AD转换芯片的电压输入端连接低压差稳压器；所述AD转换芯片的信号输出端连接FPGA芯片的信号输入端；所述分频器的时钟控制端与FPGA芯片相连接。优选的，所述数据输出模块包括串口芯片、以太网控制器；所述串口芯片一端与FPGA的串口输出端相连接，另一端通过串口接口与外部设备通信；所述以太网控制器一端通过数据接口连接FPGA芯片；另一端连接通过以太网口连接通信设备。根据本技术实施例提供的短波天线监测仪，利用利用射频电路板和信号处理电路板对短波天线信号的采集和处理；采用LDO稳压器利用其低抖动，低相位噪声的硬件结构特点，最大优化数据转换器的性能；采用高速AD直接对短波发射台站发射场进行短波全频道数据采样，对直接采样获取的短波发射台站发射场短波全频段数据进行频域变换，获取全频段实时频谱图；通过设置网络端口对该频段实时频谱数据进行网络传输发送；减少了大量传统电子器件，电路结构简单。同时还可将发射场所有天线同时进行无线信号辐射监测，同时该设备相比昂贵的专业检测设备，价格非常有优势，每个通信台站都可以长期固定装备；该设备实时网络在线，台站监管人员和远程监管人员可实时监测当前各个天线的发射状态，便于实时判断某一个通信链路的工作状态，为通信台站信息化管理，提供了技术手段。通过与发射机发射功率模式对应，以及天线辐射历史数据分析，可利用大数据技术，实时判断天线的电信能是否正常，当前气候条件对该天线的性能影响，从而为该天线是否需要进行维护提供数据基础。为通信链路保障提供实时直观的发射状态检测，与发射机输出功率检测、链路切换状态、发射频率、天馈线通过功率以及该设备提供的天线辐射幅度一起，构成通信链路的完整信息化数据。本技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。附图说明本技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为本技术一种短波天线监测仪的电路连接结构框图；图2为本技术一种短波天线监测仪的三态输出的八路总线收发器的电路原理；图3(a)为本技术一种短波天线监测仪的分频器的电路原理图；图3(b)为本技术一种短波天线监测仪的AD转换芯片的电路原理图；图4为本技术一种短波天线监测仪的低压差稳压器与LDO稳压器连接的电路原理图；图5为本技术一种短波天线监测仪的电源变换器的电路原理图。具体实施方式下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种短波天线监测仪，其特征在于，包括外壳和固定在外壳内部的集成电路板；所述集成电路板包括低噪声放大电路板和信号处理通信电路板；所述低噪声放大电路板和信号处理通信电路板的数据接口和射频接口相对接；所述低噪声放大电路板包括低噪放大器、自动增益控制模块、放大电路模块、滤波电路模块；所述信号处理通信电路板包括AD短波射频采样模块、FPGA数字滤波模块、数据输出模块；所述低噪放大器的输入端与短波宽带天线相连接；所述低噪放大器的输出端与自动增益控制模块的输入端相连接；所述自动增益控制模块的输出端与放大电路模块的输入端相连接；所述放大电路模块的输出端与滤波电路模块的输入端相连接；所述滤波电路模块的输出端与AD短波射频采样模块的输入端相连接；所述AD短波射频采样模块的输出端与FPGA数字滤波模块的输入端相连接；所述FPGA数字滤波模块的输出端与数据输出模块相连接；所述数据输出模块的输出端与以太网交换机相连接。

【技术特征摘要】
1.一种短波天线监测仪，其特征在于，包括外壳和固定在外壳内部的集成电路板；所述集成电路板包括低噪声放大电路板和信号处理通信电路板；所述低噪声放大电路板和信号处理通信电路板的数据接口和射频接口相对接；所述低噪声放大电路板包括低噪放大器、自动增益控制模块、放大电路模块、滤波电路模块；所述信号处理通信电路板包括AD短波射频采样模块、FPGA数字滤波模块、数据输出模块；所述低噪放大器的输入端与短波宽带天线相连接；所述低噪放大器的输出端与自动增益控制模块的输入端相连接；所述自动增益控制模块的输出端与放大电路模块的输入端相连接；所述放大电路模块的输出端与滤波电路模块的输入端相连接；所述滤波电路模块的输出端与AD短波射频采样模块的输入端相连接；所述AD短波射频采样模块的输出端与FPGA数字滤波模块的输入端相连接；所述FPGA数字滤波模块的输出端与数据输出模块相连接；所述数据输出模块的输出端与以太网交换机相连接。2.根据权利要求1所述的短波天线监测仪，其特征在于：所述FPGA数字滤波模块还与自动增益控制模块的相连接。3.根据权利要求1所述的短波天线监测仪，...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦锦山，
申请(专利权)人：北京四维通联科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11