一种大动态范围电磁信号长距离传输装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供一种大动态范围电磁信号长距离传输装置，包括：前置放大器、隔直器、合路器和偏置器；其中，所述前置放大器，用于将天线接收的有用的信号进行放大，降低系统本底噪声；所述偏置器，用于实现直流电与信号的合并，使直流电与信号通过同一轴线缆进行传输；所述偏置器还用于保证直流电不会进入频谱分析仪以及为直流电源端提供高阻抗保证信号不向直流电源输入端进行注入；所述合路器，用于实现总路径信号与直流电的分离，同时提供高阻抗保证信号不会进入前置放大器的电源端；所述隔直器，用于保证直流电不会进入前置放大器的信号输入端。本发明专利技术实施例能够在电磁信号长距离传输测试时，对微小电磁信号进行精准识别。

A long distance transmission device of large dynamic range electromagnetic signal

【技术实现步骤摘要】
一种大动态范围电磁信号长距离传输装置
本专利技术涉及通信电子
，尤其涉及一种大动态范围电磁信号长距离传输装置。
技术介绍
当进行整架飞机等大型设备电磁特性测试时，在没有满足测试条件的全电波暗室的情况下，为了获得良好的电磁背景噪声，一般选择在地理位置偏远，周边电力电子设施设备相对较少的地方。传统试验方法通过同轴低损耗线缆将天线接收到的射频信号传输到测试设备，然后利用信号处理技术进行一系列变换，从而实现时域信号到频域信号的监测。然而，这种传统方法存在着信号传输损耗大、传输分辨率低以及可靠性差等缺点。随着现代通信技术的发展，将射频信号进行远距离传输，把工作机房位置从偏远地区后撤至生活便利地区，使无线电监测人员获得更加便利的工作生活条件，成为了发展趋势，通常使用光纤通信。此技术具有传输损耗低、传输频带宽、抗干扰能力强及抗干扰能力强等优点，特别适合长期性大规模的工程项目使用。但作为科研类实验室试验方法，尤其具有高空作业要求时，此方法却存在信号接收端供电困难，投入成本较大的弊端。以图1所示为例，为了进行机载天线的实装天线性能测试，需对整机提出架设高度要求以排除地面反射对测试结果造成的影响，一般至少在10米以上。测试天线在进行接收时为满足电磁波远场条件，尤其是针对V/U波段频率时与飞机天线间隔50米以上，结合整机架设高度，再进行俯仰方向测试时至少需要将接收天线升至与地面60米高度的位置，如采用传统测试方法，传输使用的射频线缆至少在65米长度以上，如此长的线缆所引入的传输损耗，再加上天线系数等因素的影响，势必造成显示平均噪声电平过高、信噪比过低的问题。此问题行业内通常采用在天线后端加装前置放大器的方法来解决，但前置放大器的高空供电问题却成为一个棘手问题。因为采用电池供电会形成高空承载物承载过重的问题；采用电源配合专用电线传输至前置放大器，会导致电线与射频线缆在空中形成绞织，存在严重的安全风险，同时也会形成额外负重。对于这一问题，由于主要存在于军机/民机的整机或舰船上层建筑性能研究测试，目前相关测试标准并没有可效仿的标准试验配置，行业内一直也没有推广出一套切实可行的测试方法来解决高空电磁特性测试中遇到的实际困难。
技术实现思路
本专利技术的目的在提供一种大动态范围电磁信号长距离传输装置，能够在保证测试人员、设备安全条件下，提高测试动态范围及信噪比的同时，使用传输射频信号的同轴线缆兼顾传输小功率直流电能，解决高空承载设备承重受限的困难，保障有效的信号与功率隔离，为整套测试系统提供安全持续的工作保障。为外场试验人员提供简单快捷的设备连接配置方法。本专利技术实施例提供一种大动态范围电磁信号长距离传输装置，包括：前置放大器、隔直器、合路器和偏置器；所述前置放大器与隔直器相连，所述隔直器与所述合路器相连，所述合路器与所述偏置器相连，所述偏置器与直流电源相连，所述偏置器与频谱分析仪相连，其中，所述前置放大器，用于将天线接收的有用的射频信号进行放大，降低系统本底噪声；所述偏置器，用于实现直流电与射频信号的合并，使直流电与射频信号通过同一轴线缆进行传输；所述偏置器还用于保证直流电不会进入频谱分析仪以及为电源端提供高阻抗保证射频信号不向电源输入端进行注入；所述合路器，用于实现总路径射频信号与直流电的分离，同时提供高阻抗保证射频信号不会进入前置放大器的电源端；所述隔直器，用于保证直流电不会进入前置放大器的信号输入端。进一步地，所述前置放大器包括：第一NPN三极管、第二NPN三极管以及第三NPN三极管；所述第一NPN三极管的基极为信号输入端；所述第一NPN三极管的发射集与所述第二NPN三极管的基极连接；所述第二NPN三极管的发射集与所述第三NPN三极管的基极连接；所述第一NPN三极管的集电极、所述第二NPN三极管的集电极和所述第三NPN三极管的集电极相互连接。进一步地，所述隔直器包括第七电容。进一步地，所述合路器包括：第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第一电感、第二电感、第三电感、第五电感以及第六电感；所述第七电容、所述第三电容、第四电容和第五电容依次串联连接；所述第一电感、第二电感和第三电感依次串联连接；其中，串联连接的第七电容、第三电容、第四电容和第五电容与串联连接的第一电感、第二电感和第三电感并联连接；其中，所述第一电感的一端与第三NPN三极管的集电极连接；所述第七电容的一端与第三NPN三极管的发射极连接；所述第五电感和第六电感并联连接；其中，所述第五电感的一端与第四电容的一端连接，所述第六电感的一端与四第电容的另一端连接；所述第五电感的另一端与所述第六电感的另一端均接地；所述第一电容和第二电容并联连接；其中，所述第一电容的一端与第二电感的一端连接，所述第二电容的一端与第二电感的另一端连接；所述第一电容的另一端和第二电容的另一端均接地。进一步地，所述偏置器包括：第七电感和第六电容；其中，所述第七电感的一端和第六电容的一端均连接到第五电容和第三电感的交点处，所述第六电容的另一端为信号输出端。进一步地，电源的正极接到第七电感的另一端，电源的负级接地。进一步地，所述前置放大器采用带负反馈的共射极电路，包括：第一NPN三极管、第二NPN三极管、第三NPN三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻以及第五电阻；所述第一电阻的一端、所述第二电阻的一端与所述第一NPN三极管的基极相互连接；所述第二电阻的另一端、所述第三电阻的一端、所述第四电阻的一端和第五电阻的一端相互连接；所述第三电阻的另一端、所述第一NPN三极管的集电极与所述第二NPN三极管的基极相互连接；所述第四电阻的另一端、所述第二NPN三极管的集电极与所述第三NPN三极管的基极相互连接；所述第五电阻的另一端与第三NPN三极管的集电极连接；所述第一NPN三极管的集电极和第二NPN三极管的集电极连接；所述第三NPN三极管的集电极通过旁路电容连接到第二NPN三极管的集电极；其中，输入端接到所述第一NPN三极管的基极和所述第一NPN三极管的发射极的回路中。本专利技术实施例通过使用前置放大器、偏置器与合路器组合，对直流偏置电压与交流信号(射频信号)进行融合后到达远端再次进行分离的系统设计思路，同时结合隔直器与偏置器内的馈通电容器分别对交流信号的输入、输出端的前置放大器信号端及频谱分析仪输入端进行了安全有效的保护，在增加少数低成本试验设备的前提下，极大的提高电磁特性测试的信号接收动态范围，从而能够对微小电磁信号进行精准识别，大幅减轻现场试验人员实验布置难度及人员要求，同时解决了在进行长距离电磁特性测试时，使用前置放大器供电困难的问题。此外。还通过使直流电与射频信号通过同一轴线缆进行传输，能够精精简线缆，精简的线缆、电池等器件为承载设备的选择提供了更大的空间，有效的降低试验总成本，为保证长距离电磁信号传输测试提供一种切实有效的解决途径。附图说明图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大动态范围电磁信号长距离传输装置，其特征在于，包括：前置放大器、隔直器、合路器和偏置器；所述前置放大器与隔直器相连，所述隔直器与所述合路器相连，所述合路器与所述偏置器相连，所述偏置器与直流电源相连，所述偏置器与频谱分析仪相连，其中，/n所述前置放大器，用于将天线接收的有用的射频信号进行放大，降低系统本底噪声；/n所述偏置器，用于实现直流电与射频信号的合并，使直流电与射频信号通过同一轴线缆进行传输；所述偏置器还用于保证直流电不会进入频谱分析仪以及为电源端提供高阻抗保证射频信号不向电源输入端进行注入；/n所述合路器，用于实现总路径射频信号与直流电的分离，同时提供高阻抗保证射频信号不会进入前置放大器的电源端；/n所述隔直器，用于保证直流电不会进入前置放大器的信号输入端。/n

【技术特征摘要】
1.一种大动态范围电磁信号长距离传输装置，其特征在于，包括：前置放大器、隔直器、合路器和偏置器；所述前置放大器与隔直器相连，所述隔直器与所述合路器相连，所述合路器与所述偏置器相连，所述偏置器与直流电源相连，所述偏置器与频谱分析仪相连，其中，
所述前置放大器，用于将天线接收的有用的射频信号进行放大，降低系统本底噪声；
所述偏置器，用于实现直流电与射频信号的合并，使直流电与射频信号通过同一轴线缆进行传输；所述偏置器还用于保证直流电不会进入频谱分析仪以及为电源端提供高阻抗保证射频信号不向电源输入端进行注入；
所述合路器，用于实现总路径射频信号与直流电的分离，同时提供高阻抗保证射频信号不会进入前置放大器的电源端；
所述隔直器，用于保证直流电不会进入前置放大器的信号输入端。


2.根据权利要求1所述的大动态范围电磁信号长距离传输装置，其特征在于，所述前置放大器包括：
第一NPN三极管、第二NPN三极管以及第三NPN三极管；
所述第一NPN三极管的基极为信号输入端；
所述第一NPN三极管的发射集与所述第二NPN三极管的基极连接；
所述第二NPN三极管的发射集与所述第三NPN三极管的基极连接；
所述第一NPN三极管的集电极、所述第二NPN三极管的集电极和所述第三NPN三极管的集电极相互连接。


3.根据权利要求2所述的大动态范围电磁信号长距离传输装置，其特征在于，所述隔直器包括第七电容。


4.根据权利要求3所述的大动态范围电磁信号长距离传输装置，其特征在于，所述合路器包括：
第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第一电感、第二电感、第三电感、第五电感以及第六电感；
所述第七电容、所述第三电容、第四电容和第五电容依次串联连接；
所述第一电感、第二电感和第三电感依次串联连接；其中，串联连接的第七电容、第三电容、第四电容和第五电容与串联连接的第一电感、第二电感和第三电感并联连接；其中，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：付喆，
申请(专利权)人：广电计量检测西安有限公司，广州广电计量检测股份有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61