一种信道监测节点设备制造技术

本发明专利技术公开了一种信道监测节点设备，包括信道监测节点设备主机，所述信道监测节点设备主机通过馈线连接有车载天线；所述信道监测节点设备主机其网口通过网线通信连接以太网交换机；所述以太网交换机通过网口连接有内置接口模块和设备管理模块的上位机；所述信道监测节点设备主机包括FPGA，及给主机供电的电源，所述FPGA信连接有存储器和ARM，所述ARM通过485总线通信连接频率合成器、变频处理模块、预选器和数字处理模块；所述数字处理模块通过并行总线通信连接到ARM；所述ARM还通过并行总线通信连接SDRAM和flash；本发明专利技术的信道监测节点设备，采用数字化硬件平台和大动态线性接收技术，进行信道监测，具有高灵敏度、高线性、大动态范围及快速扫描能力。

A channel monitoring node device

【技术实现步骤摘要】
一种信道监测节点设备
本专利技术涉及一种信道监测节点设备，属于信道监测

技术介绍
信道监测节点设备是用于信号频谱数据采集功能，能对采集的频谱数据进行分析、计算和存储，主要实现无线信号的搜索、监测与分析以及无线组网状态的评估与预测等；为战时和平时通信设备的野战使用、维修保障提供实时电磁环境的基本数据，能保证操作人员实时高效的开展维修保障和训练活动，并指导操作人员在各种电磁干扰条件下采取适当技术应对措施和保障自身的安全，现有技术中，还没有一款能够对周围信道快速扫描和处理的的信道监测节点设备。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提出了一种信道监测节点设备，具有无线信号频谱数据采集功能，能对采集的频谱数据进行分析、计算和存储；能为网络管理模块完成频率规划、电磁态势显示、干扰查找、无线设备射频诊断、信号监测等功能提供数据支撑；监测频率范围覆盖主要无线通信设备工作频率。本专利技术的信道监测节点设备，包括信道监测节点设备主机，所述信道监测节点设备主机通过馈线连接有车载天线；所述信道监测节点设备主机其网口通过网线通信连接以太网交换机；所述以太网交换机通过网口连接有内置接口模块和设备管理模块的通信模块；所述通信模块与上位机通信连接；可以根据系统功能的要求进行工作模式切换，通过天线接收空间电磁波，进行空间电磁频谱侦测，完成无线信道电磁频谱数据的采集，其中包含无线信号频谱与无线信号电平强度等电磁参数。为电磁频谱态势分析、计算提供有力的数据支撑，通过模块接口调用，实现原始数据的分析处理功能，并以动态链接库的形式通过网口将数据上传。进一步地，所述信道监测节点设备主机包括FPGA，及给主机供电的电源，所述FPGA信连接有存储器和ARM，所述ARM通过485总线通信连接频率合成器、变频处理模块、预选器和数字处理模块；所述数字处理模块通过并行总线通信连接到ARM；所述ARM还通过并行总线通信连接SDRAM和flash；所述ARM还通信连接有网口、USB接口和232接口；所述电源包括依次连接的EMI滤波器、整流电路、DC/DC转换电路、输出滤波电路和反向保护电路；所述DC/DC转换电路电连接有PWM调制电路；所述PWM调制电路输入端和反馈段分别电连接辅助电源和反馈控制模块；所述预选器包括与车载天线输出口相连的保护电路，及与保护电路连接的开关滤波放大电路，及与保护电路和开关滤波放大电路通信的预选控制器，所述预选控制器通过485总线通信连接到ARM；所述变频处理模块包括依次连接的前端滤波器、一中频混频器、放大器、滤波器，二中频混频器、放大器、中频AGC、滤波器、三中频混频器、放大器和滤波器；所述一中频混频器、二中频混频器和三中频混频器其本振信号端连接到频率合成器；所述频率合成器包括由一本振、二本振和三本振组成；所述一本振、二本振和三本振均由锁相集成电路、VCO、环路滤波器和放大器依次连接组成；所述数字处理模块包括包括两射频插座，两所述射频插座通过二选一开关分别电连接对数检波模块和VGA模块；所述VGA模块分别电连接射频输出插座和ADc模块；所述对数检波模块电连接DSP模块；所述DSP模块和ADc模块电连接到FPGA，所述DSP模块电连接eprom；所述FPGA通过DAC模块电连接到VGA模块调节端；所述FPGA通信连接二选一开关控制端；所述FPGA通过通过485总线通信连接汇流板插座；所述汇流板插座电连接有接入电源；所述FPGA通过DAC模块和直接输出分别电连接到语音输出模块和频谱显示输出模块；所述语音输出模块和频谱显示输出模块采用数字中频输出连接到主控制板插座；所述FPGA采用数字中频输出到后面板插座；所述DSP模块通过RS232通信连接到后面板插座；所述后面板插座上还设置由FPGA配置模块。进一步地，所述DC/DC转换电路包括输入滤波及反接保护电路，及与输入滤波及反接保护电路电连接的宽范围输入DC/DC电源模块，5VDC/DC电源模块、12VDC/DC电源模块、24VDC/DC电源模块和-5VDC/DC电源模块。进一步地，所述信道监测节点监测主机其系统包括用于接收网控指令，对网控指令进行解析以及对其合理性进行分析，并将从设备数字处理模块采集的电磁频谱数据或I/Q数据、检测到的设备故障类型、修改业务IP地址是否成功的结果以及对解析后的数据合理性分析的结果及数据回传的网口控制功能模块，及与网口控制功能模块通信，用于对已知的单个频率点进行测量，从数字处理模块获取该频点的I/Q数据或电磁频谱数据，并将采集的数据进行组包、分包处理的单频测量功能模块；及与网口控制功能模块通信，用于对某频段内所有的频率按照中频带宽进行扫描，从数字处理模块获取该频段内所有的电磁频谱数据，并将采集的数据进行组包、分包处理的数字扫描功能模块；及与网口控制功能模块通信，用于对某频段内的频率按照设定的步进频率为换频间隔进行扫描，从数字处理模块获取相应的电磁频谱数据，并将采集的数据进行组包、分包等处理的频段扫描功能模块，及与网口控制功能模块通信，用于设置多个频率点，对这些频率点逐个进行扫描，并从数字处理模块中获取这些频率点的电磁频谱数据，将采集的数据进行组包、分包等处理的离散扫描功能模块，及与网口控制功能模块通信，用于检测设备硬件模块是否出现故障，并能将故障类型主动上报给设备管理模块，同时也支持设备管理模块主动进行故障查询的故障检测模块；及与网口控制功能模块通信，用于实现对大信号和小信号的电平值校准，使设备输出的电平精度更高，提高测量的准确性的电平精度校准模块。进一步地，所述上位机其系统包括用于将各个模块实例化对象，及通过这些对象完成各项功能的主框架与基本模块；及用于实现接口模块与设备主机通信，主要完成数据的收集、协议的转换、数据的预处理，并将数据分发到主框架及基本模块中的网络设备控制模块；及用于实现通过对数据库的访问完成数据存储、读取功能；通过分析历史频谱，结合通信设备的参数，辅助完成通信网络频率规划；通过EMC分析，对系统的通信效果进行分析预估；通过频谱数据的对比判断完成本地设备射频部分的诊断分析功能；通过修正的信道衰落等模型对频谱数据进行计算，完成频谱态势数据的生成的频谱监测与管理规划辅助模块；及用于提供给操控者指令的调用方式，调用形式为动态链接库的外部接口。与现有技术相比较，本专利技术的信道监测节点设备，采用数字化硬件平台和大动态线性接收技术，进行信道监测，具有高灵敏度、高线性、大动态范围及快速扫描能力。附图说明图1是本专利技术的频率规划辅助决策功能实现示意图。图2是本专利技术的全频段电磁频谱态势功能实现示意图。图3是本专利技术的干扰方式识别及干扰频率查找功能实现示意图。图4是本专利技术的信号监听功能实现示意图。图5是本专利技术的设备射频(发射)部分诊断功能实现示意图。图6是本专利技术的数据存储与回放功能实现示意图。图7是本专利技术的信道监测节点设备结构示意图。图8是本专利技术的信号解析流程结构示意图。图9是本专利技术的预选器组成框图。图10是本专利技术的变频处本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种信道监测节点设备，其特征在于：包括信道监测节点设备主机，所述信道监测节点设备主机通过馈线连接有车载天线；所述信道监测节点设备主机其网口通过网线通信连接以太网交换机；所述以太网交换机通过网口连接有内置接口模块和设备管理模块的上位机。/n

【技术特征摘要】
1.一种信道监测节点设备，其特征在于：包括信道监测节点设备主机，所述信道监测节点设备主机通过馈线连接有车载天线；所述信道监测节点设备主机其网口通过网线通信连接以太网交换机；所述以太网交换机通过网口连接有内置接口模块和设备管理模块的上位机。


2.根据权利要求1所述的信道监测节点设备，其特征在于：所述信道监测节点设备主机包括FPGA，及给主机供电的电源，所述FPGA信连接有存储器和ARM，所述ARM通过485总线通信连接频率合成器、变频处理模块、预选器和数字处理模块；所述数字处理模块通过并行总线通信连接到ARM；所述ARM还通过并行总线通信连接SDRAM和flash；所述ARM还通信连接有网口、USB接口和232接口；
所述电源包括依次连接的EMI滤波器、整流电路、DC/DC转换电路、输出滤波电路和反向保护电路；所述DC/DC转换电路电连接有PWM调制电路；所述PWM调制电路输入端和反馈段分别电连接辅助电源和反馈控制模块；
所述预选器包括与车载天线输出口相连的保护电路，及与保护电路连接的开关滤波放大电路，及与保护电路和开关滤波放大电路通信的预选控制器，所述预选控制器通过485总线通信连接到ARM；
所述变频处理模块包括依次连接的前端滤波器、一中频混频器、放大器、滤波器，二中频混频器、放大器、中频AGC、滤波器、三中频混频器、放大器和滤波器；所述一中频混频器、二中频混频器和三中频混频器其本振信号端连接到频率合成器；所述频率合成器包括由一本振、二本振和三本振组成；所述一本振、二本振和三本振均由锁相集成电路、VCO、环路滤波器和放大器依次连接组成；
所述数字处理模块包括包括两射频插座，两所述射频插座通过二选一开关分别电连接对数检波模块和VGA模块；所述VGA模块分别电连接射频输出插座和ADc模块；所述对数检波模块电连接DSP模块；所述DSP模块和ADc模块电连接到FPGA，所述DSP模块电连接eprom；所述FPGA通过DAC模块电连接到VGA模块调节端；所述FPGA通信连接二选一开关控制端；所述FPGA通过通过485总线通信连接汇流板插座；所述汇流板插座电连接有接入电源；所述FPGA通过DAC模块和直接输出分别电连接到语音输出模块和频谱显示输出模块；所述语音输出模块和频谱显示输出模块采用数字中频输出连接到主控制板插座；所述FPGA采用数字中频输出到后面板插座；所述DSP模块通过RS232通信连接到后面板插座；所述后面板插座上还设置由FPGA配置模块。


3.根据权利要求1所述的信道监测节点设备，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：马飒飒，牛刚，刘海涛，谢大兵，甄红涛，张东，韩宁，雷正伟，刘家儒，夏明飞，郭晓冉，王天，康科，孙晶，
申请(专利权)人：中国人民解放军三二一八一部队，
类型：发明
国别省市：河北;13