技术领域
[0001] 本
发明涉及一种微波通信测试系统,特别是一种极高频微波通信测试系统,可用于对极高频微波通信的
信号质量、场强
覆盖进行测试。
背景技术
[0002] 随着城市化和城市群的高速发展,人们工作、生活节奏的加快,高速磁浮、高速
铁路的快捷给人们带来了很大的方便,而随着人们对于数字视频业务等高速带宽业务的需求,在高速行驶中的轨道上的列车无线通信带宽却受到了限制。为此,极高频微波通信被作为宽带无线通信手段开始应用于高速轨道通信系统。
[0003] 无线通信系统传输性能测试非常重要,系统性能是无线电基站布局与设计的
基础。极高频微波波段的场强测试仪器目前主要使用网络分析仪以及
频谱仪,这些仪器具有较高的
精度,但因仪器笨重,工作条件苛刻,没有配套使用的天线
云台,需要专业人员操作,没有根据移动测量开发现场使用的界面等等
缺陷,不能满足现场极高频微波测试,特别是高速列车的通信系统的极高频微波测试,主要用于实验室使用。
[0004] 国内外通信公司也开发了极高频微波通信模
块,由于用于通信,对其增益要求较高,具有自动增益控制,不能作为测量设备使用。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于针对极高频微波的测试要求,提供一种极高频微波通信测试系统。该测试系统接收灵敏度高,可以对极高频微波的频谱、场强进行测量、存储、处理及显示,实现极高频微波信号的高精度测试与分析。
[0006] 为达到上述发明目的,本发明采用下述技术方案:一种极高频微波通信测试系统,其特征在于,该通信测试系统包含:一个信号接收处理单元;一个与信号接收处理单元通过信号
电缆连接的频谱测量单元;一个与频谱测量单元通过以太网连接的
数据处理单元;一个
定位单元通过通信电缆与数据处理单元联接;一个用于安装信号接收处理接收单元的接收平台。
[0007] 上述各单元组成及功能如下:信号接收处理单元:该单元包含接收天线、射频前置
放大器及微波变频模块。接收天线用于接收微波无线信号,根据实际需要选用合适的半功率
角和增益。射频前置放大器与接收天线波
导联接,直接放大微波
射频信号。微波变频模块与射频前置放大器
波导联接,将放大后的微波射频信号与
本振信号混频并滤波,输出中频信号。
[0008] 频谱测量单元:该单元采用高精度便携式频谱仪,通过信号电缆与信号接收处理单元连接,接收信号接收处理单元输出的中频信号。频谱仪可以监测、测量、并分析接收信号和频谱环境,测量结果可以保存在内部
存储器、外置存储卡上,也可以通过仪表的USB或者以太网端口下载到PC上。
[0009] 定位单元:定位单元可以是GPS定位模块或列车里程仪表等,通过通信电缆与数据处理单元联接,提供数据测量时的
位置信息,为场强覆盖移动即时测量提供支持。
[0010] 数据处理单元:数据处理单元与频谱测量单元采用以太网联接,由便携式计算机采用专用微波信号测试系统控制
软件,可以对频谱进行遥控操作,可以在线设定测量的
频率、范围、测量时间间隔等,实现无线信号的频谱测量,给点信道场强值的定时记录,根据需要可以同时
跟踪多个信道的场强信号,具有保存、查看测量历史记录等功能,控制软件界面与功能根据实际现场条件确定,以满足极高频微波通信系统测试的特定要求。
[0011] 接收平台:信号接收处理单元安装于接收平台上,该平台可以从
水平和垂直两个方向对接收角度精确调节。
[0012] 极高频微波由接收天线接收后,先经射频前置放大器进行功率放大,再经变频模块变为中频并滤波后,输出降频后易处理的中频信号至便携式频谱仪,由频谱仪完成信号的频域分析,频谱仪同时接收定位单元的位置信息,并将数据传给数据处理单元,数据处理单元可遥控频谱仪,并完成场强测量、图形显示、多点跟踪等较为复杂的数据处理操作。
[0013] 本发明与
现有技术相比较,具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点:本发明为极高频微波通信系统的测试提供了一种适合现场使用的测试系统,可以实现极高频微波信号的高精度测试与分析。该系统可以应用于磁浮、铁路极高频微波通信测试,为轨道交通建设、运行维护的基站布点、基站功率、基站天线、车载天线等参数的调整提供测量设备,也可以为极高频微波通信
电磁干扰测试提供测量设备。
附图说明
[0014] 附图1为本发明的极高频微波通信测试系统的结构
框图;附图2为本发明的极高频微波通信测试系统的
信号处理流程图。
具体实施方式
[0015] 本发明的优选
实施例结合附图说明如下:参见附图1,本极高频微波通信测试系统拟用于高速轨道交通极高频微波通信的信号覆盖测试,实现沿线频谱和场强分布的数据记录、存储、处理和
人机交互等功能。如图1所示,本发明的极高频微波通信测试系统包含:信号接收处理单元1;
与信号接收处理单元1通过信号电缆连接的频谱测量单元2;
与频谱测量单元2通过通信电缆连接的定位单元3;
与频谱测量单元2通过以太网连接的数据处理单元4;
用于安装信号接收处理接收单元1的接收平台5。
[0016] 上述信号接收处理单元1包含接收微波无线信号的天线11、射频前置放大器12及微波变频模块13。其中天线11配置标准天线3种,参数为:直线基站角锥天线: E面半功率宽度4.6度, 增益30dBi ;
弯道基站角锥天线: E面半功率宽度15度, 增益20dBi ;
车载角锥天线: E面半功率宽度30度,增益8dBi 。
[0017] 射频前置放大器12与接收天线波导11联接,直接放大微波射频信号,放大倍数为20dB。
[0018] 微波变频模块13,与射频前置放大器12波导联接,将放大后的微波射频信号与本振信号混频并滤波,输出下变频信号。变频模块参数如下:输入
频率范围:26.5-40 GHz
谐波次数:8
变频损耗:28 dB
变频频响:±2.828 dB
噪声电平(RBW=1KHz):-108
下变频模块的工作频段:0-2.0G
本振功率范围:12-18 dBm
本振频率:4.71GHz
频谱测量单元2采用高精度便携式频谱仪,通过信号电缆与信号接收处理单元1连接,接收信号接收处理单元1输出的下变频信号。便携式频谱仪主要技术指标如下:
频率范围:9kHz - 13 GHz
测量幅度范围:-163dBm - +30dBm
绝对测量误差:±1.75 dB
最小显示噪声底电平:-163dBm
频率起伏响应:±1.0 dB
内置
衰减器:0 to 65 dB / 5 dB步进
分辨率带宽RBW:1Hz – 3 MHz
定位单元3采用高精度GPS定位模块,移动定位精度在5米以内,为场强覆盖移动即时测量提供支持。
[0019] 数据处理单元4采用高性能便携式计算机,并采用专用数据控制软件,可以在线设定测量的频率、范围、测量时间间隔等,可以同时跟踪两个信道的场强信号,频谱
数据采集刷新速度可以达到2次/秒,并具有保存、查看测量历史记录等功能。
[0020] 接收平台5用于安装信号接收处理单元1,采用直角架来放置两个旋转台,分别进行水平和
俯仰旋转,可以对接收天线角度进行调整。信号接收处理单元1安装在垂直转台上,直角架通过水平转台安装在三角架上。
[0021] 本极高频微波通信测试系统的信号处理流程图如附图2所示。极高频微波通信信号由接收天线接收,经射频前置放大器进行功率放大,再经变频模块混频滤波,输出中频信号至便携式频谱仪,频谱仪同时接收定位单元的位置信息,数据处理单元可遥控频谱仪,并完成场强测量、图形显示、多点跟踪等较为复杂的数据处理操作。