專利名稱：基于通用儀器的幅度概率分布測試儀的制作方法
技術領域：
本發明屬于電磁兼容性測試領域，具體涉及一種測量電磁干擾信號幅度概率分布 的裝置。
背景技術：
在傳統的電磁干擾測量中一直采用準峰值、峰值、平均值等測量法來評價電磁干 擾對通信系統的影響。但面對多種制式的通信系統，研究同一干擾對不同通信系統的影響 時，上述測量已不能準確地進行評價。比如，準峰值是一種針對模擬調幅信號的檢波方式， 它的充放電時間常數以及指示器的機械阻尼特性模擬了人耳或人眼的生理響應特性，也就 是說準峰值檢波器的輸出符合人類聽覺或視覺的主觀感受，該量值對評價模擬系統是有效 的，但是很難與誤碼率建立聯系。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種基于通用儀器的幅度概率分布測試儀，能 夠較好的測量幅度概率分布。本發明為解決上述技術問題所采取的技術方案為基于通用儀器的幅度概率分布 測試儀，其特征在于它包括天線陣，根據所需測量的頻段而設置天線的數量和式樣，實現射頻信號的拾取；射頻矩陣開關，與天線陣相聯接，選擇天線陣中的一路天線；變頻模塊，與射頻矩陣開關相聯接，對拾取的射頻信號進行變頻，轉換成中頻包絡 信號；數據采集模塊，與變頻模塊相聯接，控制變頻模塊，并完成中頻包絡信號的采集， 并對中頻包絡信號進行幅度概率分布統計分析與顯示。按上述方案，所述的天線陣包括有源桿天線、雙錐天線、喇叭天線和雙錐喇叭天 線，實現IOkHz 18GHz頻段射頻信號的拾取；其中有源桿天線的頻率范覆蓋圍為IOkHz 30MHz，雙錐天線的頻率覆蓋范圍為20MHz 300MHz，喇叭天線的頻率覆蓋范圍為200MHz 2GHz，雙脊喇叭天線的頻率覆蓋范圍為IGHz 18GHz。按上述方案，所述的射頻矩陣開關為六選一射頻矩陣開關。根據天線的數量選擇 適當的射頻矩陣開關，可適當預留開關的入口以便增加天線。按上述方案，所述的變頻模塊為頻譜分析儀或電磁干擾測試接收機。按上述方案，所述的頻譜分析儀或電磁干擾測試接收機設置為零頻譜跨度模式， 分辨率帶寬設置為1MHz，視頻帶寬設置為3MHz。按上述方案，所述的數據采集模塊為計算機，包括采集卡和處理模塊；所述的對中 頻包絡信號進行幅度概率分布統計分析與顯示包括對采集卡的初始化、采集卡配置參數設 置、變頻模塊的控制、中頻包絡信號的讀取、數據的統計分析以及幅度概率分布圖形的最終顯示。
按上述方案，所述的數據采集模塊設定的幅度動態范圍大于60dB，采樣率大于 10MS/s。本發明的工作過程為天線陣拾取射頻信號；射頻矩陣開關將天線陣中的一路天 線拾取的射頻信號傳給變頻模塊；變頻模塊在數據采集模塊的控制下對輸入的射頻信號進 行變頻，轉換成中頻包絡信號；數據采集模塊完成對中頻包絡信號的采集，并進行幅度概率 分布統計分析與顯示。本發明的有益效果為1、經本發明裝置采集分析的數據能夠作為電磁干擾對不同 制式的通信系統影響的重要參數；2、能夠獲得更加準確的信息和統計特性的數據，以更好、 更科學地繼續接下來的研究分析。
圖1為本發明的結構框2為無調制載波信號的幅度概率分布圖
具體實施例方式圖1為本發明的結構框圖，包括天線陣，包括有源桿天線、雙錐天線、喇叭天線和雙錐喇叭天線，實現IOkHz 18GHz頻段射頻信號的拾取，也可根據所需測量的頻段而設置天線的數量和式樣，實現不同 頻段射頻信號的拾取。其中有源桿天線的頻率范覆蓋圍為IOkHz 30MHz，雙錐天線的頻率 覆蓋范圍為20MHz 300MHz，喇叭天線的頻率覆蓋范圍為200MHz 2GHz，雙脊喇叭天線的 頻率覆蓋范圍為IGHz 18GHz。射頻矩陣開關，與天線陣相聯接，選擇天線陣中的一路天線。本實施例選用的是六 選一射頻矩陣開關，其中4個接入口分別與天線陣中的四根天線相聯接，另兩個接入口作 為備用接入口，以便增加天線。射頻矩陣開關可選擇手動選擇，也可用計算機進行控制。變頻模塊，與射頻矩陣開關相聯接，對拾取的射頻信號進行變頻，轉換成中頻包絡 信號。本實施例中采用的是德國R&S的ESIB 31電磁干擾測試接收機，其測量頻率范圍為 20Hz 31GHz。測試過程中將電磁干擾測試接收機設置為零頻譜跨度(Ospan)模式，分辨 率帶寬RBW設置為1MHz，視頻帶寬VBW設置為3MHz。數據采集模塊，與變頻模塊相聯接，控制變頻模塊，并完成中頻包絡信號的采集， 并對中頻包絡信號進行幅度概率分布統計分析與顯示。數據采集模塊設定的幅度動態范圍 大于60dB，采樣率大于10MS/s。在本實施例中采用的是Agilent公司的U1066A DC440，其 主要技術指標如下采樣率最高420MS/s分辨率12bits3dB 帶寬> IOOMHz輸入耦合方式DC、AC可選通道數2輸入阻抗50 Ω最大輸入信號士 IOV DC或2. Off rms, DC耦合輸入
士 15V DC+2. OV rms, AC 耦合輸入處理模塊負責對幅度概率分布統計分析與顯示，采用Matlab編寫，主要完成設備 的初始化、采集卡配置參數設置、射頻信號采集控制、射頻信號采集數據的讀取、采集數據 的統計分析以及幅度概率分布圖形的最終顯示等功能。其中，設備初始化主要包括獲取采 集設備數，選擇采集設備，檢查設備類別，以及初始化成功后獲取采集設備位置、名稱、序列 號等信息；采集卡配置參數設置包括采樣率設置、內存設置、采集通道設置、耦合方式設置、 帶寬設置、觸發方式設置等；射頻信號采集控制包括發出數據采集命令、中斷方式等待采集 結束；射頻信號采集數據的讀取包括數據的讀取、電壓的轉換等。采集數據的統計分析步驟 如下(1)將采集的數據轉換成對數表示，比如dBmV ；(2)將轉換后的數據，從小到大排列，采集數據總數為Sum，數據最小值為Amin，最 大值為Amax，將數據區間[Amin，AmaJ均勻分為N(N >60)等份，設M =L二-那么第i 等份的數據Ai = Amin+i*AA，其中0彡i彡N。(3)統計每個區間[Ai, Ai+1] (0彡i彡N-1)內數據的個數，記為Si,那么幅度概率
N-I
分布值/UpD(Zt)=臺 1 其中 APD(Atl) = 1，APD(An) = 0。 1 Sum ,采用信號源(Fluke 6060B)發出的正弦波(即無調制載波)送至電磁干擾測量 接收機的信號輸入端，對本發明裝置進行精度測試。這時電磁干擾測量接收機的中頻包絡 信號應為一條恒定幅度的電壓直線，所得的幅度概率分布曲線應當為一條先水平(縱坐標 概率為1)后垂直的直角折線，其拐點橫坐標即為輸入正弦信號的幅度。用本發明裝置進行 測量，將所測得的幅度值與電磁干擾測量接收機讀數相比較，即得出相關的指標特性。測 試結果如圖2所示，從圖中可得，本發明裝置的精度達到士 1.2dB，達到Cisra規定的優于 士2. 7dB的幅度精度指標。
權利要求
基于通用儀器的幅度概率分布測試儀，其特征在于它包括天線陣，根據所需測量的頻段而設置天線的數量和式樣，實現射頻信號的拾取；射頻矩陣開關，與天線陣相聯接，選擇天線陣中的一路天線；變頻模塊，與射頻矩陣開關相聯接，對拾取的射頻信號進行變頻，轉換成中頻包絡信號；數據采集模塊，與變頻模塊相聯接，控制變頻模塊，并完成中頻包絡信號的采集，并對中頻包絡信號進行幅度概率分布統計分析與顯示。
2.根據權利要求1所述的基于通用儀器的幅度概率分布測試儀，其特征在于所述的 天線陣包括有源桿天線、雙錐天線、喇叭天線和雙錐喇叭天線，實現IOkHz 18GHz頻段射 頻信號的拾取；其中有源桿天線的頻率范覆蓋圍為IOkHz 30MHz，雙錐天線的頻率覆蓋范 圍為20MHz 300MHz，喇叭天線的頻率覆蓋范圍為200MHz 2GHz，雙脊喇叭天線的頻率覆 蓋范圍為IGHz 18GHz。
3.根據權利要求1或2所述的基于通用儀器的幅度概率分布測試儀，其特征在于所 述的射頻矩陣開關為六選一射頻矩陣開關。
4.根據權利要求1或2所述的基于通用儀器的幅度概率分布測試儀，其特征在于所 述的變頻模塊為頻譜分析儀或電磁干擾測試接收機。
5.根據權利要求4所述的基于通用儀器的幅度概率分布測試儀，其特征在于所述的 頻譜分析儀或電磁干擾測試接收機設置為零頻譜跨度模式，分辨率帶寬設置為1MHz，視頻 帶寬設置為3MHz。
6.根據權利要求1或2所述的基于通用儀器的幅度概率分布測試儀，其特征在于所 述的數據采集模塊為計算機，包括采集卡和處理模塊；所述的對中頻包絡信號進行幅度概 率分布統計分析與顯示包括對采集卡的初始化、采集卡配置參數設置、變頻模塊的控制、中 頻包絡信號的讀取、數據的統計分析以及幅度概率分布圖形的最終顯示。
7.根據權利要求6所述的基于通用儀器的幅度概率分布測試儀，其特征在于所述的 數據采集模塊設定的幅度動態范圍大于60dB，采樣率大于lOMS/s。
全文摘要
本發明提供一種基于通用儀器的幅度概率分布測試儀，它包括天線陣，射頻矩陣開關，變頻模塊，數據采集模塊。天線陣拾取射頻信號；射頻矩陣開關將天線陣中的一路天線拾取的射頻信號傳給變頻模塊；變頻模塊在數據采集模塊的控制下對輸入的射頻信號進行變頻，轉換成中頻包絡信號；數據采集模塊完成對中頻包絡信號的采集，并進行幅度概率分布統計分析與顯示。經本發明裝置采集分析的數據能夠作為電磁干擾對不同制式的通信系統影響的重要參數；能夠獲得更加準確的信息和統計特性的數據，以更好、更科學地繼續接下來的研究分析。
文檔編號G01R29/08GK101881797SQ20101020938
公開日2010年11月10日 申請日期2010年6月25日 優先權日2010年6月25日
發明者吳楠, 喻菁, 易學勤, 楊向松, 王春, 謝大剛 申請人:中國艦船研究設計中心