CN104486177B - 一种基于pxi总线的大规模可重构射频开关网络 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于PXI总线的大规模可重构射频开关网络，涉及卫星导航测试领域。本发明主要由接口综合单元、拓扑连线、切换开关单元、PXI监控单元、PXI总线接口单元和本地显控单元等组成。本发明根据用户需求采用大规模复杂切换关系设计实现了复杂的信号链路切换关系的连线设计，具备可重构、低冗余度、经济性、配置灵活、高可靠性等特点，能够实现基于实际需求的低冗余度的复杂切换关系的开关网络，特别适用于卫星导航***作为大规模复杂链路信号的测试信道***的链路选通设备。

Description

一种基于PXI总线的大规模可重构射频开关网络

技术领域

本发明涉及卫星导航测试领域，特别是涉及一种基于PXI总线的大规模可重构射频开关网络，特别适用于卫星导航***作为大规模复杂链路信号的测试信道***的链路选通设备。

背景技术

卫星导航***的高定位精度依赖于地球站对于信道链路时延的标校与测量。由于地球站规模较大，射频链路多，且相对较长，并且跨越不同的温度环境，其电缆和设备极易受到温度、湿度和机械形变的影响，造成链路时延存在变化。另外，为了保证卫星导航***地球站健康运行，其整站信道链路的状态监测和性能评估也十分必要。所以，为了方便用户对卫星导航地面站进行整站的时延测量和状态监测和性能评估，需要采用大规模的矩阵开关实现复杂的链路切换关系。

国内外，目前已有通用型矩阵开关网络，但是，目前已有的矩阵开关网络的对用户需求的针对性不强，冗余度很高，不能针对用户需求进行裁剪，不可重构，因此在成本上、规模上给用户带来不便。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于避免上述背景技术中的不足之处而提供一种大规模可重构射频开关网络。本发明具备可重构、低冗余度、经济性、配置灵活、高可靠性等特点，可根据用户实际需求进行裁剪，实现了设备的小型化、通用化，并且降低成本。

为解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案来实现：一种基于PXI总线的大规模可重构射频开关网络，其特征在于：包括接口综合单元1、拓扑连线2、切换开关单元3、PXI监控单元4、PXI总线接口单元5和本地显控单元6；接口综合单元1设置有与多个发射终端设备以及多个接收终端设备均进行一一对应连接的多个终端设备接口，接口综合单元1的多个拓扑连线接口通过拓扑连线2与切换开关单元3的多个线缆端口相连接，接口综合单元1的将发射终端设备输出的射频信号经过拓扑连线2以及切换开关单元3的切换选通，输出到对应的接收终端设备；切换开关单元3的多个控制输入输出端口与PXI总线接口单元5的多个控制输出输入端口一一对应相连；PXI监控单元4通过以太网接口接收远程控制信号并通过PXI总线接口单元5将远程控制信号输出至本地显控单元6；本地显控单元6将接收的远程控制信号进行编译形成控制信号并输出至PXI总线接口单元5，将接收的开关切换状态通过PXI总线接口单元5输出至PXI监控单元4，并实时显示所实现的终端设备之间的联通状态；PXI总线接口单元5根据接收的控制信号控制切换开关单元3中的开关进行切换选通动作；切换开关单元3将自身的开关切换状态通过PXI总线接口单元5输出至本地显控单元6。

其中，所述的本地显控单元6为具备带触摸屏的平板计算机，平板计算机装有本地控制软件，在本地操作本地控制软件经PXI总线接口单元5控制切换开关单元3中的开关进行切换选通动作。

其中，所述拓扑连线2和切换开关单元3构成开关网络，拓扑连线2是切换开关单元3和接口综合单元1之间的连线，该拓扑连线具体为：接口综合单元1的多个终端设备接口之间均能通过开关网络切换进行连通。

其中，所述切换开关单元3由多个切换开关单元PXI板卡组成，每一个切换开关单元PXI板卡具备两个2选1同轴开关。

本发明相比背景技术具有如下优点：

1、本发明采用基于PXI总线的切换开关单元实现，通用性强，可灵活配置；

2、本发明具有可根据用户需求设计的连线关系，可针对用户需求进行重构；

3、本发明的接口、连线关系以及切换开关单元可根据用户需求进行增减，最大限度的降低设备冗余度，使设备具备很高的经济性；

4、本发明能够本地显示并控制链路的联通状态，具备完整独立的显控功能。

附图说明

图1是本发明的电原理方框图；

图2是本发明实施例终端设备接口连线关系示意图；

图3是本发明实施例开关网络简并结果示意图；

图4是本发明实施例切换开关单元示意图。

具体实施方式

下面结合图1至图4对本发明作进一步说明。

一种基于PXI总线的大规模可重构射频开关网络，包括接口综合单元1、拓扑连线2、切换开关单元3、PXI监控单元4、PXI总线接口单元5和本地显控单元6。实施例按图1连接线路。

接口综合单元1为具备所需型号连接器的转接单元，其作用是将发射终端设备以及接收终端设备引入由拓扑连线2和切换开关单元3实现的开关网络。拓扑连线2为同轴电缆，可以采用半钢电缆或者柔性射频电缆，拓扑连线2根据用户需求定制，作用是实现所需的各终端设备接口的切换选通关系。切换开关单元3由具有两个2选1同轴开关的多个标准切换开关单元PXI板卡构成，其中，切换开关单元PXI板卡可根据需求选择不同的工作频段，最高到40GHz；其使用数量根据用户提出的终端设备的连线关系所确定的切换开关单元的实际使用数量进行增减。PXI监控单元4为具备网线接口和串行接口的标准PXI板卡。PXI总线接口单元5为具备PXI接口的通用型背板，用以实现板卡间PXI总线的互联。本地显控单元6为具备触控屏的平板电脑，作为本地上位机提供本地显控平台；本地控制软件运行于本地显控单元6，实现本地的切换选通关系的显控功能。

下面举例说明本发明中拓扑连线2的简要设计原理：

1、完备列举用户需要开关网络切换选通的终端设备的所有接口，以及用户所需终端设备所有接口之间的具体连线关系，终端设备接口之间的连线关系如图2所示；

2、将这些连线关系中一端连接到多个不同终端设备接口而另一端连接到同一组的多个终端设备接口的放射状连线束进行简并，即将可以简并的连线束一端进行多选一，如图2和图3所示，图2到图3的变化表明了简并的过程，图3中的圆圈代表了二选一的开关切换关系；

3、将处理后的所有连线关系的分支处处理为具备2选1同轴开关的切换开关单元PXI板卡组合而成的切换开关单元，该切换开关单元如图4所示。

Claims (3)

1.一种基于PXI总线的大规模可重构射频开关网络，其特征在于：包括接口综合单元(1)、拓扑连线(2)、切换开关单元(3)、PXI监控单元(4)、PXI总线接口单元(5)和本地显控单元(6)；接口综合单元(1)设置有与多个发射终端设备以及多个接收终端设备均进行一一对应连接的多个终端设备接口，接口综合单元(1)的多个拓扑连线接口通过拓扑连线(2)与切换开关单元(3)的多个线缆端口相连接，接口综合单元(1)的将发射终端设备输出的射频信号经过拓扑连线(2)以及切换开关单元(3)的切换选通，输出到对应的接收终端设备；切换开关单元(3)的多个控制输入输出端口与PXI总线接口单元(5)的多个控制输出输入端口一一对应相连；PXI监控单元(4)通过以太网接口接收远程控制信号并通过PXI总线接口单元(5)将远程控制信号输出至本地显控单元(6)；本地显控单元(6)将接收的远程控制信号进行编译形成控制信号并输出至PXI总线接口单元(5)，将接收的开关切换状态通过PXI总线接口单元(5)输出至PXI监控单元(4)，并实时显示所实现的终端设备之间的联通状态；PXI总线接口单元(5)根据接收的控制信号控制切换开关单元(3)中的开关进行切换选通动作；切换开关单元(3)将自身的开关切换状态通过PXI总线接口单元(5)输出至本地显控单元(6)；所述拓扑连线(2)和切换开关单元(3)构成开关网络，拓扑连线(2)是切换开关单元(3)和接口综合单元(1)之间的连线，该拓扑连线具体为：接口综合单元(1)的多个终端设备接口之间均能通过开关网络切换进行连通。

2.根据权利要求1所述的一种基于PXI总线的大规模可重构射频开关网络，其特征在于：所述的本地显控单元(6)为具备带触摸屏的平板计算机，平板计算机装有本地控制软件，在本地操作本地控制软件经PXI总线接口单元(5)控制切换开关单元(3)中的开关进行切换选通动作。

3.根据权利要求1所述的一种基于PXI总线的大规模可重构射频开关网络，其特征在于：所述切换开关单元(3)由多个切换开关单元PXI板卡组成，每一个切换开关单元PXI板卡具备两个2选1同轴开关。