CN106453157A - 信号链路控制和路由选择的通用装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种信号链路控制和路由选择的通用装置，包括：控制模块，控制模块安装于控制计算机中，通过控制模块实现对开关的切换，衰减器的调节，器件状态信息的采集、返回和显示；主控板，主控板实现对射频模块的控制功能，负载状态解析、分发及显示；接口板，接口板接收来自主控板的指令，经协议解析，下发到射频模块，道德控制射频模板的目的。本发明不依赖复杂算法，可直接通过开关实现对信号路由的选择，通过衰减器或增加功放实现对信号功率的衰减和放大，适用于各种射频信号传输，人机交互界面友好，具备很好的通用性。

Description

信号链路控制和路由选择的通用装置

技术领域

本发明涉及射频信号传输领域，具体地，涉及一种信号链路控制和路由选择的通用装置，涉及多路或单路射频信号传输过程中对链路切换，路由选择，隔离、公分，衰减及放大的控制，实现在信号传输过程中的实时监测。

背景技术

随着通信技术的发展，射频信号发展趋势为：使用频段越来越高，传输通道数日益增加，信号功率时常改变。目前常见的链路为分离器件拼凑，搭建的信道不具备通用性且状态不受控，对于复杂的信道传输信号过程中出现的异常现象，往往难以定位于信号或信道，此外资源无法有效利用且需要专业人员搭建，对于多路信号传输需要多次搭建不同链路，导致信号传输的相关业务无法快速开展且费用较高。为使得信号传输使用链路的状态受控，减少资源的浪费，提高信号传输的效率，适应日趋复杂的信道需求。以设备利用效率的最优化为基本原则进行分析，使用标准通用化器件为主，采用标准输入、输出接口，配合部分型谱化选配器件及少数专用接口适配为辅设计思想搭建通用化链路控制和路由选择装置，实现同时传输多通道信号，选择信号传输路由，切换信号传输链路且具备双工传输信号能力，在信号传输过程中实时对信号功率大小进行调节并监测，在后端加入频谱监测设备即可实时监测信号幅度、频率特性；根据耦合小信号实时监测传输信号的特征，对于预先标定线性度的衰减器或功放可预判通过装置后的输出信号功率大小。

此外根据不同来源的信号，可选择相应的链路通道，同时可根据路径确定信号来源。根据信宿对信号强度的要求，预先调节衰减器及功放，使得抵达信宿信号的功率值符合后端设备要求，保护后端设备。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种信号链路控制和路由选择的通用装置，其提高了各个模块的可靠性和整个装置的安全性。

根据本发明的一个方面，提供一种信号链路控制和路由选择的通用装置，其特征在于，包括：

控制模块，控制模块安装于控制计算机中，通过控制模块实现对开关的切换，衰减器的调节，器件状态信息的采集、返回和显示；

主控板，主控板实现对射频模块的控制功能，负载状态解析、分发及显示；

接口板，接口板接收来自主控板的指令，经协议解析，下发到射频模块，道德控制射频模板的目的；

射频模块，射频模块实现链路切换，路由选择，衰减控制；射频模块***实现对模块的扩展，包括频段和通道；射频模块与控制板连接和通信；

监视屏，监视屏实现实时对信号的监测，采用内嵌式和外接式显示频；

电源模块，电源模块用于给射频器件及板卡供电，腔体用于保护射频器件。

优选地，所述控制模块为实现通用化便于移植，基于通用平台开发，通过以太网实现与其他模块的通信，开放与其他***预接入模块的接口；为便于用户操作，采用图形化界面实现控制模块，使用键鼠或其他输入方式发送指令及参数。

优选地，所述主控板的核心是处理器，通过处理器实现对射频模块的控制，在主控板实现远程控制模式和本地控制模式及两种模式之间自由切换；主控板通过网络或者射频通道接收控制模块的指令、参数，解析后下发至接口板，达到控制射频模块的目的；主控板接收接口板采集的各个通道状态信息，通过显示屏显示；主控板实现触摸屏UI界面的控制，通过触屏控制开关切换及程控衰减器衰减量参数的调节。

优选地，所述接口板为信息中转枢纽，接口板接收来之主控板的指令，经解析后下发到射频模块实现对射频模块的控制；接口板兼顾设计程控衰减器驱动电路，为射频开关和程控衰减器提供电源；接口板采集、监控各个射频器件和射频通道的状态并上传给主控板；主控板通过专用逻辑电路实现对射频模块的保护；接口板具备IO扩展性，给出射频器件标准接口；接口板实现对主控板的驱动；接口板实现主控板的时序保护。

优选地，所述射频模块采用通用器件搭建装置，对外输出输入接口采用通用接插件；对于带宽相对较窄器件，采用电缆分段连接便于扩展，射频模块与接口板连接。

优选地，所述电源模块采用可拆卸支架安装输入为交流电，输出根据板卡及器件选择输出直流电及交流电；腔体结构用于对射频模块的屏蔽、固定和散热。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：一，本发明中的装置中控制板、接口板和射频模块独立设计，使用接口板作为主控板和射频模块的中介，提高了各个模块的可靠性和整个装置的安全性。二，本发明提高了IO扩展性，作为处理模块的主控板IO口一般极少，射频模块需要大量的IO口，接口板可给出射频器件的标准接口。三，本发明采用接口板很大程度上降低了对于射频器件驱动实现的难度，且速度大幅度提高。四，本发明对射频模块时序保护的难度有较大缓解。五，本发明采用独立电源供电模块和腔体设计，对装置本身及器件的安全、电磁兼容、保护作用明显。六，本发明留有软接口，可通过通信协议增加图形化等有好的人际界面，便于用户操作，减少误操作。七，本发明采用可拆卸方式组装，便于改造和扩展，可升级改造实现对复杂链路的需求。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明提供的信号链路控制和路由选择的通用装置的原理框图；

图2为ARM主控板示意图；

图3为FPGA接口板示意图；

图4为射频模块示意图；

图5为电源模块与其他模块连接示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

如图1所示，本发明信号链路控制和路由选择的通用装置包括：

控制模块101，控制模块安装于控制计算机中，通过控制模块实现对开关的切换，衰减器的调节，器件状态信息的采集、返回和显示；

主控板102，主控板实现对射频模块的控制功能，负载状态解析、分发及显示；

接口板103，接口板接收来自主控板的指令，经协议解析，下发到射频模块，道德控制射频模板的目的；

射频模块104，射频模块实现链路切换，路由选择，衰减控制等功能；射频模块***可实现对模块的扩展，包括频段和通道；射频模块与控制板连接和通信；

监视屏105，监视屏实现实时对信号的监测，可采用内嵌式和外接式显示频；

电源模块106，电源模块用于给射频器件及板卡供电，腔体用于保护射频器件。

控制模块为实现通用化便于移植，可基于通用平台开发，通过以太网实现与其他模块的通信，开放与其他***预接入模块的接口；为便于用户操作，可采用图形化界面等方法实现控制模块，使用键鼠或其他输入方式发送指令及参数。

主控板可以采用ARM芯片，实现对测控链路控制箱的控制，在前面板驱动触摸屏实现UI界面。通过网口接收上位机远程控制模块的指令、参数，解析后通过SPI接口下发到FPGA接口板，达到控制射频模块的目的。ARM软件在WinCE的环境下实现，该***是一种紧凑、高效、可伸缩的32位的操作***,主要面向各种嵌入式***和产品。它所具有的多线程、多任务、完全抢占式的特点是专为各种有很严格资源限制的硬件***所设计的，有利于开发者对资源的调度。

接口板可以采用FPGA接口板，FPGA接口板接收ARM指令，并通过排线下发到射频模块，达到控制射频模块的目的。FPGA接口板采集监控各通道工作状态，并上传ARM主控板。FPGA接口板通过一些逻辑电路实现对射频模块的保护。FPGA接口板设计程控衰减器驱动电路，并为射频开关和程控衰减器提供电源。FPGA接口板来控制前面板的RF指示灯。

接口板为信息中转枢纽，接口板接收来之主控板的指令，经解析后下发到射频模块实现对射频模块的控制；接口板兼顾设计程控衰减器驱动电路，为射频开关和程控衰减器提供电源；接口板采集、监控各个射频器件和射频通道的状态并上传给主控板；主控板通过专用逻辑电路实现对射频模块的保护；接口板具备IO扩展性，可给出射频器件标准接口；接口板可实现对主控板的驱动；接口板可实现主控板的时序保护。

主控板的核心是处理器，通过处理器实现对射频模块的控制，可在主控板实现远程控制模式和本地控制模式及两种模式之间自由切换；主控板通过网络或者射频通道接收控制模块的指令、参数，解析后下发至接口板，达到控制射频模块的目的；主控板接收接口板采集的各个通道状态信息，通过显示屏显示；主控板实现触摸屏UI界面的控制，通过触屏控制开关切换及程控衰减器衰减量参数的调节等功能。

射频模块采用通用器件搭建装置，对外输出输入接口采用通用接插件；对于带宽相对较窄器件，采用可电缆分段连接便于扩展，射频模块与接口板连接。

对于射频模块保护，电源模块采用可拆卸支架安装输入为交流电，输出根据板卡及器件选择输出直流电及交流电；腔体结构用于对射频模块的屏蔽、固定和散热等。

该实例中的射频通道主要包括以下通道：

通道1：UP_IN1→程控衰减器1→耦合器1→功分器1→环形器1→IO1；

通道2：UP_IN1→程控衰减器1→耦合器1→功分器1→环形器2→IO2；

通道3：UP_IN1→程控衰减器1→耦合器1→功分器1→环形器3→IO3；

通道4：IO1→环形器1→IO1_O→IO1_I→耦合器2→合路器2→程控衰减器2→DOWN_OUT1；

通道5：IO2→环形器2→IO2_O→IO2_I→耦合器3→合路器2→程控衰减器2→DOWN_OUT1；

通道6：IO3→环形器3→IO3_O→IO3_I→耦合器4→合路器2→程控衰减器2→DOWN_OUT1；

通道7：UP_IN2→程控衰减器3→耦合器5→功分器2→IO1→UP_OUT1；

通道8：UP_IN2→程控衰减器3→耦合器5→功分器2→IO1→UP_OUT2；

通道9：DOWN_IN1→合路器1→耦合器6→程控衰减器4→DOWN_OUT2；

通道10：DOWN_IN2→合路器1→耦合器6→程控衰减器4→DOWN_OUT2

通道11：DOWN_IN3→合路器1→耦合器6→程控衰减器4→DOWN_OUT2

通道12：UP_IN3→程控衰减器5→功分器3→UP_OUT3；

通道13：UP_IN3→程控衰减器5→功分器3→UP_OUT4；

通道14：UP_IN1→程控衰减器1→耦合器1→开关→M_OUT；

通道15：IO1→环形器1→IO1_O→IO1_I→耦合器2→开关→M_OUT；

通道16：IO2→环形器2→IO2_O→IO2_I→耦合器3→开关→M_OUT；

通道17：IO3→环形器3→IO3_O→IO3_I→耦合器4→开关→M_OUT；

通道18：UP_IN2→程控衰减器3→耦合器4→开关→M_OUT；

通道19：DOWN_IN1→合路器1→耦合器5→开关→M_OUT；

通道20：DOWN_IN2→合路器1→耦合器5→开关→M_OUT；

通道21：DOWN_IN3→合路器1→耦合器5→开关→M_OUT；

***输入220VAC，经过ACDC模块转换为24VDC，24VDC转化为各板卡和射频模块所需电源。

本发明采用以下电磁措施满足兼容要求：

一，合理规划电路板的布局，对噪声敏感的电路部分远离噪声源；

二，采用电源隔离和信号隔离方法，对内部电路板进行高、低压物理隔离，与外部通讯采用电磁隔离；

三，外壳采用全封闭设计，铝合金外壳采用导电阳极化处理，结合面采用导电橡胶和导电泡棉，保证整个外壳的电连续性，可靠屏蔽外界干挠源。

四，良好的接地、屏蔽与滤波。

五，外部连接电缆，采用屏蔽导线。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (6)

1.一种信号链路控制和路由选择的通用装置，其特征在于，包括：

控制模块，控制模块安装于控制计算机中，通过控制模块实现对开关的切换，衰减器的调节，器件状态信息的采集、返回和显示；

主控板，主控板实现对射频模块的控制功能，负载状态解析、分发及显示；

接口板，接口板接收来自主控板的指令，经协议解析，下发到射频模块，道德控制射频模板的目的；

射频模块，射频模块实现链路切换，路由选择，衰减控制；射频模块***实现对模块的扩展，包括频段和通道；射频模块与控制板连接和通信；

监视屏，监视屏实现实时对信号的监测，采用内嵌式和外接式显示频；

电源模块，电源模块用于给射频器件及板卡供电，腔体用于保护射频器件。

2.根据权利要求1所述的信号链路控制和路由选择的通用装置，其特征在于，所述控制模块为实现通用化便于移植，基于通用平台开发，通过以太网实现与其他模块的通信，开放与其他***预接入模块的接口；为便于用户操作，采用图形化界面实现控制模块，使用键鼠或其他输入方式发送指令及参数。

3.根据权利要求1所述的信号链路控制和路由选择的通用装置，其特征在于，所述主控板的核心是处理器，通过处理器实现对射频模块的控制，在主控板实现远程控制模式和本地控制模式及两种模式之间自由切换；主控板通过网络或者射频通道接收控制模块的指令、参数，解析后下发至接口板，达到控制射频模块的目的；主控板接收接口板采集的各个通道状态信息，通过显示屏显示；主控板实现触摸屏UI界面的控制，通过触屏控制开关切换及程控衰减器衰减量参数的调节。

4.根据权利要求1所述的信号链路控制和路由选择的通用装置，其特征在于，所述接口板为信息中转枢纽，接口板接收来之主控板的指令，经解析后下发到射频模块实现对射频模块的控制；接口板兼顾设计程控衰减器驱动电路，为射频开关和程控衰减器提供电源；接口板采集、监控各个射频器件和射频通道的状态并上传给主控板；主控板通过专用逻辑电路实现对射频模块的保护；接口板具备IO扩展性，给出射频器件标准接口；接口板实现对主控板的驱动；接口板实现主控板的时序保护。

5.根据权利要求1所述的信号链路控制和路由选择的通用装置，其特征在于，所述射频模块采用通用器件搭建装置，对外输出输入接口采用通用接插件；对于带宽相对较窄器件，采用电缆分段连接便于扩展，射频模块与接口板连接。

6.根据权利要求1所述的信号链路控制和路由选择的通用装置，其特征在于，所述电源模块采用可拆卸支架安装输入为交流电，输出根据板卡及器件选择输出直流电及交流电；腔体结构用于对射频模块的屏蔽、固定和散热。