CN210246765U

CN210246765U - 一种适用于微波屏蔽效能检测***

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Publication number: CN210246765U
Application number: CN201921362950.3U
Authority: CN
Inventors: Bendong Liu; 刘本东; Chenhai Xia; 夏琛海; Han Wang; 王涵
Original assignee: Nanjing Bright Electronic Engineering Co Ltd
Current assignee: Nanjing Bright Electronic Engineering Co Ltd
Priority date: 2019-08-21
Filing date: 2019-08-21
Publication date: 2020-04-03
Anticipated expiration: 2029-08-21

Abstract

本实用新型涉及微波通信技术领域，且公开了一种适用于微波屏蔽效能检测***，包括发射模块、接收模块和工控机，所述发射模块包括信号源、第一功率放大器、发射天线和稳幅稳相低耗损的第一线缆，所述第一功率放大器用于发大信号源发出的信号，所述第一功率放大器和发射天线之间通过第一线缆进行通讯，所述接收模块包括接收天线、可调衰减器、低噪声放大器、射频变频模块、稳幅稳相低损耗的第二线缆，所述接收天线用于接收发射天线发射的信号，所述低噪声放大器对接收信号进行放大。该适用于微波屏蔽效能检测***，仅仅采用普通性能的频谱仪和器件，实现频谱仪宽频高动态范围的测试，同时配置简单、成本低廉，具有实际应用和推广价值。

Description

一种适用于微波屏蔽效能检测***

技术领域

本实用新型涉及微波通信技术领域，具体为一种适用于微波屏蔽效能检测***。

背景技术

动态范围是频谱仪的一个重要指标，是指在一定频段内，频谱仪能够测量的同时存在于输入端的最大信号与最小信号之比。普通频谱仪在一定频段内的动态范围是比较有限的，但是在某些微波测试中，例如通信***中常见的屏蔽机柜的屏蔽效能测试中，要求测试***能够在某个很宽的频段内测量屏蔽后的微波小信号和无屏蔽的微波大信号。这对频谱仪在宽频带的动态范围提出了很高的要求。

常见的提高动态范围的方案，一种是采用宽频带的高性能频谱仪，例如采用高分辨率数模转换器、高性能接收机和混频器的高端频谱仪；还有一种采用两个或以上的接收支路同时测量信号，然后进行合成的测试***。这两种方案具有很高的测试带宽、精度和速度，但是成本较高、配置复杂，不利用推广使用。

实用新型内容

针对上述背景技术的不足，本实用新型提供了一种适用于微波屏蔽效能检测***的技术方案，主要适用于微波屏蔽效能检测，特点为带宽大、精度高、配置简单且成本较低。

本实用新型提供如下技术方案：一种适用于微波屏蔽效能检测***，包括发射模块、接收模块和工控机，所述发射模块包括信号源、第一功率放大器、发射天线和稳幅稳相低耗损的第一线缆，所述第一功率放大器用于发大信号源发出的信号，所述第一功率放大器和发射天线之间通过第一线缆进行通讯，所述接收模块包括接收天线、可调衰减器、低噪声放大器、射频变频模块、稳幅稳相低损耗的第二线缆，所述接收天线用于接收发射天线发射的信号，所述低噪声放大器对接收信号进行放大，所述可调衰减器使低噪声放大器一直始终处于线性放大区域，所述低噪声放大器通过第二线缆与射频变频模块通讯。

优选的，所述射频变频模块包括频谱仪、第二中功率放大器、低通滤波器、倍频器、第一衰减器、混频器、第二衰减器、带通滤波器、第三中功率放大器和稳幅稳相低损耗的第三线缆，所述频谱仪电性连接低噪声放大器，所述频谱仪电性连接第二中功率放大器，所述第二中功率放大器电性连接低通滤波器，所述低通滤波器电性连接倍频器，所述倍频器电性连接第一衰减器，所述第一衰减器电性连接混频器，所述混频器分别电性连接第二衰减器和带通滤波器，所述带通滤波器电性连接第三中功率放大器。

优选的，所述第二中功率放大器用于放大频谱仪的本振信号，所述第三中功率放大器用于放大滤波后的中频信号。

优选的，所述低通滤波器的输入信号为放大后的频谱仪本振信号，所述低通滤波器的输出端连接到倍频器的输入端，所述低通滤波器的截止频率高于频谱仪本振信号频率的最大值。

优选的，所述倍频器倍频器的倍频次数不超过四次。

优选的，所述带通滤波器为窄带滤波器，且中心频率等于中频频率。

优选的，第一衰减器和第二衰减器的衰减值为5dB。

本实用新型具备以下有益效果：

该适用于微波屏蔽效能检测***，仅仅采用普通性能的频谱仪和器件，实现频谱仪宽频高动态范围的测试，同时配置简单、成本低廉，具有实际应用和推广价值。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中射频变频模块内部结构示意图。

图中：1、发射模块；11、信号源；12、第一功率放大器；13、发射天线； 14、第一线缆；2、接收模块；21、接收天线；22、可调衰减器；23、低噪声放大器；24、射频变频模块；240、第三线缆；241、频谱仪；242、第二中功率放大器；243、低通滤波器；244、倍频器；245、第一衰减器；246、混频器；247、第二衰减器；248、带通滤波器；249、第三中功率放大器；25、第二线缆；3、工控机；4、屏蔽机柜；5、微波暗室。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-2，一种适用于微波屏蔽效能检测***，发射模块1、接收模块2和工控机3，工控机3等控制设备***测试在微波暗室5中进行，其中接收天线21置于屏蔽机柜4中，发射天线13置于屏蔽机柜4外并正对接收天线21，发射模块1给发射天线13提供放大的微波信号，接收模块2接收和放大从屏蔽的接收天线21而来的微弱微波信号，从而得到屏蔽后的微波小信号。

其中，发射部分由信号源11、第一功率放大器12、发射天线13、稳幅稳相低损耗的第一线缆14组成，由于线缆损耗和空间损耗随频率的升高而变大，本***配置了一台6GHz-18GHz的功率放大器，输出功率为36dBm,增益为 38dB，功率放大器可以保证发射信号的有效能量穿透机柜到达接收天线，并提高了***的动态范围。

其中，接收部分由天线21、可调衰减器22、低噪声放大器23、射频变频模块24、稳幅稳相低损耗的第二线缆25组成。可调衰减器22和低噪声放大器23分别配置两台，并将可调衰减器22和低噪声放大器23集成在一起，一台可调衰减器22参数为：频率DC～1GHz，衰减范围:0～70dB，可调刻度为 1dB，一台低噪声放大器23参数为：频率1KHz～1GHz，增益：40dBtyp；最大输出功率：20dBm；另一台可调衰减器22参数为：DC～18GHz；衰减范围:0～ 70dB，可调刻度为1dB，另一台低噪声放大器23参数为：频率50MHz～20GHz，增益：28dBtyp；输出功率：15dBm，可调衰减器22可以调节衰减值，使得低噪声放大器一直始终处于线性放大区域，低噪声放大器23对接收端信号进行放大，使得接收信号处在频谱仪241最大动态范围工作区域，低噪声放大器 23极大的提高了***的动态范围。

其中，射频变频模块24由频谱仪241、第二中功率放大器242、第三中功率放大器249、低通滤波器243、倍频器244、第一衰减器245、第二衰减器247、混频器246、带通滤波器248、稳幅稳相低损耗第三线缆240组成，第二中功率放大器242和第三中功率放大器249的输出功率均为23dBm,增益为32dB，频谱仪241的频率范围为9kHz～6GHz，当接收信号为9kHz～6GHz 时，信号可直接传送到频谱仪241的接收端，当信号频率为6GHz～18GHz时，频谱仪241的本振信号(IO)过第二中功率放大器242进行放大，然后经过四倍频器244(输入频率范围：1.5～4.5GHz，输出频率范围：6～18GHz)进行倍频，再和接收信号(RF)一起传输到混频器246内进行混频，混频之后得到中频信号IF(300MHz)可送到频谱仪241的接收端，从而实现了频谱仪241 可以接收并处理9KHz～18GHz的射频信号。

其中，倍频器244(输入频率范围：1.5～4.5GHz，输出频率范围：6～18GHz) 对本振信号进行四倍频，然后在进入混频器246与射频信号进行下混频得到中频信号，倍频器244的倍频次数不宜超过四次，这样的选择一方面可以减少高次倍频器244的带来的相位噪声，另一方面保持足够的倍频效率。此外，为了保持倍频244效率，本振信号必须经过第二中频放大器242放大之后才可以作为倍频器244的输入信号，同时，放大之后的中频信号还要经过低通滤波器243，以滤除放大过程中的高阶非线性产物，低通滤波器243的截止频率应略高于本振频率的最大值，本实施例中为5GHz。

其中，混频器246将四倍频后的本振信号与输入射频相减，即可得到中频信号。为了保证一定的混频效率，混频器246的输入端的输入信号具有一定的强度，因此为了减少反射与非线性的影响，必须在混频器246的两个输入端分别连接一个5dB的第一衰减器245和和第二衰减器247，它们不仅可以改善混频器246输入端的阻抗匹配，还可以抑制输入信号中的高电平，减少混频后的杂波信号输出，本振信号的频率会跟随输入射频信号的频率发生改变，使得四倍频后的本振信号频率与射频信号频率的差值固定在300MHz，当射频信号为18GHz,本振信号输出变为最大之4.425GHz,射频信号和倍频器输出信号混频得到中频信号0.3GHz，因此最大可测量信号频率为18GHz。由于混频器246的非线性产物较多，因此混频后的中频信号必须经过滤波之后才可以使用。由于中频频率是固定的，因此可以使用窄带的带通滤波器248。本实施例中使用的中心频率为300MHz，带宽50MHz的窄带带通滤波器248。滤波后的中频信号，经过第三中功率放大器249适当放大之后，传输到频谱仪 141的接收端进行测量。

本实用新型的的测试数据

将屏蔽机柜移除之后进行测试，可以得到无屏蔽的微波信号。最终根据屏蔽后和无屏蔽两次测试结果可以计算得出屏蔽效能。

本实施例中的测量***，可以在10KHz～18GHz的宽频带范围内使用 9kHz～6GHz的频谱仪进行屏蔽效能的测试，其动态范围测试结果如下：

测试结果表明，***在30MHz～18GHz的频率范围内动态范围大于120dB，可见***在宽频带之内具有很高的动态范围，满足对屏蔽机柜的屏蔽性能指标的精准测量条件。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种适用于微波屏蔽效能检测***，包括发射模块(1)、接收模块(2)和工控机(3)，其特征在于：所述发射模块(1)包括信号源(11)、第一功率放大器(12)、发射天线(13)和稳幅稳相低耗损的第一线缆(14)，所述第一功率放大器(12)用于发大信号源(11)发出的信号，所述第一功率放大器(12)和发射天线(13)之间通过第一线缆(14)进行通讯，所述接收模块(2)包括接收天线(21)、可调衰减器(22)、低噪声放大器(23)、射频变频模块(24)、稳幅稳相低损耗的第二线缆(25)，所述接收天线(21)用于接收发射天线(13)发射的信号，所述低噪声放大器(23)对接收信号进行放大，所述可调衰减器(22)使低噪声放大器一直始终处于线性放大区域，所述低噪声放大器(23)通过第二线缆(25)与射频变频模块(24)通讯。

2.根据权利要求1所述的一种适用于微波屏蔽效能检测***，其特征在于：所述射频变频模块(24)包括频谱仪(241)、第二中功率放大器(242)、低通滤波器(243)、倍频器(244)、第一衰减器(245)、混频器(246)、第二衰减器(247)、带通滤波器(248)、第三中功率放大器(249)和稳幅稳相低损耗的第三线缆(240)，所述频谱仪(241)电性连接低噪声放大器(23)，所述频谱仪(241)电性连接第二中功率放大器(242)，所述第二中功率放大器(242)电性连接低通滤波器(243)，所述低通滤波器(243)电性连接倍频器(244)，所述倍频器(244)电性连接第一衰减器(245)，所述第一衰减器(245)电性连接混频器(246)，所述混频器(246)分别电性连接第二衰减器(247)和带通滤波器(248)，所述带通滤波器(248)电性连接第三中功率放大器(249)。

3.根据权利要求2所述的一种适用于微波屏蔽效能检测***，其特征在于：所述第二中功率放大器(242)用于放大频谱仪(241)的本振信号，所述第三中功率放大器(249)用于放大滤波后的中频信号。

4.根据权利要求2所述的一种适用于微波屏蔽效能检测***，其特征在于：所述低通滤波器(243)的输入信号为放大后的频谱仪(241)本振信号，所述低通滤波器(243)的输出端连接到倍频器(244)的输入端，所述低通滤波器(243)的截止频率高于频谱仪(241)本振信号频率的最大值。

5.根据权利要求2所述的一种适用于微波屏蔽效能检测***，其特征在于：所述倍频器(244)倍频器的倍频次数不超过四次。

6.根据权利要求2所述的一种适用于微波屏蔽效能检测***，其特征在于：所述带通滤波器(248)为窄带滤波器，且中心频率等于中频频率。

7.根据权利要求2所述的一种适用于微波屏蔽效能检测***，其特征在于：第一衰减器(245)和第二衰减器(247)的衰减值为5dB。