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卫星地面测试系统多通道射频开关矩阵技术研究

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卫星地面测试系统多通道射频开关矩阵技术研究

作者：李东蔚兰州理工大学

学位级别：硕士

目前我国的卫星地面测试系统针对性较强,不同卫星型号之间大多不可通用,这样的结构容易导致资源的大量浪费。为支持现代化航天测试技术的快速发展,一种通用性强、易维护的自动测试系统便成为复杂测试环境下的必备条件。随着计算机及测... 详细信息

目前我国的卫星地面测试系统针对性较强,不同卫星型号之间大多不可通用,这样的结构容易导致资源的大量浪费。为支持现代化航天测试技术的快速发展,一种通用性强、易维护的自动测试系统便成为复杂测试环境下的必备条件。随着计算机及测试技术快速发展,新概念的测试仪器——虚拟仪器的出现和应用是第三代自动测试的发展趋势。该项技术可以快速实现软硬件资源的共享通信,方便地组建各类测试系统,完成自动化装置的配置,以及测试结果的数据采集分析、设备元器件状态检测、图形化直观显示等功能。本课题依据某型号通信卫星的地面测试系统要求,了解了国内外自动测试系统及地面卫星测试系统的研究现状,研究了射频开关矩阵在卫星地面测试系统中的应用及上下行多路信号的远程控制等,搭建了卫星地面自动测试系统。硬件部分主要由微波元器件及矩阵控制器构成,设计了以AT91SAM9260嵌入式处理器为核心的开关矩阵控制器,并对射频微波开关、步进式程控衰减器、耦合器、合路器等微波元器件进行分析研究。为实现卫星地面自动测试系统的网络化远程控制,矩阵控制器中采用嵌入式处理器与以太网控制芯片W5300实现以太网通信及接口连接,结合W5300内部集成TCP/IP协议的优势,完成了射频开关矩阵与计算机之间基于以太网的双向通信,实现了在控制计算机端远程操作下,微波开关、程控衰减器等微波元器件多路通道的快速切换;该连接方式具有通信速率快、传输数据可靠、易于扩展等特点,有效地提高了测试效率。软件方面基于图形化语言Lab VIEW虚拟仪器技术,研究了LXI总线扩展技术、虚拟仪器VISA软件体系结构的TCP/IP通信协议等相关知识,完成了基于Lab VIEW的TCP通信模块、数据采集模块的实现。通过自定义通信协议完成了控制计算机对射频开关矩阵的微波开关状态、衰减器状态、设备状态的读取;上下行通道信号的快速切换与可视化监控。实现了数据传输可靠、交互快速、可视化程度高的网络传输控制,提高了卫星地面测试系统的分布化、网络化。

关键词：自动测试系统射频开关矩阵以太网虚拟仪器

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一种高速切换的10×2射频开关矩阵的设计

电子设计工程 2018年第10期26卷 68-73,78页

作者：李夏琴中国西南电子技术研究所四川成都610036

基于实现旋转干涉仪模糊相位差切换阵列定位不同干涉仪之间相位差快速累积的目的,设计了一种高速切换的10×2射频开关矩阵。开关矩阵采用高速切换开关单元和周期高速切换控制指令的方法,验证了单星旋转干涉仪定位在不同频段的定位精度... 详细信息

基于实现旋转干涉仪模糊相位差切换阵列定位不同干涉仪之间相位差快速累积的目的,设计了一种高速切换的10×2射频开关矩阵。开关矩阵采用高速切换开关单元和周期高速切换控制指令的方法,验证了单星旋转干涉仪定位在不同频段的定位精度。开关矩阵以PIN开关为基本单元,并从工程应用角度详细分析设计了矩阵的开关时间、隔离度和线性度等影响定位精度的关键指标。通过载荷系统的外场挂飞试验,开关矩阵各项射频指标和高速切换功能可靠稳定,满足系统定位使用需求,为后续快响侦察卫星载荷的研究提供了有力依据。

关键词：旋转干涉仪高速切换射频开关矩阵 PIN开关

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微波开关自动测试系统设计

计算机测量与控制 2024年

作者：李明军胡顺平葛重才刘延迪杨旸杜微张璐北京航天测控技术有限公司西安空间无线电技术研究所陕西航天时代导航设备有限公司

针对当前微波开关指标测试流程复杂、测试方法自动化程度低问题，提出了一套集指标测试、数据采集和数据管理功能于一体的自动化测试系统；该系统基于微波开关生产及试验环节的实际使用需求，通过软件平台实现对通用测量仪器及遥控遥测... 详细信息

针对当前微波开关指标测试流程复杂、测试方法自动化程度低问题，提出了一套集指标测试、数据采集和数据管理功能于一体的自动化测试系统；该系统基于微波开关生产及试验环节的实际使用需求，通过软件平台实现对通用测量仪器及遥控遥测设备、射频开关矩阵等设备的自动化控制，单次可满足最多16个微波开关的同步测试，可实现同轴型和波导型两类开关的S参数、切换时间、门限电压、接触电阻、跑荷等总计18种指标参数的测试和试验数据管理，达到了测试效率和试验质量的双提升。

关键词：微波开关遥控遥测设备射频开关矩阵自动测试数据管理

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微波开关自动测试系统设计

计算机测量与控制 2024年第5期32卷 31-37,45页

作者：祝军生胡顺平李明军葛重才刘延迪杨旸杜微张璐南京航空航天大学经济与管理学院南京210016 中国航天科工集团八五一一研究所南京210007 西安空间无线电技术研究所西安710100 北京航天测控技术有限公司北京100041 陕西航天时代导航设备有限公司陕西宝鸡721013

针对当前微波开关指标测试流程复杂、测试方法自动化程度低问题,提出了一套集指标测试、数据采集和数据管理功能于一体的自动化测试系统;该系统基于微波开关生产及试验环节的实际使用需求,通过软件平台实现对通用测量仪器及遥控遥测设... 详细信息

针对当前微波开关指标测试流程复杂、测试方法自动化程度低问题,提出了一套集指标测试、数据采集和数据管理功能于一体的自动化测试系统;该系统基于微波开关生产及试验环节的实际使用需求,通过软件平台实现对通用测量仪器及遥控遥测设备、射频开关矩阵等设备的自动化控制,单次可满足最多16个微波开关的同步测试,可实现同轴型和波导型两类开关的S参数、切换时间、门限电压、接触电阻、跑荷等总计18种指标参数的测试和试验数据管理,达到了测试效率和试验质量的双提升。

关键词：微波开关遥控遥测设备射频开关矩阵自动测试数据管理

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基于RF开关矩阵的雷达双通道测试平台

计算机测量与控制 2015年第9期23卷 2939-2941页

作者：王建峰乞耀龙林赟朱勇涛洪文中国科学院电子学研究所北京100190 微波成像技术重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049

雷达性能测试贯穿于雷达系统的研发和使用阶段,针对目前雷达测试平台存在集成化、稳定性不足的情况,设计了一种基于射频(RF)开关矩阵的雷达性能双通道集成测试平台;首先,基于RF开关矩阵和通用仪器设计双通道测试结构;继而开发程控软件,... 详细信息

雷达性能测试贯穿于雷达系统的研发和使用阶段,针对目前雷达测试平台存在集成化、稳定性不足的情况,设计了一种基于射频(RF)开关矩阵的雷达性能双通道集成测试平台;首先,基于RF开关矩阵和通用仪器设计双通道测试结构;继而开发程控软件,同步控制开关矩阵的切换和各项仪器的数据采集,实现自动化雷达性能测试;该平台校准面插损和测试面插损之间的误差远小于传统方法,对雷达指标的测试精度可达到0.1dB以上;且通过自动化的信号采集、信号处理及数据分析,实现了对雷达设备的高精度、高效率自动化性能测试。

关键词：雷达性能测试射频开关矩阵集成测试平台

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宽带易扩展微波光子交换技术研究

宽带易扩展微波光子交换技术研究

作者：夏丹丹北京邮电大学

学位级别：硕士

交换系统是通信系统最常见的子系统之一,用于将不同的输入信号交换至指定的输出端口。高频率、宽带、易扩展、灵活交换和轻量化是未来交换系统发展的必然趋势,这给交换技术带来了巨大的挑战。目前,交换系统大多是使用射频开关矩阵实现的... 详细信息

交换系统是通信系统最常见的子系统之一,用于将不同的输入信号交换至指定的输出端口。高频率、宽带、易扩展、灵活交换和轻量化是未来交换系统发展的必然趋势,这给交换技术带来了巨大的挑战。目前,交换系统大多是使用射频开关矩阵实现的,这些系统在频率、隔离度、体积和扩展性等方面存在缺陷,不能满足日益增长的交换需求。因此,构建高性能、灵活的交换系统对通信技术的发展具有重要意义。本文通过对微波光子交换技术的研究,提出了一个宽带易扩展的微波光子交换系统,该系统具有高频、宽带和易扩展的优点,能够满足未来交换系统的发展需求。本文提出的宽带易扩展微波光子交换系统由一个主模块和多个扩展模块组成,扩展模块和主模块相互独立,它们之间通过光接口连接。当交换需求增大时,只需要增加系统中扩展模块的数量,系统其余部分的结构不会发生变化,系统可以真正实现可重构。本文从理论上分析了宽带易扩展微波光子交换系统的可行性,并通过仿真和实验验证了系统的交换功能、测试了系统的链路性能。实验和仿真主要用链路增益、SFDR、串扰、NF和EVM等指标衡量了系统性能。仿真测得系统链路增益大于-43dB,SFDR大于103dB·Hz2/3。实验测得系统链路增益大于-44dB,SFDR大于96dB·Hz2/3,信号EVM恶化低于3%,串扰低于80dB。仿真和实验的结果均表明该系统链路性能良好。

关键词：微波光子射频开关矩阵微波光子交换

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光电相干探测阵列信号频域预处理研究

光电相干探测阵列信号频域预处理研究

作者：王肖颖北京邮电大学

学位级别：硕士

随着电子科技的发展,雷达、通信、电子战等系统正朝着高频段、大带宽的方向发展。为处理大带宽信号,微波光子辅助信道化接收机被提出并成为一个高热度的研究方向。信道化接收机能够将宽带信号分割为若干均匀子带,而分割后的多信道信号... 详细信息

随着电子科技的发展,雷达、通信、电子战等系统正朝着高频段、大带宽的方向发展。为处理大带宽信号,微波光子辅助信道化接收机被提出并成为一个高热度的研究方向。信道化接收机能够将宽带信号分割为若干均匀子带,而分割后的多信道信号的处理方式多种多样,本论文是针对典型的频域功率而设计阵列信号处理的。首先基于光电相干探测技术,对信道化后每个子频带信号进行光电信号转换,利用检波器将信号功率值转换为模拟电压值输出,然后通过模数转换将阵列模拟电压信号转换成数字信号,交由微控制器进行排序筛选,最后由开关矩阵实现信道快速切换输出结果信号。本论文的主要内容如下:(1)对光电相干探测阵列信号频域预处理系统进行系统架构设计。本系统支持最多16路光载射频信号作为输入预处理阵列信号,其频率范围是1.3GHz-2.3GHz、带宽1GHz,系统能够筛选功率最大的2路信号输出。按功能将系统划分为功率检测模块、开关矩阵输出模块和AD采集与控制处理模块三部分。(2)对各模块完成了工程实现和功能测试。功率检测模块所使用的平衡光电探测器共模抑制比均在30dB以上,模块中阵列链路间放大增益标准差为0.3360dB,各链路使用的检波器将输入射频信号功率转换输出电压值的曲线走向一致,具有较好的线性度。开关矩阵输出模块中阵列链路间放大增益标准差为0.2461dB。AD采集与控制处理模块经排序筛选算法可以输出正确的控制信号。(3)将模块连线组装成系统完成了系统整体测试。整体系统分别完成了输入一路静态的光载射频信号和输入四路动态变化的光载射频信号的筛选测试实验,示波器显示均能筛选出正确的信号,验证了整体系统的可用性。本系统在信道化接收机中得到了成功应用,实现了对信道化接收机输出的12路阵列光载射频信号,完成筛选输出功率最大2路信号的功能。

关键词：光电相干探测射频开关矩阵阵列信号筛选处理