CN107817479A - 一种大功率数字收发组件噪声系数的测试系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大功率数字收发组件噪声系数的测试系统及方法，其中系统的光纤测试设备，用于接收被测大功率数字收发组件未接收模拟回波信号状态下，输出的第一基带回波数据，根据第一基带回波数据确定被测大功率数字收发组件的平均噪声功率；接收述被测大功率数字收发组件接收模拟回波信号状态下，输出的第二基带回波数据，确定信号输出装置的输出功率以及第二基带回波数据的信号功率，根据输出功率和信号功率确定信号增益，并确定基带回波数据的3dB带宽；光纤测试设备，用于根据平均噪声功率、信号增益和3dB带宽结合噪声系数公式确定被测大功率数字收发组件的噪声系数。上述系统解决了目前大功率数字收发组件的噪声系数指标无法测量的问题。
Description
技术领域
本发明是属于雷达装备领域，特别涉及一种大功率数字收发组件噪声系数的测试系统及方法。
背景技术
大功率数字收发组件是阵列雷达的重要组成部分，其性能指标直接影响雷达的性能、威力和造价。为验证雷达系统是否满足技战术要求，除了对于数字收发组件的发射功率进行测量外，还需要重点关注每个接收通道的噪声系数。目前，由于数字收发组件的发射功率通常大于100W，其收发端口必须接入30dB以上的衰减器后才可进行测试，而测试所用的噪声源ENR(超噪比)不超过20dB，经过衰减器30dB的衰减后的噪声源噪声功率接近数字收发组件接收通道的噪底功率，故导致无法完成噪声系数测量测试。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种能有效解决目前大功率数字收发组件采用大功率衰减器进行匹配，导致噪声系数指标无法测量问题的大功率数字收发组件噪声系数的测试系统及方法。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：提供一种大功率数字收发组件噪声系数的测试系统，包括被测大功率数字收发组件、与所述被测大功率数字收发组件连接的用于输出模拟回波信号的信号输出装置、以及用于控制所述模拟回波信号的通断光纤测试设备，所述信号输出装置与所述光纤测试设备连接；
所述光纤测试设备，用于接收所述被测大功率数字收发组件未接收所述模拟回波信号状态下，输出的第一基带回波数据，根据所述第一基带回波数据确定所述被测大功率数字收发组件的平均噪声功率；
接收所述述被测大功率数字收发组件接收所述模拟回波信号状态下，输出的第二基带回波数据，确定所述信号输出装置的输出功率以及所述第二基带回波数据的信号功率，根据所述输出功率和所述信号功率确定信号增益，并确定所述基带回波数据的3dB带宽；
所述光纤测试设备，还用于根据噪声系数公式确定所述被测大功率数字收发组件的噪声系数；
其中：PNoise为被测大功率数字收发组件未接收模拟回波信号状态下的平均噪声功率，k＝1.38×10-23J/K，Temp＝290K，Gain为信号增益，Bandwidth为被测大功率数字收发组件接收模拟回波信号状态下的3dB带宽。
本发明采用以上技术方案，达到的技术效果为：通过被测大功率数字收发组件接收模拟回波信号状态下的第一基带回波数据，确定被测大功率数字收发组件的平均噪声功率，通过被测大功率数字收发组件未接收模拟回波信号状态下的第二基带回波数据，确定信号增益以及3dB带宽，再结合噪声系数公式，能够有效的计算被测大功率数字收发组件的噪声系数。上述系统和方法，通过信号源和光纤测试设备，解决了目前大功率数字收发组件采用大功率衰减器进行匹配，导致噪声系数指标无法测量的问题。同时，上述系统和方法具有很强的适应性，可以非常方便地集成到大功率数字收发组件自动测试系统中，而无需增加任何硬件设备，具有很高的实用性。
较优地，在上述技术方案中，所述信号输出装置包括与所述被测大功率数字收发组件连接的大功率衰减器和与所述大功率衰减器以及光纤测试设备连接的信号源；
所述信号源，用于将生成的模拟回波信号输出至所述大功率衰减器；
所述大功率衰减器，用于对所述模拟回波信号进行衰减，并将衰减后的模拟回波信号发送至所述被测大功率数字收发组件。
较优地，在上述技术方案中，所述系统还包括与所述信号源、所述被测大功率数字收发组件以及所述光纤测试设备连接的频率综合器；
所述频率综合器，用于为所述信号源提供相参基准时钟、为所述光纤测试设备提供采样基准时钟、为所述被测大功率数字收发组件提供本振信号。
较优地，在上述技术方案中，所述系统还包括与所述信号源、所述光纤测试设备以及所述频率综合器连接的路由器；
所述路由器，用于转发所述光纤测试设备发送至所述频率综合器和所述信号源的控制指令。
还提供了一种大功率数字收发组件噪声系数的测试方法，包括以下步骤：
步骤S10：获取被测大功率数字收发组件未接收模拟回波信号状态下输出的第一基带回波数据，根据所述第一基带回波数据确定所述被测大功率数字收发组件的平均噪声功率；
步骤S20：获取被测大功率数字收发组件接收模拟回波信号状态下输出的第二基带回波数据，以及原始模拟回波信号的输出功率，根据所述第二基带回波数据，确定所述基带回波数据的信号功率和3dB宽带；
并根据所述输出功率和所述信号功率确定所述基带回波数据的信号增益；
步骤S30：根据噪声系数公式，确定所述被测大功率数字收发组件的噪声系数。
发明采用以上技术方案，达到的技术效果为：通过被测大功率数字收发组件接收模拟回波信号状态下的第一基带回波数据，确定被测大功率数字收发组件的平均噪声功率，通过被测大功率数字收发组件未接收模拟回波信号状态下的第二基带回波数据，确定信号增益以及3dB带宽，再结合噪声系数公式，能够有效的计算被测大功率数字收发组件的噪声系数。上述系统和方法，通过信号源和光纤测试设备，解决了目前大功率数字收发组件采用大功率衰减器进行匹配，导致噪声系数指标无法测量的问题。同时，上述系统和方法具有很强的适应性，可以非常方便地集成到大功率数字收发组件自动测试系统中，而无需增加任何硬件设备，具有很高的实用性。
较优地，在上述技术方案中，所述获取被测大功率数字收发组件接收模拟回波信号状态下输出的第二基带回波数据，以及原始模拟回波信号的输出功率，具体包括以下步骤：
步骤S21：生成模拟回波信号；
步骤S22：对所述模拟回波信号进行衰减，并将衰减后的模拟回波信号发送至所述被测大功率数字收发组件；
步骤S23：接收所述被测大功率数字收发组件发出的第二基带回波数据；
步骤S24：获取所述模拟回波信号的输出功率。
较优地，在上述技术方案中，所述噪声系数公式为：
其中：PNoise为被测大功率数字收发组件未接收模拟回波信号状态下的平均噪声功率，k＝1.38×10-23J/K，Temp＝290K，Gain为被测大功率数字收发组件接收模拟回波信号状态下的信号增益，Bandwidth为被测大功率数字收发组件接收模拟回波信号状态下的3dB带宽。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1是本发明提供的大功率数字收发组件噪声系数的测试系统示意性框架图；
图2是本发明提供的大功率数字收发组件噪声系数的测试方法的示意性流程图；
图3是图2中第二基带回波数据以及原始模拟回波信号的输出功率获取的示意性流程图。
具体实施方式
如图1所示，本发明提供的大功率数字收发组件噪声系数的测试系统，包括被测大功率数字收发组件、与被测大功率数字收发组件连接的用于输出模拟回波信号的信号输出装置、以及用于控制模拟回波信号的通断光纤测试设备，信号输出装置与光纤测试设备连接；
光纤测试设备，用于接收被测大功率数字收发组件未接收模拟回波信号状态下，输出的第一基带回波数据，根据第一基带回波数据确定被测大功率数字收发组件的平均噪声功率；
接收述被测大功率数字收发组件接收模拟回波信号状态下，输出的第二基带回波数据，确定信号输出装置的输出功率以及第二基带回波数据的信号功率，根据输出功率和信号功率确定信号增益，并确定基带回波数据的3dB带宽；
光纤测试设备，还用于根据噪声系数公式确定被测大功率数字收发组件的噪声系数；
其中：PNoise为被测大功率数字收发组件未接收模拟回波信号状态下的平均噪声功率，k＝1.38×10-23J/K，Temp＝290K，Gain为信号增益，Bandwidth为被测大功率数字收发组件接收模拟回波信号状态下的3dB带宽。
本发明采用以上技术方案，达到的技术效果为：通过被测大功率数字收发组件接收模拟回波信号状态下的第一基带回波数据，确定被测大功率数字收发组件的平均噪声功率，通过被测大功率数字收发组件未接收模拟回波信号状态下的第二基带回波数据，确定信号增益以及3dB带宽，再结合噪声系数公式，能够有效的计算被测大功率数字收发组件的噪声系数。上述系统和方法，通过信号源和光纤测试设备，解决了目前大功率数字收发组件采用大功率衰减器进行匹配，导致噪声系数指标无法测量的问题。同时，上述系统和方法具有很强的适应性，可以非常方便地集成到大功率数字收发组件自动测试系统中，而无需增加任何硬件设备，具有很高的实用性。
作为一种可实施方式，信号输出装置包括与被测大功率数字收发组件连接的大功率衰减器和与大功率衰减器以及光纤测试设备连接的信号源；
信号源，用于将生成的模拟回波信号输出至大功率衰减器；
大功率衰减器，用于对模拟回波信号进行衰减，并将衰减后的模拟回波信号发送至被测大功率数字收发组件。
作为一种可实施方式，系统还包括与信号源、被测大功率数字收发组件以及光纤测试设备连接的频率综合器；
频率综合器，用于为信号源提供相参基准时钟、为光纤测试设备提供采样基准时钟、为被测大功率数字收发组件提供本振信号。
作为一种可实施方式，系统还包括与信号源、光纤测试设备以及频率综合器连接的路由器；
路由器，用于转发光纤测试设备发送至频率综合器和信号源的控制指令。
进一步的，信号源的信号输出端与大功率衰减器的信号输入端连接，大功率衰减器的信号输出端与被测大功率数字收发组件的信号输入端连接，频率综合器的本振信号输出端与被测大功率数字收发组件的本振信号输入端连接，频率综合器的相参基准时钟输出端与信号源的相参基准时钟输入端连接，频率综合器的采样基准时钟输出端与光纤测试设备的采样基准时钟输入端连接，光纤测试设备的控制命令输出端与被测大功率数字收发组件的控制命令输入端连接；被测大功率数字收发组件的回波数据输出端与光纤测试设备回波数据输入端连接，信号源、频率综合器、光纤测试设备的网络端口分别和路由器的网络端口双向连接。
如图2所示，本发明还提供了一种大功率数字收发组件噪声系数的测试方法，包括以下步骤：
步骤S10：获取被测大功率数字收发组件未接收模拟回波信号状态下输出的第一基带回波数据，根据第一基带回波数据确定被测大功率数字收发组件的平均噪声功率；
步骤S20：获取被测大功率数字收发组件接收模拟回波信号状态下输出的第二基带回波数据，以及原始模拟回波信号的输出功率，根据第二基带回波数据，确定基带回波数据的信号功率和3dB宽带；
并根据输出功率和信号功率确定基带回波数据的信号增益；
步骤S30：根据噪声系数公式，确定被测大功率数字收发组件的噪声系数。
发明采用以上技术方案，达到的技术效果为：通过被测大功率数字收发组件接收模拟回波信号状态下的第一基带回波数据，确定被测大功率数字收发组件的平均噪声功率，通过被测大功率数字收发组件未接收模拟回波信号状态下的第二基带回波数据，确定信号增益以及3dB带宽，再结合噪声系数公式，能够有效的计算被测大功率数字收发组件的噪声系数。上述系统和方法，通过信号源和光纤测试设备，解决了目前大功率数字收发组件采用大功率衰减器进行匹配，导致噪声系数指标无法测量的问题。同时，上述系统和方法具有很强的适应性，可以非常方便地集成到大功率数字收发组件自动测试系统中，而无需增加任何硬件设备，具有很高的实用性。
如图3所示，获取被测大功率数字收发组件接收模拟回波信号状态下输出的第二基带回波数据，以及原始模拟回波信号的输出功率，具体包括以下步骤：
步骤S21：生成模拟回波信号；
步骤S22：对模拟回波信号进行衰减，并将衰减后的模拟回波信号发送至被测大功率数字收发组件；
步骤S23：接收被测大功率数字收发组件发出的第二基带回波数据；
步骤S24：获取模拟回波信号的输出功率。
作为一种可实施方式，噪声系数公式为：
其中：PNoise为被测大功率数字收发组件未接收模拟回波信号状态下的平均噪声功率，k＝1.38×10-23J/K，Temp＝290K，Gain为被测大功率数字收发组件接收模拟回波信号状态下的信号增益，Bandwidth为被测大功率数字收发组件接收模拟回波信号状态下的3dB带宽。
具体实施方式如下：
首先，测试装置上电，各组成部分处于正常工作状态。光纤测试设备通过路由器的网络端口控制频率综合器输出被测大功率数字收发组件输出所需的本振信号；
然后，光纤测试设备通过路由器的网络端口控制信号源的输出信号处于关断状态，光纤测试设备通过控制命令发送端口向被测大功率数字收发组件发送控制命令，使被测大功率数字收发组件处于接收信号状态，光纤测试设备通过其回波数据接收端口接收并存储被测大功率数字收发组件回传的基带回波数据，计算不少于2048点的平均噪声功率PNoise；
光纤测试设备通过控制命令发送端口向被测大功率数字收发组件发送控制命令，使被测大功率数字收发组件处于接收信号状态，光纤测试设备通过路由器的网络端口控制信号源的输出信号处于闭合状态并控制信号源输出功率Po，光纤测试设备通过其回波数据接收端口接收并存储被测大功率数字收发组件回传的基带回波数据，计算不少于2048点的信号功率Ps，合并大功率衰减器的衰减量值A，进而得到增益Gain＝Ps/Po+A；
光纤测试设备通过控制命令发送端口向被测大功率数字收发组件发送控制命令，使被测大功率数字收发组件处于接收信号状态，光纤测试设备通过路由器的网络端口控制信号源的输出信号进行扫频，光纤测试设备通过其回波数据接收端口接收并存储被测大功率数字收发组件回传的基带回波数据，计算得到3dB带宽Bandwidth。
最后，利用下面的公式计算噪声系数，
其中：PNoise为被测大功率数字收发组件未接收模拟回波信号状态下的平均噪声功率，k＝1.38×10-23J/K，Temp＝290K，Gain为被测大功率数字收发组件接收模拟回波信号状态下的信号增益，Bandwidth为被测大功率数字收发组件接收模拟回波信号状态下的3dB带宽。
上述实施方式旨在举例说明本发明可为本领域专业技术人员实现或使用，对上述实施方式进行修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，故本发明包括但不限于上述实施方式，任何符合本权利要求书或说明书描述，符合与本文所公开的原理和新颖性、创造性特点的方法、工艺、产品，均落入本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种大功率数字收发组件噪声系数的测试系统，包括被测大功率数字收发组件，其特征在于，还包括与所述被测大功率数字收发组件连接的用于输出模拟回波信号的信号输出装置、以及用于控制所述模拟回波信号的通断光纤测试设备，所述信号输出装置与所述光纤测试设备连接；
所述光纤测试设备，用于接收所述被测大功率数字收发组件未接收所述模拟回波信号状态下，输出的第一基带回波数据，根据所述第一基带回波数据确定所述被测大功率数字收发组件的平均噪声功率；
接收所述述被测大功率数字收发组件接收所述模拟回波信号状态下，输出的第二基带回波数据，确定所述信号输出装置的输出功率以及所述第二基带回波数据的信号功率，根据所述输出功率和所述信号功率确定信号增益，并确定所述基带回波数据的3dB带宽；
所述光纤测试设备，还用于根据噪声系数公式确定所述被测大功率数字收发组件的噪声系数；
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其中：PNoise为被测大功率数字收发组件未接收模拟回波信号状态下的平均噪声功率，k＝1.38×10-23J/K，Temp＝290K，Gain为信号增益，Bandwidth为被测大功率数字收发组件接收模拟回波信号状态下的3dB带宽。
2.如权利要求1所述的大功率数字收发组件噪声系数的测试系统，其特征在于，所述信号输出装置包括与所述被测大功率数字收发组件连接的大功率衰减器和与所述大功率衰减器以及光纤测试设备连接的信号源；
所述信号源，用于将生成的模拟回波信号输出至所述大功率衰减器；
所述大功率衰减器，用于对所述模拟回波信号进行衰减，并将衰减后的模拟回波信号发送至所述被测大功率数字收发组件。
3.如权利要求2所述的大功率数字收发组件噪声系数的测试系统，其特征在于，所述系统还包括与所述信号源、所述被测大功率数字收发组件以及所述光纤测试设备连接的频率综合器；
所述频率综合器，用于为所述信号源提供相参基准时钟、为所述光纤测试设备提供采样基准时钟、为所述被测大功率数字收发组件提供本振信号。
4.如权利要求3所述的大功率数字收发组件噪声系数的测试系统，其特征在于，所述系统还包括与所述信号源、所述光纤测试设备以及所述频率综合器连接的路由器；
所述路由器，用于转发所述光纤测试设备发送至所述频率综合器和所述信号源的控制指令。
5.一种大功率数字收发组件噪声系数的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S10：获取被测大功率数字收发组件未接收模拟回波信号状态下输出的第一基带回波数据，根据所述第一基带回波数据确定所述被测大功率数字收发组件的平均噪声功率；
步骤S20：获取被测大功率数字收发组件接收模拟回波信号状态下输出的第二基带回波数据，以及原始模拟回波信号的输出功率，根据所述第二基带回波数据，确定所述基带回波数据的信号功率和3dB宽带；
并根据所述输出功率和所述信号功率确定所述基带回波数据的信号增益；
步骤S30：根据噪声系数公式，确定所述被测大功率数字收发组件的噪声系数。
6.如权利要求5所述的大功率数字收发组件噪声系数的测试方法，其特征在于，所述获取被测大功率数字收发组件接收模拟回波信号状态下输出的第二基带回波数据，以及原始模拟回波信号的输出功率，具体包括以下步骤：
步骤S21：生成模拟回波信号；
步骤S22：对所述模拟回波信号进行衰减，并将衰减后的模拟回波信号发送至所述被测大功率数字收发组件；
步骤S23：接收所述被测大功率数字收发组件发出的第二基带回波数据；
步骤S24：获取所述模拟回波信号的输出功率。
7.如权利要求5或6所述的大功率数字收发组件噪声系数的测试方法，其特征在于，所述噪声系数公式为：
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</mrow>
其中：PNoise为被测大功率数字收发组件未接收模拟回波信号状态下的平均噪声功率，k＝1.38×10-23J/K，Temp＝290K，Gain为被测大功率数字收发组件接收模拟回波信号状态下的信号增益，Bandwidth为被测大功率数字收发组件接收模拟回波信号状态下的3dB带宽。
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