本發(fā)明涉及無線電通信、導(dǎo)航、電臺(tái)及雷達(dá)等領(lǐng)域，主要用于其地面天饋系統(tǒng)故障斷點(diǎn)定位及駐波比測(cè)試。
背景技術(shù)：
無線電通信、導(dǎo)航、電臺(tái)及雷達(dá)地面天饋系統(tǒng)，往往由于天線架設(shè)較高、電纜較長(zhǎng)，測(cè)試人員不便于爬高逐點(diǎn)就近檢查，需要一種通過地面近端連接駐波比測(cè)試的裝置對(duì)整個(gè)天饋系統(tǒng)故障斷點(diǎn)定位及性能評(píng)估。由于天饋系統(tǒng)的開放性(隨時(shí)有各種干擾信號(hào)通過天線輸入)，檢測(cè)系統(tǒng)需要具有較強(qiáng)抗干擾性；其次有時(shí)天饋系統(tǒng)電纜中間經(jīng)過多段轉(zhuǎn)接，正常情況下也有多個(gè)駐波點(diǎn)，中間轉(zhuǎn)接頭易故障形成較大反射點(diǎn)，因此通過近端駐波比測(cè)試實(shí)現(xiàn)整個(gè)天饋系統(tǒng)性能評(píng)估難度較大。
目前市場(chǎng)上天饋系統(tǒng)檢測(cè)儀均為通過脈沖信號(hào)比幅測(cè)量原理進(jìn)行駐波比測(cè)試，通過對(duì)發(fā)射脈沖信號(hào)和反射的脈沖信號(hào)檢波幅度比進(jìn)行駐波比測(cè)量，而通過發(fā)射脈沖信號(hào)和反射的脈沖信號(hào)延時(shí)間隔進(jìn)行斷點(diǎn)定位測(cè)量，要實(shí)現(xiàn)駐波點(diǎn)最小間隔米級(jí)，脈沖寬度須小于十納秒級(jí)，相鄰駐波點(diǎn)反射信號(hào)才可以區(qū)分；要實(shí)現(xiàn)定位精度優(yōu)于米級(jí)，脈沖前沿也須小到納秒級(jí)，因此信號(hào)帶寬約需幾百兆赫茲，存在的主要不足包括：
(1)簡(jiǎn)單的脈沖比幅，抗干擾能力差；
(2)通過脈沖前沿定位，精度不高；
(3)無法測(cè)量多駐波點(diǎn)天饋系統(tǒng)；
(4)脈沖前沿與脈沖寬度太小，發(fā)射電路實(shí)現(xiàn)困難。
通過對(duì)國(guó)內(nèi)一款典型的天饋駐波比測(cè)試儀器(型號(hào)：AV3824A)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試印證了以上前三點(diǎn)不足。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種時(shí)頻二項(xiàng)偽隨機(jī)三角線性調(diào)頻連續(xù)波測(cè)距技術(shù)，利用雷達(dá)調(diào)頻連續(xù)波近距測(cè)距原理進(jìn)行駐波比測(cè)試，在三角線性調(diào)頻連續(xù)波近距測(cè)距實(shí)現(xiàn)原理上進(jìn)行了工程改進(jìn)，確保開放式天饋系統(tǒng)外場(chǎng)抗干擾應(yīng)用，提高抗干擾性，確保外場(chǎng)復(fù)雜電磁環(huán)境下應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了天饋系統(tǒng)故障斷點(diǎn)定位及駐波比測(cè)試。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案包括以下步驟：
1)根據(jù)駐波比點(diǎn)最小間隔及定位精度要求，設(shè)計(jì)三角線性調(diào)頻連續(xù)波信號(hào)帶寬及調(diào)頻周期，距離分辨率C為電磁波傳輸速度，ΔB為調(diào)頻帶寬；定位距離fb為差拍頻率，Tm為調(diào)頻信號(hào)周期；對(duì)設(shè)計(jì)的波形采用2.5倍最高頻率采樣建立波形庫，在發(fā)射信號(hào)期間調(diào)取波形庫數(shù)據(jù)，通過高速D/A轉(zhuǎn)換器數(shù)字化產(chǎn)生發(fā)射的三角線性調(diào)頻連續(xù)波信號(hào)；發(fā)射信號(hào)期間，根據(jù)時(shí)頻二項(xiàng)偽隨機(jī)設(shè)置發(fā)射頻率和發(fā)射間隙，即調(diào)頻連續(xù)波中頻載頻頻率隨工作間隔隨機(jī)變化，每發(fā)射完一個(gè)掃描周期設(shè)置一工作間隔，工作間隔隨機(jī)變化；
2)通過耦合器耦合接收回波信號(hào)，結(jié)合時(shí)頻二項(xiàng)偽隨機(jī)控制電調(diào)濾波器進(jìn)行抗干擾濾波，最后對(duì)發(fā)射信號(hào)和回波信號(hào)混頻，輸出差頻信號(hào)；
3)對(duì)差頻信號(hào)進(jìn)行濾波、放大及A/D采樣，采樣速率1GHz以上；
4)對(duì)采樣結(jié)構(gòu)進(jìn)行256項(xiàng)濾波降速及128點(diǎn)FFT運(yùn)算，獲取差頻頻率；經(jīng)過10次掃頻處理獲取駐波比及駐波點(diǎn)位置穩(wěn)定數(shù)據(jù)，其中Γ為反射參量，即反射電壓與入射電壓的比；根據(jù)檢測(cè)到的入射端入射信號(hào)功率和反射信號(hào)功率，推算駐波點(diǎn)的駐波比，通過解算差頻信號(hào)頻率獲取天饋系統(tǒng)駐波點(diǎn)定位距離。
本發(fā)明的有益效果是：
(1)提出了利用雷達(dá)調(diào)頻連續(xù)波近距測(cè)距技術(shù)，在小功率發(fā)射下實(shí)現(xiàn)了無線電通信、導(dǎo)航、電臺(tái)及雷達(dá)地面天饋系統(tǒng)高精度、多駐波及斷點(diǎn)檢測(cè)需求。
(2)根據(jù)工程應(yīng)用特點(diǎn)，對(duì)雷達(dá)調(diào)頻連續(xù)波近距測(cè)距技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)，發(fā)明了時(shí)域、頻域偽隨機(jī)變化的三角線性調(diào)頻連續(xù)波測(cè)距技術(shù)，同時(shí)結(jié)合電調(diào)濾波器的巧妙使用，解決了開放式天線系統(tǒng)雷達(dá)調(diào)頻連續(xù)波近距測(cè)距技術(shù)抗干擾能力，確保了本發(fā)明“時(shí)頻二項(xiàng)偽隨機(jī)三角線性調(diào)頻連續(xù)波駐波點(diǎn)定位”技術(shù)在外場(chǎng)復(fù)雜電磁環(huán)境下工程可用性。
附圖說明
圖1是調(diào)頻連續(xù)波駐波比測(cè)試FPGA中信號(hào)處理示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明，本發(fā)明包括但不僅限于下述實(shí)施例。
本發(fā)明利用雷達(dá)調(diào)頻連續(xù)波近距測(cè)距原理，設(shè)計(jì)了一種天饋系統(tǒng)故障斷點(diǎn)定位及駐波比測(cè)試方法。
調(diào)頻連續(xù)波近距測(cè)距原理：系統(tǒng)利用在時(shí)間上改變頻率的發(fā)射信號(hào)與目標(biāo)反射的回波信號(hào)頻率差測(cè)量目標(biāo)距離，目前主要采用三角線性調(diào)頻連續(xù)波原理測(cè)距。
調(diào)頻連續(xù)波近距測(cè)距優(yōu)點(diǎn)：
(1)無測(cè)距盲區(qū)：由于調(diào)頻體制收發(fā)同時(shí)工作，不像脈沖測(cè)距需在發(fā)射期間關(guān)閉接收機(jī)，所以不存在測(cè)距盲區(qū)；
(2)容易實(shí)現(xiàn)高測(cè)距分辨率：根據(jù)雷達(dá)系統(tǒng)理論，分辨率由信號(hào)帶寬決定。在線性調(diào)頻連續(xù)波體制中，易于得到大帶寬信號(hào)，而接收處理的視頻帶寬卻遠(yuǎn)小于信號(hào)帶寬，易于工程實(shí)現(xiàn)；
(3)信號(hào)能量大，時(shí)寬帶寬積大，根據(jù)雷達(dá)統(tǒng)計(jì)檢測(cè)理論，在噪聲功率一定情況下，雷達(dá)接收檢測(cè)能力由信號(hào)能量決定。調(diào)頻連續(xù)波體制采用的是大時(shí)寬帶寬積信號(hào)，所以它具有遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于具有同等信號(hào)電平和信號(hào)帶寬的脈沖信號(hào)能量；
(4)微波電路易于實(shí)現(xiàn)：若采用脈沖法，則脈沖寬度較窄，產(chǎn)生難度大，而且脈沖發(fā)射功率較大，增加發(fā)射末級(jí)功率放大電路及散熱設(shè)計(jì)難度，同時(shí)大功率電路也帶來設(shè)備可靠性降低。調(diào)頻連續(xù)波體制的波形參數(shù)對(duì)微波部件和調(diào)頻連續(xù)波信號(hào)源的設(shè)計(jì)要求低，發(fā)射功率較脈沖法遠(yuǎn)小，降低了系統(tǒng)對(duì)末級(jí)功率放大電路1dB壓縮點(diǎn)的要求，因此降低了系統(tǒng)設(shè)計(jì)難度。
調(diào)頻連續(xù)波近距測(cè)距系統(tǒng)主要難點(diǎn)是對(duì)多運(yùn)動(dòng)目標(biāo)速度測(cè)定，而本發(fā)明用于地面天饋系統(tǒng)斷點(diǎn)測(cè)定，屬于靜止目標(biāo)，不需要測(cè)定目標(biāo)速度。脈沖重復(fù)頻率決定了最大不模糊距離以及測(cè)量精度，而脈沖峰值功率與作用距離直接相關(guān)，即發(fā)射脈沖峰值功率一定時(shí)，作用距離越大反射回波峰值功率越小，但最小須大于接收靈敏度。
本發(fā)明連接處理圖如圖1，本發(fā)明包括以下步驟：
1)發(fā)射信號(hào)波形的產(chǎn)生
根據(jù)駐波比點(diǎn)最小間隔及定位精度要求，設(shè)計(jì)三角線性調(diào)頻連續(xù)波信號(hào)帶寬及調(diào)頻周期，對(duì)設(shè)計(jì)的波形采用2.5倍最高頻率采樣建立波形庫，在發(fā)射期間調(diào)取波形庫數(shù)據(jù)，通過高速D/A轉(zhuǎn)換器數(shù)字化產(chǎn)生發(fā)射的三角線性調(diào)頻連續(xù)波信號(hào)。
具體指標(biāo)設(shè)計(jì)方法如下：
距離分辨率：
式中：
Rmin：最小識(shí)別間距；
C：電磁波傳輸速度；
ΔB：調(diào)頻帶寬。
在公式(1)中，如設(shè)計(jì)調(diào)頻帶寬ΔB＝45MHz，則Rmin＝3.3米，可滿足外場(chǎng)天饋系統(tǒng)駐波點(diǎn)最小識(shí)別間距優(yōu)于3.5米的要求。
定位距離
式中
R：駐波點(diǎn)相對(duì)于設(shè)備連接處距離；
C：電磁波傳輸速度；
fb：差拍頻率；
Tm：調(diào)頻信號(hào)周期；
ΔB：調(diào)頻帶寬。
在式(2)中，假設(shè)調(diào)頻信號(hào)周期Tm、調(diào)頻帶寬ΔB恒定，則距離定位精度由調(diào)頻連續(xù)波產(chǎn)生信號(hào)與回波信號(hào)的差頻信號(hào)測(cè)頻精度確定，一般系統(tǒng)設(shè)計(jì)調(diào)頻信號(hào)周期Tm＝1ms，調(diào)頻帶寬ΔB＝45MHz，當(dāng)距離變化1.5m時(shí)，調(diào)頻連續(xù)波產(chǎn)生信號(hào)與回波信號(hào)的最小差頻為900Hz，而設(shè)計(jì)的高性能檢測(cè)電路(高精度A/D采樣減小量化誤差以及高階數(shù)FFT運(yùn)算提高頻譜分辨率)對(duì)差頻檢測(cè)的精度達(dá)到±100Hz級(jí)，工程應(yīng)用已經(jīng)可滿足駐波點(diǎn)定位精度優(yōu)于±1.5m的要求。
發(fā)射信號(hào)期間，根據(jù)下述設(shè)計(jì)的“時(shí)頻二項(xiàng)偽隨機(jī)”設(shè)置發(fā)射頻率、發(fā)射間隙，利用現(xiàn)代高速數(shù)字D/A轉(zhuǎn)換、FPGA實(shí)時(shí)控制技術(shù)，實(shí)時(shí)調(diào)取波形庫數(shù)據(jù)產(chǎn)生所需調(diào)頻連續(xù)波信號(hào)波形，然后經(jīng)過激勵(lì)放大輸出。
米級(jí)定位誤差至少需50MHz以上的帶寬信號(hào)，如果利用通常脈沖式信號(hào)，脈沖寬度需小于10納秒，而調(diào)頻連續(xù)波信號(hào)發(fā)射放大電路易于實(shí)現(xiàn)，脈沖信號(hào)受到脈沖前沿陡峭影響很難實(shí)現(xiàn)。而調(diào)頻連續(xù)波信號(hào)時(shí)域?qū)挾扔烧{(diào)頻周期決定(一般為1毫秒)，不存在脈沖寬度窄且前沿陡峭激勵(lì)放大電路很難實(shí)現(xiàn)問題，其次調(diào)頻連續(xù)波信號(hào)接收時(shí)通過多次掃頻疊加增加有用信號(hào)強(qiáng)度，從而能夠提高處理增益，具有很強(qiáng)抗白噪聲能力。
“時(shí)頻二項(xiàng)偽隨機(jī)”設(shè)計(jì)如下：
一般雷達(dá)調(diào)頻連續(xù)波近距測(cè)距，工作期間載頻固定、連波波信號(hào)不斷發(fā)射，這樣接收回波電路容易受干擾信號(hào)影響，尤其連續(xù)波強(qiáng)干擾信號(hào)容易堵塞接收低噪放電路，因此發(fā)射信號(hào)時(shí)本發(fā)明進(jìn)行了創(chuàng)新設(shè)計(jì)：
a)發(fā)射完一個(gè)掃描周期后設(shè)置一定工作間隙，然后再進(jìn)行調(diào)頻發(fā)射，此工作間隔隨機(jī)變化，此為時(shí)域偽隨機(jī)，減少干擾脈沖碰撞；
b)調(diào)頻連續(xù)波中頻載頻頻率隨工作間隔隨機(jī)變化，此為頻域偽隨機(jī)，減少同頻干擾。
通過以上兩點(diǎn)“時(shí)頻二項(xiàng)偽隨機(jī)”變化，結(jié)合接收電路的電調(diào)濾波，就可以提高抗干擾能力，此措施只需在FPGA中增加時(shí)序控制就可實(shí)現(xiàn)，工程上實(shí)現(xiàn)低價(jià)小，易于實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明姑且稱為“時(shí)頻二項(xiàng)偽隨機(jī)三角線性調(diào)頻連續(xù)波駐波點(diǎn)定位”技術(shù)。
2)收發(fā)信號(hào)混頻
通過高隔離度的耦合器耦合接收回波信號(hào)，然后結(jié)合“時(shí)頻二項(xiàng)偽隨機(jī)”變化設(shè)計(jì)控制電調(diào)濾波器進(jìn)行抗干擾濾波，最后對(duì)發(fā)射信號(hào)和回波信號(hào)混頻，輸出差頻信號(hào)到后續(xù)A/D轉(zhuǎn)換電路。
天饋系統(tǒng)駐波比測(cè)試是單天線工作，而單天線雷達(dá)調(diào)頻連續(xù)波近距測(cè)距主要問題是收發(fā)隔離、最小測(cè)距精度。本發(fā)明在工程實(shí)現(xiàn)中選取了一款高隔離度高達(dá)60dB的定向耦合器，解決了單天線發(fā)射+10dBm對(duì)最弱接收-40dBm信號(hào)隔離要求，同時(shí)在耦合器與天饋系統(tǒng)連接端增加延遲線，可以確保第一個(gè)駐波點(diǎn)位置0米測(cè)量要求。
3)濾波、放大以及A/D數(shù)模轉(zhuǎn)換處理
對(duì)混頻輸出的差頻信號(hào)，經(jīng)過濾波、放大及高性能采樣A/D電路轉(zhuǎn)換后輸出到FPGA芯片進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理。為了減少接收電路延時(shí)、幅度變化誤差，本發(fā)明采用高速采樣A/D芯片直接對(duì)一次混頻后的信號(hào)進(jìn)行高速采樣數(shù)字處理，采樣速率需要1GHz以上。
4)FFT信號(hào)處理
利用大容量、高速處理FPGA芯片，進(jìn)行多項(xiàng)濾波(本發(fā)明設(shè)計(jì)256項(xiàng))降速及較長(zhǎng)點(diǎn)(本發(fā)明選取128點(diǎn))的FFT運(yùn)算獲取差頻頻率，以及結(jié)合偽隨機(jī)載頻變換，經(jīng)過10次掃頻處理獲取駐波比及駐波點(diǎn)位置穩(wěn)定數(shù)據(jù)。根據(jù)傳輸線損耗計(jì)算公式，電壓駐波比其中Γ為反射參量，即反射電壓與入射電壓的比，根據(jù)檢測(cè)到的入射端入射信號(hào)功率和反射信號(hào)功率，推算駐波點(diǎn)的駐波比，通過解算差頻信號(hào)頻率獲取天饋系統(tǒng)駐波點(diǎn)定位距離。
一個(gè)通信地面端機(jī)天饋系統(tǒng)檢測(cè)要求，主要功能是實(shí)現(xiàn)駐波點(diǎn)定位及駐波比測(cè)試，滿足外場(chǎng)開放式天線系統(tǒng)測(cè)試應(yīng)用要求，下面將對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明，如圖1所示，系統(tǒng)主要要求如下：
1)工作頻段：950MHz～1250MHz；
2)抗干擾性：具有較強(qiáng)的脈沖及連續(xù)波抗干擾能力，(干擾峰值功率≤-10dBm)；
3)發(fā)射功率要求：小功率發(fā)射，峰值功率≤+30dBm；
4)駐波點(diǎn)：不低于3個(gè)；
5)定位精度：誤差小于±1.5米；
6)駐波點(diǎn)最小可分辨間距：不大于3.5米；
7)斷點(diǎn)最大定位距離：不低于30米；
8)駐波比精度：
單駐波點(diǎn)：優(yōu)于±0.2(WSWR≤2.0)；
優(yōu)于±0.4(2.0≤WSWR≤3.0)；
多個(gè)波點(diǎn)：優(yōu)于±0.5(WSWR≤2.0)；
根據(jù)以上要求，應(yīng)用本發(fā)明方法，設(shè)計(jì)了如圖實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)，通過驗(yàn)證滿足以上系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，以下對(duì)系統(tǒng)主要指標(biāo)設(shè)計(jì)：
1)主要指標(biāo)設(shè)計(jì)
由于設(shè)計(jì)了高速線性D/A轉(zhuǎn)換器直接產(chǎn)生所需的射頻調(diào)制信號(hào)，因此線性調(diào)制足夠理想，而回波延時(shí)(最大幾十納秒)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于調(diào)頻周期(1ms)，因此距離分辨率僅與信號(hào)帶寬有關(guān)。在公式(1)中，當(dāng)設(shè)計(jì)調(diào)頻帶寬ΔB＝45MHz，Rmin＝3.3米，可滿足駐波點(diǎn)最小識(shí)別間距優(yōu)于3.5米的要求。
由于設(shè)計(jì)了高精度A/D轉(zhuǎn)換器以及高信噪比輸出收發(fā)信道，測(cè)距精度主要與差頻鑒別有關(guān)。在式(2)中，假設(shè)調(diào)頻信號(hào)周期Tm、調(diào)頻帶寬ΔB恒定，則距離定位精度由調(diào)頻連續(xù)波產(chǎn)生信號(hào)與回波信號(hào)的差頻信號(hào)測(cè)頻精度確定，系統(tǒng)設(shè)計(jì)調(diào)頻信號(hào)周期Tm＝1ms，調(diào)頻帶寬ΔB＝45MHz，當(dāng)距離變化1.5m時(shí)，調(diào)頻連續(xù)波產(chǎn)生信號(hào)與回波信號(hào)的最小差頻為900Hz，而設(shè)計(jì)的高性能檢測(cè)電路(高精度A/D采樣減小量化誤差以及高階數(shù)FFT運(yùn)算提高頻譜分辨率)對(duì)差頻檢測(cè)的精度達(dá)到±100Hz級(jí)，工程應(yīng)用已經(jīng)可滿足駐波點(diǎn)定位精度優(yōu)于±1.5m的要求。
2)時(shí)頻二項(xiàng)偽隨機(jī)設(shè)計(jì)
對(duì)于調(diào)頻工作時(shí)間間隙設(shè)計(jì)，本發(fā)明設(shè)計(jì)了10ms、13ms、15ms、17ms…等間隔時(shí)間，對(duì)其進(jìn)行編號(hào)，然后通過偽隨機(jī)公式建立時(shí)間間隙工作庫，調(diào)頻工作時(shí)選取時(shí)間間隙庫，按照時(shí)間庫設(shè)置逐個(gè)設(shè)置調(diào)頻工作時(shí)間間隙。
根據(jù)工程應(yīng)用中L波段天饋系統(tǒng)駐波比頻響特性，對(duì)工作頻段：950MHz～1250MHz，每10MHz選取發(fā)射信號(hào)載頻，同樣對(duì)其進(jìn)行編號(hào)，然后通過偽隨機(jī)公式建立跳頻頻率庫，調(diào)頻工作時(shí)選取頻率庫，按照頻率庫逐個(gè)設(shè)置調(diào)頻工作發(fā)射載頻。
3)工作步驟如下
a)發(fā)射信號(hào)的產(chǎn)生
時(shí)域、頻域偽隨機(jī)變換庫設(shè)計(jì)如上設(shè)計(jì)所述。
初次工作，先根據(jù)頻率庫調(diào)取第一個(gè)信號(hào)載頻(如980MHz)，設(shè)置發(fā)射信號(hào)頻率、接收電調(diào)濾波器等系統(tǒng)工作參數(shù)，延時(shí)1±0.01毫秒(電調(diào)濾波器調(diào)頻時(shí)間參數(shù)決定)，然后開始工作。實(shí)時(shí)讀取發(fā)射波形數(shù)據(jù)庫控制D/A轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生發(fā)射波形，經(jīng)過激勵(lì)放大、濾波后輸出。每次在完成一次調(diào)頻周期后，按照時(shí)域偽隨機(jī)變換庫設(shè)置工作間隙，同時(shí)根據(jù)頻率庫設(shè)置下一次發(fā)射信號(hào)頻率(如1090MHz)、接收電調(diào)濾波器等系統(tǒng)工作參數(shù)，工作間隙結(jié)束后再根據(jù)發(fā)射波形數(shù)據(jù)庫控制D/A轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生發(fā)射波形。
b)收發(fā)信號(hào)混頻
通過耦合器接收回波信號(hào)，收發(fā)信號(hào)經(jīng)過混頻器進(jìn)行差頻處理。耦合器反向隔離度大于60dB，而發(fā)射輸出信號(hào)小于+10dBm，經(jīng)仿真論證3個(gè)以下駐波點(diǎn)(駐波比按照3考慮)通過30米以內(nèi)電纜傳輸，最弱回波信號(hào)大于-40dBm，發(fā)射泄露信號(hào)比回波信號(hào)低至少10dB，對(duì)駐波比測(cè)量誤差影響可以忽略。
c)濾波、放大以及A/D數(shù)模轉(zhuǎn)換處理
對(duì)混頻輸出信號(hào)，經(jīng)過濾波、放大及高性能采樣A/D電路轉(zhuǎn)換后輸出到FPGA芯片進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理。為了獲取高精度駐波點(diǎn)位置信息，根據(jù)調(diào)制帶寬設(shè)計(jì)A/D器件1.4GHz采樣頻率，確保采樣有效位數(shù)大于9，滿足設(shè)計(jì)50dB采樣電平范圍要求。
d)FFT信號(hào)處理
在FPGA對(duì)數(shù)字化差頻信號(hào)進(jìn)行FFT運(yùn)算，獲取天饋系統(tǒng)駐波點(diǎn)位置及駐波比測(cè)量信息。按照時(shí)間間隙庫、頻率庫，重復(fù)1)～4)步驟，經(jīng)過10次測(cè)量，剔除測(cè)量奇異值、獲取天饋系統(tǒng)最惡化駐波點(diǎn)信息輸出，判斷天饋系統(tǒng)性能，故障時(shí)輔助人工檢修。在FPGA對(duì)A/D采樣數(shù)據(jù)1:64降速、256路信道多項(xiàng)濾波以及4通道128點(diǎn)長(zhǎng)度FFT傅里葉運(yùn)算(FFT)，具體處理流程如圖1。
4)測(cè)試驗(yàn)證
通過在實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建環(huán)境，對(duì)本發(fā)明的工程樣機(jī)進(jìn)行了測(cè)試，測(cè)試中通過合路器取代天線輸入了一路連續(xù)波和一路脈沖干擾信號(hào)，模擬實(shí)際環(huán)境中的空間干擾進(jìn)行了駐波比及定位測(cè)試，通過以下測(cè)試表1，可知本發(fā)明完全可以滿足工程性能指標(biāo)要求，而且研制經(jīng)費(fèi)較低、研發(fā)周期較短。
表1.系統(tǒng)駐波比測(cè)試表
注：位置定位設(shè)備連接處為0米。