[發(fā)明專利]一種車載天線故障現(xiàn)場測試診斷裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011356282.0
• 申請日: 2020-11-27
• 公開（公告）號: CN112332934B
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發(fā)明（設計）人: 張金寶;聞映紅;王劍;王焱
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: H04B17/17
• 分類號: H04B17/17;H04B17/29;H04B17/309
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所 11255
• 代理人: 麻吉鳳

1.一種車載天線故障現(xiàn)場測試診斷裝置，其特征在于，包括：發(fā)射機和接收機；

所述發(fā)射機包括：第一控制器、第一HackRF One和第一天線，所述第一控制器用于完成m序列的生成、幀格式的設計、脈沖成型，以及配置第一HackRF One參數(shù)，傳輸基帶信號到第一HackRF One和控制基帶信號發(fā)射；

所述第一HackRF One負責將第一控制器傳輸來的基帶信號進行數(shù)模轉換，通過載波調制上變頻和混頻，生成在無線信道中傳輸?shù)纳漕l模擬信號，經過濾波和放大增益后，通過第一天線輻射到無線信道中；

所述接收機包括：第二控制器、第二HackRF One和第二天線，所述第二控制器負責配置第二HackRF One參數(shù)，存儲接收的數(shù)據用于后續(xù)的滑動相關處理，所述第二天線捕獲高頻電磁波轉換為高頻電子信號，所述第二HackRF One負責接收高頻電子信號，對高頻電子信號進行濾波、混頻和下變頻到基帶，對模擬信號抽樣、量化、編碼為數(shù)字信號，傳輸信號到所述第二控制器中；

所述接收機將接收到的信號轉換為基帶信號后存儲在第二控制器中，后續(xù)由第二控制器完成對接收數(shù)據的進一步處理，來得到表征信道衰落的參數(shù)；

所述發(fā)射機探測信號數(shù)據的傳輸過程如下：

第一HackRF One支持I/Q調制，內部數(shù)據分為I/Q兩路，第一控制器編程生成兩路m序列作為基帶數(shù)字I/Q信號x_I(n),x_Q(n)，第一HackRF One內置數(shù)模轉換芯片，輸出參考電平為V_REFDAC，經過D/A轉換得到模擬信號s_I(t)，s_Q(t)，

數(shù)模轉換后得到的模擬信號，經過無線收發(fā)芯片變頻到2.6GHz得到中頻模擬信號s_IF(t)，

s_IF(t)＝s_I(t)cos(ωt)+s_Q(t)sin(ωt)

中頻模擬信號s_IF(t)經過混頻，得到載波頻率為目標頻率的發(fā)射信號s_e(t)，

s_e(t)＝s_IF(t)·h_m(f)

其中，n表示信號信息的序列位置，t為時間，ω為角頻率，h_m(f)為混頻模塊的數(shù)學表示，f為目標載波頻率，第一HackRF One提供可選擇的功率放大模塊，假定功放的幅度增益為A，則第一天線最終輻射的信號s_as(t)表達式為

s_ae(t)＝As_e(t)；

所述接收機接收信號數(shù)據的傳輸過程如下：

第二天線接收受到無線信道衰落影響的多徑信號，傳輸?shù)降诙﨟ackRF One的射頻前端，經過濾波后的高頻電子信號s_r(t)為：

接收信號由N條幅度衰落和時延都不同的多徑信號疊加而成，其中，t為時間，a_i為第i條路徑信號的幅度衰落，τ_i表示第i條路徑信號的時延；同時，n(t)表示接收信號中的加性高斯噪聲，射頻頻段的接收信號經過混頻到中頻2.6GHz，得到中頻接收信號s_{r_IF}(t)：

其中，h_m^-1(f)表示混頻的逆過程，2.6GHz中頻信號可由所述第二HackRF One的無線收發(fā)模塊下變頻到基帶，得到I/Q兩路基帶信號，

其中，s_{r_I}(t)是I路基帶信號，ω指角頻率,s_{r_Q}(t)是Q路基帶信號，h_LP表示低通濾波，b_i和c_i分別表示I/Q兩路的幅度衰減；I/Q兩路信號只有幅度和相位的不同，I路信號分析如下，下變頻得到的基帶模擬信號經過A/D轉換為可由第二控制器處理的基帶信號：

x_{r_I}(n)＝s_{r_I}(t)·∑δ(t-nT_s)

其中，δ(t)代表單位沖激函數(shù)，x_{r_I}(n)代表基帶信號，T_s為采樣間隔，根據模擬信號的帶寬和硬件處理性能確定。