仿真信号生成设备、波束成形仿真系统及仿真方法技术方案

本发明专利技术提供了一种仿真信号生成设备、波束成形仿真系统及仿真方法，所述仿真信号生成设备包括屏蔽箱，第一射频功分器、第二射频功分器和若干的射频合路器；其中，所述第一射频功分器用于接收有用信号并均分输出N路功率相等的有用分路信号；所述第二射频功分器用于接收干扰信号并均分输出N路功率相等的干扰分路信号，本发明专利技术的仿真信号生成设备只需要将各个射频合路器与第一射频功分器连接的第一射频线以及将各个射频合路器与第二射频功分器连接的第二射频线调整成不同的长度规律就可以模拟出不同类型的天线阵列，无需用到微波暗室，降低了波束成形仿真的难度以及成本。降低了波束成形仿真的难度以及成本。降低了波束成形仿真的难度以及成本。

【技术实现步骤摘要】
仿真信号生成设备、波束成形仿真系统及仿真方法


[0001]本专利技术涉及波束成形仿真
，特别涉及一种仿真信号生成设备、波束成形仿真系统及仿真方法。

技术介绍

[0002]多天线波束成形是无线通信中常用的技术。该技术利用不同的信号从不同的方向进入天线阵的特点，通过调整各天线上信号的幅度和相位改变天线方向图，使得不同方向进入天线阵的信号有不同的增益，从而达到增强有用信号或需要方向的信号，抑制干扰信号或不需要方向的信号的目的。
[0003]多天线波束成形技术的验证需要的环境比较苛刻。由于无线环境中存在如信号多径、多普勒扩展、同频干扰等不确定因素，采用天线接收到的无线电信号的幅度和角度与设计常常存在偏差，导致多天线技术波束成形技术的指标测试存在偏差。针对这种情况，一般会在微波暗室中对多天线波束成形技术进行验证。但是使用微波暗室进行环境仿真的成本较高，尤其在通信频率较低的频段(如短波和超短波频段)，由于信号波长较大，需要的微波暗室空间很大，微波暗室的建设成本太高，很难实现。
[0004]因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种仿真信号生成设备、波束成形仿真系统及仿真方法，旨在解决现有波束成形仿真方法成本高，难以实现的技术问题。
[0006]本专利技术的技术方案如下：
[0007]本专利技术第一方面提供了一种仿真信号生成设备，包括屏蔽箱，以及设置在所述屏蔽箱内的第一射频功分器、第二射频功分器和若干的射频合路器；所述第一射频功分器的信号输入口、所述第二射频功分器的信号输入口以及各个所述射频合路器的信号输出口均露出所述屏蔽箱设置；
[0008]其中，所述第一射频功分器用于接收有用信号并均分输出N路功率相等的有用分路信号；所述第二射频功分器用于接收干扰信号并均分输出N路功率相等的干扰分路信号；
[0009]各个所述射频合路器用于通过相同长度或不同长度的第一射频线从所述第一射频功分器获取所述有用分路信号，以及用于通过相同长度或不同长度的第二射频线从所述第二射频功分器获取所述干扰分路信号，以及将获取到的所述有用分路信号和所述干扰分路信号合路后输出。
[0010]在本专利技术第一方面一种可选的实施方式中，所述第一射频功分器和所述第二射频功分器均为一分四射频功分器；所述射频合路器设置有4个，4个所述射频合路器均为二合一射频合路器。
[0011]本专利技术第二方面提供了一种波束成形仿真系统，包括第一信号发生设备、第二信号发生设备、上述任一项所述的仿真信号生成设备、波束成形设备和频谱仪；
[0012]所述第一信号发生设备与所述仿真信号生成设备的第一射频功分器的信号输入口相连，所述第一信号发生设备用于生成有用信号；所述第二信号发生设备与所述仿真信号生成设备的第二射频功分器的信号输入口相连，所述第二信号发生设备用于生成干扰信号；所述频谱仪和所述仿真信号生成设备的各个射频合路器的信号输出口均与所述波束成形设备相连。
[0013]本专利技术第三方面提供了一种波束成形仿真方法，所述波束成形仿真方法包括：
[0014]准备第一信号发生设备、第二信号发生设备、上述任一项所述的仿真信号生成设备、波束成形设备和频谱仪；
[0015]建立所述第一信号发生设备、所述第二信号发生设备、所述仿真信号生成设备、所述波束成形设备和所述频谱仪之间的线路连接；
[0016]按照仿真要求对所述仿真信号生成设备内部各根第一射频线的长度和各根第二射频线的长度进行调整；
[0017]使所述第一信号发生设备输出实验所需的有用信号，并记录所述有用信号的第一初始信号强度p1；使所述第二信号发生设备输出实验所需的干扰信号，并记录所述干扰信号的第二初始信号强度p2；
[0018]通过所述波束成形设备对各个所述射频合路器输出的合路信号进行波束成形，并在所述频谱仪显示波束成形后得到的频谱数据，所述频谱数据包括有用信号对应的第一仿真信号强度q1和干扰信号对应的第二仿真信号强度q2。
[0019]在本专利技术第三方面一种可选的实施方式中，所述通过所述波束成形设备对各个所述射频合路器输出的合路信号进行波束成形，并在所述频谱仪显示波束成形后得到的频谱数据之后包括：
[0020]计算波束成形增益G,所述波束成形增益G＝(所述第一仿真信号强度q1
‑
所述第一初始信号强度p1)
‑
(所述第二仿真信号强度q2
‑
所述第二仿真信号强度p2)。
[0021]在本专利技术第三方面一种可选的实施方式中，所述按照仿真要求对所述仿真信号生成设备内部各根第一射频线的长度和各根第二射频线的长度进行调整包括：
[0022]若需要仿真的天线类型为天线单元等间距的线阵天线，且有用信号和干扰信号的入射角均需为90
°
，则将各根所述第一射频线的长度设置成相同，以及将各根所述第二射频线的长度也设置成相同。
[0023]在本专利技术第三方面一种可选的实施方式中，所述按照仿真要求对所述仿真信号生成设备内部各根第一射频线的长度和各根第二射频线的长度进行调整还包括：
[0024]若需要仿真的天线类型为天线单元等间距的线阵天线，且有用信号和干扰信号的入射角均需小于90
°
，则将各根所述第一射频线的长度设置成等差为非零的等差数列，以及将各根所述第二射频线的长度也设置成等差为非零的等差数列。
[0025]在本专利技术第三方面一种可选的实施方式中，所述按照仿真要求对所述仿真信号生成设备内部各根第一射频线的长度和各根第二射频线的长度进行调整还包括：
[0026]若需要仿真的天线类型为天线单元非等间距的线阵天线，则将各根所述第一射频线的长度设置成无规律，以及将各根所述第二射频线的长度也设置成无规律。
[0027]有益效果为：本专利技术提供了一种仿真信号生成设备、波束成形仿真系统及仿真方法，所述仿真信号生成设备包括屏蔽箱，第一射频功分器、第二射频功分器和若干的射频合
路器；其中，所述第一射频功分器用于接收有用信号并均分输出N路功率相等的有用分路信号；所述第二射频功分器用于接收干扰信号并均分输出N路功率相等的干扰分路信号，本专利技术的仿真信号生成设备只需要将各个射频合路器与第一射频功分器连接的第一射频线以及将各个射频合路器与第二射频功分器连接的第二射频线调整成不同的长度规律就可以模拟出不同类型的天线阵列，无需用到微波暗室，降低了波束成形仿真的难度以及成本。
附图说明
[0028]图1为本专利技术一种仿真信号生成设备的结构示意图。
[0029]图2为本专利技术一种波束成形仿真系统的结构示意图。
[0030]图3为本专利技术一种波束成形仿真方法的流程框图。
[0031]附图标号如下：
[0032]10
‑
屏蔽箱；20
‑
第一射频功分器；30
‑
第二射频功分器；40
‑
射频合路器；50
‑
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种仿真信号生成设备，其特征在于，包括屏蔽箱，以及设置在所述屏蔽箱内的第一射频功分器、第二射频功分器和若干的射频合路器；所述第一射频功分器的信号输入口、所述第二射频功分器的信号输入口以及各个所述射频合路器的信号输出口均露出所述屏蔽箱设置；其中，所述第一射频功分器用于接收有用信号并均分输出N路功率相等的有用分路信号；所述第二射频功分器用于接收干扰信号并均分输出N路功率相等的干扰分路信号；各个所述射频合路器用于通过相同长度或不同长度的第一射频线从所述第一射频功分器获取所述有用分路信号，以及用于通过相同长度或不同长度的第二射频线从所述第二射频功分器获取所述干扰分路信号，以及将获取到的所述有用分路信号和所述干扰分路信号合路后输出。2.根据权利要求1所述的仿真信号生成设备，其特征在于，所述第一射频功分器和所述第二射频功分器均为一分四射频功分器；所述射频合路器设置有4个，4个所述射频合路器均为二合一射频合路器。3.一种波束成形仿真系统，其特征在于，包括第一信号发生设备、第二信号发生设备、权利要求1或2所述的仿真信号生成设备、波束成形设备和频谱仪；所述第一信号发生设备与所述仿真信号生成设备的第一射频功分器的信号输入口相连，所述第一信号发生设备用于生成有用信号；所述第二信号发生设备与所述仿真信号生成设备的第二射频功分器的信号输入口相连，所述第二信号发生设备用于生成干扰信号；所述频谱仪和所述仿真信号生成设备的各个射频合路器的信号输出口均与所述波束成形设备相连。4.一种波束成形仿真方法，其特征在于，所述波束成形仿真方法包括：准备第一信号发生设备、第二信号发生设备、权利要求1或2所述的仿真信号生成设备、波束成形设备和频谱仪；建立所述第一信号发生设备、所述第二信号发生设备、所述仿真信号生成设备、所述波束成形设备和所述频谱仪之间的线路连接；按照仿真要求对所述仿真信号生成设备内部各根第一射频线的长度和各根第二射频线的长度进行调整；使所述第一信号发生设备输出实验所需的有用信号，并记录所述有用信号的第一初始信号强度p1；使所述第二信号发生设备...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵俊韬，韩方景，胡职，张燚，
申请(专利权)人：深圳市玖合鑫通讯技术有限公司，
类型：发明
国别省市：