[0001] 本发明涉及卫星导航和时频终端测试领域，特别涉及一种信号分路装置。

[0002] 时频终端设备测试中，往往需要对多个时频终端设备的同步性能进行测试，这些时频终端设备通常以卫星导航系统播发的卫星导航信号作为时间源。当需要对多个这样的时频终端设备进行同步性能测试时，就需要为每个设备配备一套卫星信号接收天线和线缆，并对这些卫星信号接收天线和线缆进行时延标定，这就增加了同步性能测试的复杂度和测试成本。此外，一对一卫星信号接收天线和线缆配套方案会增加对安装位置面积的需求，安装位置太紧密会造成反射波干扰，影响接收性能和质量。

[0003] 在信号传输中一路信号分多路信号的设备非常普遍，但是在时频终端设备测试领域中，除了要考虑通道间的时延一致性问题，同时需要考虑带通滤波器带来的群时延问题。带通滤波器的群时延特性会导致在不同频率引入不同的定时偏差，当被测时频终端设备以不同频率卫星导航信号作为时间源时，就会引入不同的误差分量，影响测量结果的准确性。
针对以上问题，需要设计一种一分多的卫星导航信号分路设备，支持在不同频率范围、同时为多个时频终端设备提供性能一致的卫星导航信号源，以达到提高时频终端设备同步性能测试的效率就显得很有必要。

[0019] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，本发明包括但不仅限于下述实施例。

[0020] 本发明包括天线模块、信号分路模块、监视模块、馈电模块、控制模块和通信及显示模块。

[0021] 所述的天线模块包含两套性能相同的卫星导航信号有源接收天线和经过时延标校的连接电缆：两个性能相同的卫星导航信号有源接收天线互为冗余备份，通过等长并经过时延标校的两根电缆接入信号分路模块；

[0022] 所述的信号分路模块采用两个通道分别接收天线模块输出的射频信号，选择其中一个通道的射频信号分为十一路，十一路中的一路作为监视信号输出到监视模块，其余十路作为扩展输出；同时对接收到的射频输入信号进行电流监测，并发送电流监测信号给控制模块。信号分路模块通过采用放大电路、带通滤波电路、微带滤波电路、均衡补偿电路和幅度补偿电路级联的设计结构，有效改善群时延特性引入的时延不一致问题，使十一路射频信号具有良好的相位平衡度和幅度平衡度。

[0023] 所述的监视模块对接收到的监视信号进行解调，输出时间信息、工作模式、经纬高信息和卫星信息，并通过串口将这些信息发送给控制模块；

[0024] 所述的控制模块对信号分路模块输出的天线工作电流监测信号进行采样，将采样后的结果与存储的预设门限值比较，当超出门限值时发送短路保护控制指信号给馈电模块，切断对天线的供电，实现对天线的短路保护功能；同时发送短路告警信息给通信及显示模块；

[0025] 所述的控制模块接收监视模块通过串口发送的时间信息、工作模式、经纬高信息、工作状态信息，并将其通过串口发送给通信及显示模块；同时接收通信及显示模块通过串口发送的通道设置指令和网络参数配置指令：控制模块对接收到的通道设置指令进行解析，发送手动或自动通道选择模式指令给馈电模块；控制模块对接收到的网络参数配置指令进行解析，对通信及显示模块进行网络地址和端口号配置。

[0026] 所述的馈电模块接收控制模块发送的控制指令，给其中一个通道馈电，如果设定时长内该通道能够锁定信号，则继续保持在该通道工作；如果该通道发生短路或设定时长内未锁定信号，则切换至另一个通道进行馈电；

[0027] 通信及显示模块接收控制模块发送的时间信息、工作模式、经纬高信息、工作状态信息、天线工作状态信息和短路告警信息，并将这些信息通过网口发送给上位机；同时通过网口接收上位机发送的通道设置指令和网络参数配置指令，并通过串口将这些指令发送给控制模块。

[0028] 如图1所示，本发明的实施例由天线模块S1、信号分路模块S2、监视模块S3、馈电模块S4、控制模块S5和通信及显示模块S6连接构成。

[0029] 所述天线模块S1由两个性能相同、互为冗余备份的卫星导航信号有源接收天线组成，通过等长并经过时延标校的两根电缆分别接入信号分路模块的射频输入通道A和通道B。

[0030] 所述信号分路模块S2的射频输入通道A和通道B与天线模块S1的两个输出电缆相连接，在馈电模块S4的控制下选择一路输入信号分为十一路，其中一路作为监视信号输出到监视模块S3，其余十路作为分路信号输出；同时对接收到的射频输入信号电流进行监测，并发送工作电流监测信号给控制模块S5。信号分路模块S2的工作频率范围在1000MHz～2000MHz之间，增益≤1.5dB，输入输出驻波≤1.5，输入功率≤‑30dBm，路间隔离度优于
50dB，相位平衡度≤±4°，幅度平衡度≤±0.3dB。

[0031] 所述信号分路模块S2的组成结构如图2所示，由放大电路S201、带通滤波电路S202、微带滤波电路S203、均衡补偿电路S204和幅度补偿电路S205级联组成。放大电路S201选用输入输出驻波≤1.5、输入功率≤‑30dBm的有源放大器，对接收到的射频信号进行放大，放大增益小于20dB；滤波电路S202对放大电路S201输出的信号进行滤波，将信号频率限定在1000MHz～2000MHz之间；微带滤波电路S203接收滤波电路S202输出的信号，采用结构一致的微带滤波电路将信号分成传输距离相等的十一路信号，送往均衡补偿电路S204；均衡补偿电路S204由十一个群时延特性呈凸形抛物线的电路组成，对带通滤波电路S202和微带滤波电路S203引入的群时延进行补偿，补偿后的信号送往幅度补偿电路S205；幅度补偿电路S205由十一个性能一致的有源放大器组成，用于对带通滤波电路S202、微带滤波电路S203和均衡补偿电路S204引入的插损进行补偿，使输出信号增益控制在1.5dB范围内。

[0032] 所述监视模块S3接收分路模块S2发送的监视信号，对监视信号进行解调，输出时间信息、工作模式、经纬高信息和卫星信息，通过串口发送给控制模块S5。

[0033] 所述馈电模块S4接收控制模块S5发送的通道控制信号A和通道控制信号B，根据通道控制信号对信号分路模块S2的射频输入通道A和通道B的电源进行控制。控制信号为1时，对天线进行馈电；控制信号为0时，关闭对天线的馈电。这种工作模式可以实现设备的远程控制，能够提高工作效率，有效降低设备使用功耗、延长天线使用寿命。

[0034] 所述控制模块S5的模数转换输入端与信号分路模块S2输出的天线工作电流监测信号相连接，对电流监测信号进行采样。控制模块将采样后的结果与存储的预设门限值比较，当超出门限值时就发送短路保护控制信号给馈电模块，切断对天线的供电，实现对天线的短路保护功能；同时发送短路告警信息给通信及显示模块S6。

[0035] 所述控制模块S5的串口输入端1接收监视模块S3通过串口发送的时间信息、工作模式、经纬高信息、工作状态信息，并将其通过串口发送给通信及显示模块S6。同时根据工作状态信息中的状态标志位判断当前输入射频信号的有效性：如果状态标志位为S，则将当前通道的控制信号设为0，另外一个通道的控制信号设为1，发送给馈电模块S4；如果状态标志位为A，则2个通道控制信号的状态不变。控制模块S5的串口输入端2接收通信及显示模块S6通过串口发送的通道设置指令和网络参数配置指令。

[0036] 所述控制模块S5通过馈电模块S4对信号分路模块S2输入信号通道的选择方式分为手动选择和自动选择两种模式：手动选择是指定馈电模块给输入通道A或输入通道B馈电，工作通道固定；自动选择模式是控制模块S5根据监视模块S3发送的信息，发送切换控制指令给馈电模块S4，自动选择可用输入通道。当设备初次上电时，设备处于通道自动选择模式。

[0037] 所述通信及显示模块S6由远程控制和本地显示两部分组成：通信及显示模块的串口输入端接控制模块S5的串口2输出端，接收控制模块S5发送的时间信息、工作模式、经纬高信息、工作状态信息、天线工作状态信息和短路告警信息，并将这些信息由远程控制部分通过网口发送给上位机；同时远程控制部分通过网口接收上位机发送的通道设置指令和网络参数配置指令，并通过串口输出端将这些指令发送给控制模块S5；本地显示部分将时间信息、工作模式、经纬高信息、工作状态信息、天线工作状态信息、短路告警信息、通道设置信息、馈电控制信息和网络参数显示在液晶显示屏上。