[发明专利]一种模块化的矢量网络分析仪及其实现方法

权利要求书

1.一种模块化的矢量网络分析仪，其特征在于，包括CPU板和射频板，CPU板与射频板通过排线相连，CPU板与外置计算机通过USB3.0线缆相连，外置计算机用于处理复杂数据运算工作；

模块化的矢量网络分析仪通过USB3.0线缆连接到外置计算机后，计算机即刻自动检测识别到矢量网络分析仪并将其配置到初始状态；计算机通过用户交互界面得知用户需求后，将相应控制命令通过USB3.0总线发送给CPU板；CPU板接收并转发控制命令给射频板；射频板根据接收到的命令来控制自身各模块协同工作以对被测件进行测量，将测量数据转化为数字中频信号后发给CPU板；CPU板将数字中频信号进行预处理后通过USB3.0总线发送给外置计算机，由计算机进一步计算并显示测量结果。

2.如权利要求1所述的一种模块化的矢量网络分析仪，其特征在于，所述CPU板包括：FPGA和USB3.0接口控制芯片，FPGA和USB3.0接口控制芯片及其外围功能电路均由计算机的USB3.0接口通过USB线缆供电，即插即用。

3.如权利要求1所述的一种模块化的矢量网络分析仪，其特征在于，所述射频板包括：源模块、接收模块和CPLD模块；

其中，源模块包括10MHz参考单元、本振单元、激励源单元；10MHz参考单元产生基准频率；本振单元产生本振信号；激励源单元产生射频信号；

接收模块包括放大混频单元、ADC单元；放大混频单元接收来自被测件的反射信号并对反射信号进行放大和混频得到中频信号；ADC单元将中频信号采样数字化并发送给CPU板进行预处理；

CPLD模块接收并解析由CPU板上FPGA发来的控制信号并控制射频板上各硬件模块的协调工作。

4.如权利要求1所述的一种模块化的矢量网络分析仪，其特征在于，FPGA和USB3.0接口控制芯片由外置计算机的USB3.0接口供电，在连接后计算机自动采用轮询的方式检测识别矢量网络分析仪，并通过USB3.0接口将矢量网络分析仪配置到出厂时默认的或者用户自定义的仪器初始状态。

5.一种模块化的矢量网络分析仪的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤(A1)，用USB3.0线缆将矢量网络分析仪连接到外置计算机，计算机即刻自动检测识别到矢量网络分析仪，并将其配置到初始状态；

步骤(A2)，计算机通过用户交互界面得知用户需求后，将相应控制命令通过USB3.0接口及线缆发送给CPU板，由CPU板将控制命令转发给射频板；

步骤(A3)，射频板按照接收到的命令执行相应的测量操作，并将测量结果数字化后发送给CPU板；

步骤(A4)，CPU板将数字化测量结果进行预处理并通过USB3.0接口及线缆发送给外置计算机；

步骤(A5)，外置计算机将预处理数据进一步处理，得到并显示用户所需要的网络参数曲线。

6.如权利要求5所述的一种模块化的矢量网络分析仪的实现方法，其特征在于，所述步骤(A1)具体包括：

步骤(A101)，用USB3.0线缆将矢量网络分析仪连接到外置计算机后，计算机通过USB3.0接口和线缆给CPU板的FPGA和USB3.0接口控制芯片及其外围功能电路供电，使其正常工作；

步骤(A102)，计算机自动采用轮询的方式检测并识别到矢量网络分析仪；

步骤(A103)，计算机通过USB3.0接口将识别到的矢量网络分析仪配置到出厂时默认的或者用户自定义的仪器初始状态。

7.如权利要求5所述的一种模块化的矢量网络分析仪的实现方法，其特征在于，所述步骤(A2)具体包括：

步骤(A201)，用排线将CPU板和射频板相连；

步骤(A202)，计算机通过用户交互界面得知用户需求后，将相应控制命令通过USB3.0接口及线缆发送给CPU板，由CPU板的USB3.0接口控制芯片接收控制命令并通过GPIO接口转发给FPGA；

步骤(A203)，FPGA接收并解析控制命令，然后将控制命令按照SPI协议进行编码并通过SPI总线发送给射频板的CPLD。