技术摘要：
本发明公开了一种S波段变频装置及主、备机箱切换控制方法，涉及变频技术领域。一种S波段变频装置，包括主用机箱与备用机箱，主用机箱实时将工作状态上传给备用机箱，当主用机箱自检测出现故障时，停用主用机箱并切换到使用备用机箱，备用机箱依照故障前主用机箱上传状  全部
背景技术：
正常S波段变频器外形为模块形式，只能作为组件安装在一些平台内。一旦发生故 障，必须停机，进行维修及维护。对于一些平台比如说通信基站，一旦故障停机哪怕短短几 秒钟，就有可能带来不可估量的损失，尤其是应用于国防领域，因此无法应用于需长时间不 停机工作的平台内。 普通S波段变频器由上变频及下变频组成。中频信号进入上变频后先进入中频放 大器放大信号，然后经过中频滤波器滤波后給入混频器与本振产生的本振信号混频到射频 信号，再经射频滤波器进行滤波，再经数控衰减器增益调整后給入射频放大器信号放大后 输出。射频信号进入下变频后先进入射频放大器放大信号，然后经过射频滤波器滤波后給 入混频器与本振产生的本振信号混频到中频信号，再经中频滤波器进行滤波，再经数控衰 减器增益调整后給入中频放大器信号放大后输出。
技术实现要素：
本发明需要解决的技术问题是提供一种S波段变频装置及主、备机箱切换控制方 法，提高了系统稳定性，降低了故障造成的危害，解决了S波段变频装置故障停机维修问题， 提高了运转效率，为维修和维护提供了充足时间，降低了维修的总体费用。 为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是： 本发明提供了一种S波段变频装置，包括均拥有独立供电装置的主用机箱与备用机箱， 主用机箱实时将工作状态上传给备用机箱，当主用机箱自检测出现故障时，停用主用机箱 并切换到使用备用机箱，备用机箱依照故障前主用机箱上传状态数据自动恢复工作状态。 本发明技术方案的进一步改进在于：所述主用机箱与备用机箱均包括上变频模 块、下变频模块、电源模块、控制模块、前面板、以及后面板；上变频模块将中频信号70MHz± 12MHz上变为S波段信号，同步外标频时钟信号，并为下变频模块提供参考时钟信号；下变频 模块将S波段信号下变为中频信号70MHz±12MHz；电源模块将220V交流电转换为 12V直流 电与 5V直流电；控制模块控制并检测上、下变频模块，通过后面板网口与外界通讯，通过 DB9孔实现主备用机箱箱通讯，控制前面板屏幕显示当前设置状态及信息。 本发明技术方案的进一步改进在于：所述上变频模块包括上变频通道、F0_上滤波 器、F1_上滤波器、中频输入接口、中频输入监测接口、射频输出接口、射频输出监测接口、外 频标输入接口、参考时钟输出接口、电源接口、控制接口,上变频通道又包括时钟电路、本振 电路、中频通道电路、混频电路、射频通道电路。 本发明技术方案的进一步改进在于：所述下变频模块上包括下变频通道、F0_下滤 波器、F1_下滤波器、控制模块、源模块、中频输出接口、中频输出监测接口、射频输入接口、 4 CN 111600550 A 说　明　书 2/8 页 射频输入监测接口、参考时钟输入接口、电源接口、控制接口，上变频通道包括本振电路、射 频通道电路、混频电路以及中频通道电路。 本发明技术方案的进一步改进在于：所述控制模块的电路包括控制整个机箱运行 的130电路、通过网口与远程计算机通讯的STM32电路以及M25P16电路。 本发明技术方案的进一步改进在于：所述前面板包括电源开关、指示灯区、显示 区、按键区以及上下通道监测信号输出，上下通道监测信号输出包括道监测口以及接收通 道监测，发射通道监测口包括“中频输出”和“射频输出”监测，监测信号与主通道信号幅值 相差-30±1dB；接收通道监测包括“中频输出”和“射频输出”监测，监测信号与主通道信号 幅值相差-20±1dB。 本发明技术方案的进一步改进在于：所述后面板包括、电源插座、接地柱、网口插 座、主备用机箱连接口、下变频端口、上变频端口、外参考输入接口。 本发明还提供了一种S波段变频装置的一种主、备机箱切换控制方法，切换判定遵 循以下原则：1、通过监测上、下变频的通道增益状态与所设状态对比，如通道增益状态超出 所设状态的范围则从主机箱切换到备用机箱；2、检测锁相环锁定指示是否正常，如异常则 从主机箱切换到备用机箱；3、监测变频器内部各组成部分电流是否正常，如不正常则从主 机箱切换到备用机箱。 本发明技术方案的进一步改进在于：当监测到外频标无输入、上变频通道中频信 号输入功率超范围、下变频通道射频信号输入功率超范围时，主用机箱不切到换备用机箱， 主用机箱正常工作，给出告警信息。 本发明技术方案的进一步改进在于：包括以下步骤： （1）检测上、下变频模块检测输入、输出信号的功率并提供模拟电压数据给控制模块来 识别输入、输出信号功率的大小；当输入信号超过S波段变频装置所规定的输入信号功率的 上下限，则判定告警，前面板告警指示灯点亮，屏幕显示具体告警信息；控制模块通过监测 的通道增益状态与所设状态超范围，则主用机箱切换到备用机箱前面板故障指示灯点亮屏 幕关闭上传故障原因给远程控制的计算机并本地保存故障原因，备用机箱启动成为主用机 箱； （2）上、下变频模块将本振的锁定指示提供给控制模块以作判定；当识别本振未锁定则 主用机箱切换到备用机箱前面板故障指示灯点亮屏幕关闭上传故障原因给远程控制的计 算机并本地保存故障原因，备用机箱启动成为主用机箱； （3）控制模块还设有电流检波器来检测上、下变频模块的工作电流来判定上、下变频模 块工作状态，若电流超过所设的阈值则主用机箱切换到备用机箱前面板故障指示灯点亮屏 幕关闭上传故障原因给远程控制的计算机并本地保存故障原因，备用机箱启动成为主用机 箱。 由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是： 本发明在原模块基础上将S波段变频装置改为机箱的形式，将上、下变频模块、电源模 块、控制模块集成在一个机箱内部，用两个机箱分别作为主备用机箱，形成了一套完整的新 型S变频器，提高了系统稳定性，降低了故障造成的危害。本发明的主用机箱发生故障时会 在100ms内迅速切换为备用机箱工作，切换时间很短基本上不会影响整个平台的运作，用此 来解决S波段变频装置故障不停机维修问题，提高了运转效率，为维修和维护提供了充足时 5 CN 111600550 A 说　明　书 3/8 页 间，降低了维修的总体费用。 本发明的设备采用1:1备份形式，无需备份控制器，在普通S波段的变频器基础上 增加了故障自检测功能，当主用变频器发生故障时自动切换到备用变频器。备用机箱既可 以做1:1备份使用，又可以做单机设备使用，在保证成本的前提下将运行效率提高了一倍。 并且在1:1冗余热备份工作时，其中一台机箱处于维修状态时，不影响另外一台的工作，便 于在整个系统不停机状态下快速更换维修设备。 本发明在内部监测测输入、输出信号来判定故障的基础上，增加了上、下变频输 入、输出的监测接口，可以通过测量仪表来观测输入S波段变频装置和输出S波段变频装置 的信号，可以更正直观的来人为判定故障与设备上报故障是否一致，提高了对故障的排出 效率，降低了故障的危害性，有效的提高了对故障预防能力。 控制模块实现功能:控制及检测上、下变频模块，通过后面板网口与外界通讯，通 过DB9孔实现主备用机箱箱通讯，通过前面板按键控制S波段变频装置使用，控制前面板屏 幕显示当前设置状态及信息。控制前面板指示灯显示模块状态。 附图说明 图1是本发明的上变频模块通道实现框图； 图2是本发明的下变频模块通道实现框图； 图3是本发明的上变频模块时钟实现框图； 图4是控制模块本地控制显示与远程控制实现框图； 图5是单一机箱前面板布局图； 图6是单一机箱后面板布局图； 图7是单一机箱内部布局图； 图8是控制模块原理图母图； 图9是控制模块130电路原理图； 图10是控制模块130电路原理图的第一子图； 图11是控制模块130电路原理图的第二子图； 图12是控制模块130电路原理图的第三子图； 图13是控制模块130电路原理图的第四子图； 图14是控制模块130电路原理图的第五子图； 图15是控制模块130电路原理图的第六子图； 图16是控制模块130电路原理图的第七子图； 图17是控制模块130电路原理图的第八子图； 图18是控制模块130电路原理图的第九子图； 图19是控制模块130电路原理图的第十子图； 图20是控制模块M25P16电路原理图； 图21是控制模块STM32电路原理图； 图22是控制模块STM32电路原理图的第一子图； 图23是控制模块STM32电路原理图的第二子图； 图24是控制模块STM32电路原理图的第三子图； 6 CN 111600550 A 说　明　书 4/8 页 图25是控制模块STM32电路原理图的第四子图； 图26是控制模块STM32电路原理图的第五子图； 图27是控制模块STM32电路原理图的第六子图； 图28是控制模块STM32电路原理图的第七子图； 图29是控制模块STM32电路原理图的第八子图； 图30是机箱内部钢缆连接路图； 图31是图30的俯视图； 图32是图30的仰视图； 其中，1、上变频通道，2、下变频通道，3、F0_上滤波器，4、F0_下滤波器，5、F1_上滤波器， 6、F1_下滤波器，7、控制模块，8、电源模块。