一種射頻電纜在線故障監測裝置及其監測方法
2023-05-24 20:12:06
一種射頻電纜在線故障監測裝置及其監測方法
【專利摘要】本發明公開了一種射頻電纜在線故障監測裝置，包括：對輸入的電磁波信號進行耦合輸出的定向耦合器，所述定向耦合器的輸入埠1通過射頻電纜與信號源相連接，所述定向耦合器的輸出埠2通過射頻電纜與負載相連接，所述定向耦合器的輸出埠3與功率檢測單元I相連接，所述定向耦合器的輸出埠4與功率檢測單元II相連接，所述功率檢測單元I的輸出端與模數轉換器I相連接，所述功率檢測單元II的輸出端與模數轉換器II相連接，所述模數轉換器I和模數轉換器II分別與控制單元相連接。對定向耦合器輸入埠1和輸出埠2兩端連接的射頻電纜的傳輸信號進行信號耦合、功率檢測、功率數據分析從而判斷射頻電纜是否發生故障。
【專利說明】一種射頻電纜在線故障監測裝置及其監測方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於通信【技術領域】，尤其涉及射頻電纜在線故障監測裝置及其監測方法。【背景技術】
[0002]隨著科學技術的不斷進步，通信網絡的覆蓋面積越來越廣，在通信網絡中微波射頻電纜傳輸線得到廣泛的應用，以此來保證信息的安全高效的傳輸，然而由於微波射頻電纜存在外界因素容易損壞，造成在信息傳輸過程中信號中斷的現象。一旦這種情況發生給人們的正常生活和工作帶來很大麻煩。這就需要我們實時檢測電纜是否存在故障，保證第一時間對故障電纜進行搶修。
[0003]在實際通信過程中，電纜數量較多並且電纜長度較長，採用傳統的人員線下檢測電纜的方法消耗大量的人力物力，檢測過程中需要很長時間、並且容易造成檢測結果不準確的現象。
[0004]通信系統的射頻電纜起著傳輸信號的功能，由於信號在進入通信電纜之前需要進行功率放大，放大後的信號進入通信電纜進行傳輸，由於電纜存在阻抗，從而信號的功率會隨著傳輸距離的增加而不斷降低，由微波傳輸理論可知通信射頻電纜發生損壞時，無論是短路還是斷路都會造成輸入輸出端的阻抗失配從而引起能量反射。因此通過檢測埠參數並進行計算實現通信射頻電纜狀態的監測是一個優選的方法。
【發明內容】
[0005]根據現有技術存在的問題，本發明公開了一種射頻電纜在線故障監測裝置包括:對輸入的電磁波信號進行耦合輸出的定向耦合器，所述定向耦合器的輸入埠 I通過射頻電纜與信號源相連接，所述定向耦合器的輸出埠 2通過射頻電纜與負載相連接，所述定向耦合器的輸出埠 3與功率檢測單元I相連接，所述定向耦合器的輸出埠 4與功率檢測單元II相連接，所述功率檢測單元I的輸出端與模數轉換器I相連接，所述功率檢測單元II的輸出端與模數轉換器II相連接，所述模數轉換器I和模數轉換器II分別與控制單元相連接；
[0006]工作狀態下:所述定向耦合器的輸出埠 4將信號源一端的射頻電纜的電磁波信號進行耦合傳送至功率檢測單元II，定向耦合器的輸出埠 3將負載一端的射頻電纜的電磁波信號進行耦合傳送至功率檢測單元I，所述功率檢測單元I和功率檢測單元II將檢測到的功率數據傳送至模數轉換器I和模數轉換器II進行數據轉換後傳送至控制單元內，所述控制單元對接收到的功率進行數據分析:在信號源正常工作的情況下，如果輸出埠3—端的功率值和輸出埠 4 一端的功率值都為零時，則信號源一端的電纜出現故障；如果輸出埠 4 一端有輸出功率值，輸出埠 3—端沒有輸出功率值，則信號源和負載兩端的射頻電纜均正常工作；如果輸出埠 3和輸出埠 4兩端都有輸出功率，並且輸出埠 3—端的輸出功率與輸出埠 4 一端的輸出功率比值小於I時,貝U負載一端的射頻電纜出現故障。
[0007]一種射頻電纜在線故障監測裝置的監測方法，包括以下步驟:[0008]步驟1:定向耦合器的輸出埠 4將信號源一端的射頻電纜的功率信號進行耦合後輸出，該輸出功率信號記作P1，利用功率檢測單元II對P1進行功率檢測後記作Pb ；
[0009]步驟2:定向耦合器的輸出埠 3將負載一端的射頻電纜的功率信號進行耦合後輸出，該輸出功率信號記作P2，利用功率檢測單元I對P2經進行功率檢測後記作Pa ；
[0010]步驟3:將功率信號Pa和功率信號Pb分別通過模數轉換器I和模數轉換器II進行模數轉換後輸入至控制單元內進行數據分析、進行電纜故障判斷:
[0011]如果信號源正常工作，當Pa=Pb=O,則定向耦合器沒有耦合信號，定向耦合器的輸入埠 I和輸出埠 2均無輸入信號，判斷結果為信號源一端的射頻電纜出現故障；
[0012]iPA=0、Pb古0，說明定向耦合器的輸入埠 I信號輸入正常，輸入埠 2無輸入信號，判斷結果為信號源和負載兩端的射頻電纜均正常工作；
[0013]當ΡΑ#0、ΡΒ#0，且0<ΡΑ/ΡΒ< 1，則定向耦合器的輸出埠 2有輸入信號並產生反射，使得Pa古0，判斷結果為負載一端的射頻電纜出現故障。
[0014]由於採用了上述技術方案，本發明提供的射頻電纜在線故障監測裝置及其監測方法，採用定向耦合器通過射頻電纜與信號源和負載相連接，通過利用定向耦合器對信號源和負載兩端的電磁波信號進行耦合後輸出，並對輸出後的信號進行功率檢測，將檢測到的功率的模擬信號轉化成數位訊號後輸送至控制單元內，所述控制單元判斷是信號源一端的射頻電纜出現故障還是負載一端的電纜出現故障。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]為了更清楚地說明本申請實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請中記載的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0016]圖1為本發明中射頻電纜在線故障監測裝置的結構示意圖。
[0017]圖2為本發明中監測裝置的監測方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0018]為使本發明的技術方案和優點更加清楚,下面結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚完整的描述:
[0019]如圖1所示:射頻電纜在線故障監測裝置包括:定向耦合器1、信號源8、負載9、功率檢測單元13、功率檢測單元114、模數轉換器15、模數轉換器116和控制單元7。所述定向耦合器I具有4個埠，分別為輸入埠 1、輸出埠 2、輸出埠 3和輸出埠 4。所述定向耦合器I的輸入埠 I通過射頻電纜與信號源8相連接，定向耦合器I的輸出埠 2通過射頻電纜與負載9相連接，定向耦合器I的輸出埠 3與功率檢測單元13相連接，所述定向耦合器I的輸出埠 4與功率檢測單元114相連接，功率檢測單元13的輸出端與模數轉換器15相連接，功率檢測單元114的輸出端與模數轉換器116相連接，所述模數轉換器15和模數轉換器116分別與控制單元7相連接。本發明公開的電纜故障監測裝置將定向耦合器I的輸入埠 I和輸出埠 2兩端連接上射頻電纜，根據檢測射頻電纜的信號的功率值判斷電纜是否存在故障。[0020]由於定向耦合器I的輸出埠 4為輸入埠 I的耦合端，輸出埠 3為輸出埠2的耦合端。將定向耦合器I通過射頻電纜與信號源8和負載9連接後。工作狀態下:所述定向耦合器I的輸出埠 4將信號源8 —端的射頻電纜的電磁波信號進行耦合傳送至功率檢測單元114，定向耦合器I的輸出埠 3將負載9 一端的射頻電纜的電磁波信號進行耦合傳送至功率檢測單元13，所述功率檢測單元13和功率檢測單元114對接收到的電磁波信號中所含的功率值進行檢測，將檢測到的功率數據傳送至模數轉換器15和模數轉換器116進行數據轉換後傳送至控制單元7內，所述控制單元7對接收到的功率進行數據分析:在信號源8正常工作的情況下:如果輸出埠 3 —端的功率值和輸出埠 4 一端的功率值都為零時，說明信號源8 —端的射頻電纜沒有輸出信號，則信號源8 —端的電纜出現故障。如果輸出埠 4 一端有輸出功率值，輸出埠 3—端沒有輸出功率值，而輸出埠 4輸出的功率值為信號源8 —端的射頻電纜的輸出信號所含的功率值，而輸出埠 3輸出的功率值為負載9 一端的射頻電纜的輸出信號所含的功率值，則信號源8和負載9兩端的射頻電纜均正常工作。如果輸出埠 3和輸出埠 4兩端都有輸出功率，並且輸出埠 3—端的輸出功率與輸出埠 4 一端的輸出功率比值小於I時,則負載9 一端的射頻電纜出現故障。因為負載一端的射頻電纜出現故障時，會產生反射使定向耦合器I的輸出埠 2有輸入信號。
[0021]進一步的，功率檢測單元13和功率檢測單元114可以採用用於檢測功率大小的裝置或者晶片實現功率值的檢測。控制單元7可以採用單片機控制，利用單片機對數據進行分析和判斷。
[0022]一種射頻電纜在線故障監測裝置的監測方法，如圖2所示，包括以下步驟:
[0023]一種射頻電纜在線故障監測裝置的監測方法，包括以下步驟:
[0024]步驟1:定向耦合器的輸出埠 4將信號源一端的射頻電纜的功率信號進行耦合後輸出，該輸出功率信號記作P1，利用功率檢測單元II對P1進行功率檢測後記作Pb ；
[0025]步驟2:定向耦合器的輸出埠 3將負載一端的射頻電纜的功率信號進行耦合後輸出，該輸出功率信號記作P2，利用功率檢測單元I對P2經進行功率檢測後記作Pa ；
[0026]步驟3:將功率信號Pa和功率信號Pb分別通過模數轉換器I和模數轉換器II進行模數轉換後輸入至控制單元內進行數據分析、進行電纜故障判斷:
[0027]如果信號源正常工作，當Pa=Pb=O,則定向耦合器沒有耦合信號，定向耦合器的輸入埠 I和輸出埠 2均無輸入信號，判斷結果為信號源一端的射頻電纜出現故障；
[0028]當PA=0、Pb幸0，說明定向耦合器的輸入埠 I信號輸入正常，輸入埠 2無輸入信號，判斷結果為信號源和負載兩端的射頻電纜均正常工作；
[0029]當Pa關O,Pb關0，且O < PA/PB < I,則定向耦合器的輸出埠 2有輸入信號並產生反射，使得Pa古0，判斷結果為負載一端的射頻電纜出現故障。
[0030]本發明公開的射頻電纜在線故障監測裝置，將定向耦合器I通過射頻電纜與信號源8和負載9相連接，通過定向耦合器I對其輸入埠 I和輸出埠 2兩端連接的射頻電纜的電磁波信號進行耦合後輸出，並對輸出的電磁波信號進行功率檢測，檢測出功率的具體數值後通過模數轉換器I進行數據轉換後輸送至控制單元7內，所述控制單元7對數據進行分析，判斷是信號源8—端的射頻電纜出現故障還是負載9一端的射頻電纜出現故障。從而實現對通信狀態下的射頻電纜進行實時監測。
[0031]以上所述，僅為本發明較佳的【具體實施方式】，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，根據本發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種射頻電纜在線故障監測裝置，其特徵在於:包括:對輸入的電磁波信號進行耦合輸出的定向I禹合器(I)，所述定向I禹合器(I)的輸入埠 I通過射頻電纜與信號源(8)相連接，所述定向耦合器(I)的輸出埠 2通過射頻電纜與負載(9)相連接，所述定向耦合器(I)的輸出埠 3與功率檢測單元I (3)相連接，所述定向耦合器(I)的輸出埠 4與功率檢測單元II (4)相連接，所述功率檢測單元I (3)的輸出端與模數轉換器I (5)相連接，所述功率檢測單元II (4)的輸出端與模數轉換器II (6)相連接，所述模數轉換器I (5)和模數轉換器II (6)分別與控制單元(7)相連接； 工作狀態下:所述定向耦合器(I)的輸出埠 4將信號源(8)—端的射頻電纜的電磁波信號進行耦合傳送至功率檢測單元II (4)，定向耦合器(I)的輸出埠 3將負載(9) 一端的射頻電纜的電磁波信號進行耦合傳送至功率檢測單元I (3)，所述功率檢測單元I (3)和功率檢測單元II (4)將檢測到的功率數據傳送至模數轉換器I (5)和模數轉換器II (6)進行數據轉換後傳送至控制單元(7)內，所述控制單元(7)對接收到的功率進行數據分析:在信號源(8)正常工作的情況下，如果輸出埠 3—端的功率值和輸出埠 4 一端的功率值都為零時，則信號源(8)—端的電纜出現故障；如果輸出埠 4 一端有輸出功率值，輸出埠 3—端沒有輸出功率值，則信號源(8)和負載(9)兩端的射頻電纜均正常工作；如果輸出埠 3和輸出埠 4兩端都有輸出功率，並且輸出埠 3—端的輸出功率與輸出埠 4 一端的輸出功率比值小於I時，則負載(9) 一端的射頻電纜出現故障。
2.根據權利要求1所述的一種射頻電纜在線故障監測裝置的監測方法，包括以下步驟: 步驟1:定向耦合器(I)的輸出埠 4將信號源(8)—端的射頻電纜的功率信號進行耦合後輸出，該輸出功率信號記作P1，利用功率檢測單元II (4)對P1進行功率檢測後記作Pb ； 步驟2:定向耦合器(I)的輸出埠 3將負載(9)一端的射頻電纜的功率信號進行耦合後輸出，該輸出功率信號記作P2，利用功率檢測單元I (3)對P2經進行功率檢測後記作Pa ； 步驟3:將功率信號Pa和功率信號Pb分別通過模數轉換器I (5)和模數轉換器11(6)進行模數轉換後輸入至控制單元(7)內進行數據分析、進行電纜故障判斷: 如果信號源(8)正常工作，當Pa=Pb=O,則定向耦合器(I)沒有耦合信號，定向耦合器(I)的輸入埠 I和輸出埠 2均無輸入信號，判斷結果為信號源(8) —端的射頻電纜出現故障； iPA=0、Pb古0，說明定向耦合器(I)的輸入埠 I信號輸入正常，輸入埠 2無輸入信號，判斷結果為信號源(8)和負載(9)兩端的射頻電纜均正常工作； 當ΡΑ#0、ΡΒ#0，且0<ΡΑ/ΡΒ< I,則定向耦合器(I)的輸出埠 2有輸入信號並產生反射，使得Pa古0，判斷結果為負載(9) 一端的射頻電纜出現故障。
【文檔編號】H04B17/00GK103916202SQ201410141553
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年4月9日 優先權日:2014年4月9日
【發明者】陳鵬, 劉大同, 閻東慧, 法斌斌 申請人:大連海事大學