一種通信設(shè)備駐波功率自動測試方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種通信設(shè)備駐波功率自動測試方法及裝置，涉及通信領(lǐng)域，所述方法包括：預先建立正向/反向檢波電壓與正向/反向標準功率之間的映射關(guān)系；在通信設(shè)備發(fā)射信號期間，對通信設(shè)備的正向/反向檢波電壓進行檢測；在預先建立的映射關(guān)系中，查找與所檢測到的正向/反向檢波電壓對應的正向/反向標準功率；若找到與所檢測到的正向/反向檢波電壓對應的正向/反向標準功率，則將所述正向/反向標準功率作為所述通信設(shè)備的正向/反向駐波功率。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字化自動測試駐波功率。
【專利說明】一種通信設(shè)備駐波功率自動測試方法及裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，特別涉及一種通信設(shè)備駐波功率自動測試方法及相關(guān)的裝 置。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，通信設(shè)備駐波功率計采用模擬方式，也就是說，模擬式駐波功率計采用指針 表進行顯示，顯示區(qū)域有限，讀數(shù)誤差較大，根本缺點是無法對檢波二極管的非線性進行修 正，導致測量誤差較大。
[0003] 根據(jù)現(xiàn)代通信系統(tǒng)使用要求，原來的模擬顯示和手動測試的方法已經(jīng)不能滿足需 要，急需數(shù)字化自動測試、數(shù)據(jù)采集和具有數(shù)據(jù)分析處理能力的駐波功率自動測試技術(shù)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種通信設(shè)備駐波功率自動測試方法及裝置，能更好地解 決模擬式功率計測量誤差大等的問題。
[0005] 根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種通信設(shè)備駐波功率自動測試方法，包括：
[0006] A)預先建立正向/反向檢波電壓與正向/反向標準功率之間的映射關(guān)系；
[0007] B)在通信設(shè)備發(fā)射信號期間，對通信設(shè)備的正向/反向檢波電壓進行檢測；
[0008] C)在預先建立的映射關(guān)系中，查找與所檢測到的正向/反向檢波電壓對應的正向 /反向標準功率；
[0009] D)若找到與所檢測到的正向/反向檢波電壓對應的正向/反向標準功率，則將所 述正向/反向標準功率作為所述通信設(shè)備的正向/反向駐波功率。
[0010] 優(yōu)選地，還包括：
[0011] E)若未找到與所檢測到的正向/反向檢波電壓對應的正向/反向標準功率，則在 所述映射關(guān)系中獲取與所述正向/反向檢波電壓相鄰的第一正向/反向檢波電壓及對應的 第一正向/反向標準功率、第二正向/反向檢波電壓及對應的第二正向/反向標準功率；
[0012] F)利用所述第一正向/反向檢波電壓及對應的第一正向/反向標準功率、第二正 向/反向檢波電壓及對應的正向/反向第二標準功率，確定所述通信設(shè)備的正向/反向駐 波功率。
[0013] 優(yōu)選地，所述步驟F)包括：
[0014] F1)利用所述第一正向/反向檢波電壓及對應的第一正向/反向標準功率，得到第 一正向/反向阻抗，利用所述第二正向/反向檢波電壓及對應的第二正向/反向標準功率， 得到第二正向/反向阻抗；
[0015] F2)利用所述第一正向/反向阻抗和第二正向/反向阻抗，得到正向/反向檢波誤 差修正值；
[0016] F3)利用所述第一正向/反向阻抗、正向/反向檢波誤差修正值，得到所述正向/ 反向檢波電壓對應的正向/反向標準功率，并將所述正向/反向標準功率作為通信設(shè)備的 正向/反向駐波功率。
[0017] 優(yōu)選地，所述步驟A)包括：
[0018] A1)對來自信號源的已知信號進行功率放大處理，得到功率放大信號；
[0019] A2)通過將所述功率放大信號進行耦合和衰減輸出處理，得到輸出信號的正向標 準功率，并通過對所述功率放大信號進行檢波處理，得到相應的正向檢波電壓；
[0020] A3)建立所述正向檢波電壓與所述正向標準功率的映射關(guān)系；
[0021] A4)確定所述輸出信號中向信號源側(cè)反射的部分信號的反向標準功率；
[0022] A5)通過對所述部分信號進行檢波處理，得到相應的反向檢波電壓；
[0023] A6)建立所述反向檢波電壓與所述反向標準功率的映射關(guān)系。
[0024] 優(yōu)選地，所述步驟B)包括：
[0025] B1)獲取發(fā)射信號傳輸至天線而耦合得到的正向模擬電壓，并對所述正向模擬電 壓進行數(shù)模轉(zhuǎn)換處理，得到正向檢波電壓；
[0026] B2)獲取部分發(fā)射信號由天線反射回發(fā)射機而耦合得到的反向模擬電壓，并對所 述反向模擬電壓進行數(shù)模轉(zhuǎn)換處理，得到反向檢波電壓。
[0027] 優(yōu)選地，還包括：
[0028] G)利用檢測到的通信設(shè)備的正向檢波電壓和反向檢波電壓，或者利用正向駐波功 率和反向駐波功率，確定通信設(shè)備的駐波比。
[0029] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種通信設(shè)備駐波功率自動測試裝置，包括：
[0030] 映射關(guān)系建立模塊，用于預先建立正向/反向檢波電壓與正向/反向標準功率之 間的映射關(guān)系；
[0031] 檢波電壓檢測模塊，用于在通信設(shè)備發(fā)射信號期間，對通信設(shè)備的正向/反向檢 波電壓進行檢測；
[0032] 駐波功率確定模塊，用于在預先建立的映射關(guān)系中，查找與所檢測到的正向/反 向檢波電壓對應的正向/反向標準功率，若找到與所檢測到的正向/反向檢波電壓對應的 正向/反向標準功率，則將所述正向/反向標準功率作為所述通信設(shè)備的正向/反向駐波 功率。
[0033] 優(yōu)選地，所述駐波功率確定模塊還用于在未找到與所檢測到的正向/反向檢波電 壓對應的正向/反向標準功率時，在所述映射關(guān)系中獲取與所述正向/反向檢波電壓相鄰 的第一正向/反向檢波電壓及對應的第一正向/反向標準功率、第二正向/反向檢波電壓 及對應的第二正向/反向標準功率，并利用所述第一正向/反向檢波電壓及對應的第一正 向/反向標準功率、第二正向/反向檢波電壓及對應的正向/反向第二標準功率，確定所述 通信設(shè)備的正向/反向駐波功率。
[0034] 優(yōu)選地，所述映射關(guān)系建立模塊用于對來自信號源的已知信號進行功率放大處 理，得到功率放大信號，通過將所述功率放大信號進行耦合和衰減輸出處理，得到輸出信號 的正向標準功率，并通過對所述功率放大信號進行檢波處理，得到相應的正向檢波電壓，從 而建立所述正向檢波電壓與所述正向標準功率的映射關(guān)系；確定所述輸出信號中向信號源 側(cè)反射的部分信號的反向標準功率，并通過對所述部分信號進行檢波處理，得到相應的反 向檢波電壓，從而建立所述反向檢波電壓與所述反向標準功率的映射關(guān)系。
[0035] 優(yōu)選地，所述駐波功率確定模塊還用于利用檢測到的通信設(shè)備的正向檢波電壓和 反向檢波電壓，或者利用正向駐波功率和反向駐波功率，確定通信設(shè)備的駐波比。
[0036] 與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的有益效果在于：
[0037] 本發(fā)明實現(xiàn)了通信設(shè)備駐波功率的數(shù)字化測試，測量精度高、讀數(shù)清晰、可靠性 商。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0038] 圖1是本發(fā)明提供的通信設(shè)備駐波功率自動測試方法原理框圖；
[0039] 圖2是本發(fā)明提供的通信設(shè)備駐波功率自動測試裝置框圖；
[0040] 圖3是本發(fā)明實施例提供的通信設(shè)備駐波功率自動測試第一原理圖；
[0041] 圖4是圖3所示微處理器單元的第一結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042] 圖5是圖3所示微處理器單元的第二結(jié)構(gòu)示意圖；
[0043] 圖6是本發(fā)明實施例提供的通信設(shè)備駐波功率自動測試第二原理圖；
[0044] 圖7是本發(fā)明實施例提供的通信設(shè)備駐波功率自動測試第三原理圖；
[0045] 圖8是本發(fā)明實施例提供的通信設(shè)備駐波功率自動測試第四原理圖；
[0046] 圖9是本發(fā)明實施例提供的耦合器檢波非線性曲線獲得及標準功率標定測試原 理圖；
[0047] 圖10是本發(fā)明實施例提供的耦合器電路原理圖；
[0048] 圖11是本發(fā)明實施例提供的微處理器單元電路圖；
[0049] 圖12是本發(fā)明實施例提供的液晶顯示單元電路圖；
[0050] 圖13是本發(fā)明實施例提供的USB接口轉(zhuǎn)換部分電路圖；
[0051] 圖14是本發(fā)明實施例提供的電源部分電路圖。

【具體實施方式】
[0052] 以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細說明，應當理解，以下所說明的優(yōu) 選實施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0053] 圖1是本發(fā)明提供的通信設(shè)備駐波功率自動測試方法原理框圖，如圖1所示，步驟 包括：
[0054] 步驟S101、預先建立正向/反向檢波電壓與正向/反向標準功率之間的映射關(guān)系。
[0055] 具體地說，正向檢波電壓與正向標準功率之間的映射關(guān)系通過以下步驟得到：
[0056] 對來自信號源的已知信號進行功率放大處理，得到功率放大信號；
[0057] 通過將所述功率放大信號進行耦合和衰減輸出處理，得到輸出信號的正向標準功 率，并通過對所述功率放大信號進行檢波處理，得到相應的正向檢波電壓；
[0058] 建立所述正向檢波電壓與所述正向標準功率的映射關(guān)系。
[0059] 具體地說，反向檢波電壓與反向標準功率之間的映射關(guān)系通過以下步驟得到：
[0060] 確定所述輸出信號中向信號源側(cè)反射的部分信號的反向標準功率；
[0061] 通過對所述部分信號進行檢波處理，得到相應的反向檢波電壓；
[0062] 建立所述反向檢波電壓與所述反向標準功率的映射關(guān)系。
[0063] 步驟S102、在通信設(shè)備發(fā)射信號期間，對通信設(shè)備的正向/反向檢波電壓進行檢 測。
[0064] 具體地說，獲取發(fā)射信號傳輸至天線而耦合得到的正向模擬電壓，并對所述正向 模擬電壓進行數(shù)模轉(zhuǎn)換處理，得到正向檢波電壓；獲取部分發(fā)射信號由天線反射回發(fā)射機 而耦合得到的反向模擬電壓，并對所述反向模擬電壓進行數(shù)模轉(zhuǎn)換處理，得到反向檢波電 壓。
[0065] 步驟S103、在預先建立的映射關(guān)系中，查找與所檢測到的正向/反向檢波電壓對 應的正向/反向標準功率。
[0066] 步驟S104、若找到與所檢測到的正向/反向檢波電壓對應的正向/反向標準功率， 則將所述正向/反向標準功率作為所述通信設(shè)備的正向/反向駐波功率。
[0067] 考慮到測試工作量、系統(tǒng)的處理查表、計算數(shù)據(jù)的時間、以及存儲空間，映射關(guān)系 中保存的數(shù)據(jù)是有限的，此時，如果自動測試過程中，未在映射關(guān)系中找到與所檢測到的正 向/反向檢波電壓對應的正向/反向標準功率，則在所述映射關(guān)系中獲取與所述正向/反 向檢波電壓相鄰的第一正向/反向檢波電壓及對應的第一正向/反向標準功率、第二正向/ 反向檢波電壓及對應的第二正向/反向標準功率，并利用所述第一正向/反向檢波電壓及 對應的第一正向/反向標準功率、第二正向/反向檢波電壓及對應的正向/反向第二標準 功率，確定所述通信設(shè)備的正向/反向駐波功率。具體地說，首先利用所述第一正向/反向 檢波電壓及對應的第一正向/反向標準功率，得到第一正向/反向阻抗，利用所述第二正向 /反向檢波電壓及對應的第二正向/反向標準功率，得到第二正向/反向阻抗；然后利用所 述第一正向/反向阻抗和第二正向/反向阻抗，得到正向/反向檢波誤差修正值；最后利用 所述第一正向/反向阻抗、正向/反向檢波誤差修正值，得到所述正向/反向檢波電壓對應 的正向/反向標準功率，并將所述正向/反向標準功率作為通信設(shè)備的正向/反向駐波功 率。
[0068] 本發(fā)明中，在自動測試正向/反向駐波功率的基礎(chǔ)上，還可以利用檢測到的通信 設(shè)備的正向檢波電壓和反向檢波電壓，或者利用正向駐波功率和反向駐波功率，確定通信 設(shè)備的駐波比。
[0069] 圖2是本發(fā)明提供的通信設(shè)備駐波功率自動測試裝置框圖，如圖2所示，包括：映 射關(guān)系建立模塊201、檢波電壓檢測模塊202、駐波功率確定模塊203,其中：
[0070] 所述映射關(guān)系建立模塊201用于預先建立正向/反向檢波電壓與正向/反向標準 功率之間的映射關(guān)系。具體地說，所述映射關(guān)系建立模塊201對來自信號源的已知信號進 行功率放大處理，得到功率放大信號，通過將所述功率放大信號進行耦合和衰減輸出處理， 得到輸出信號的正向標準功率，并通過對所述功率放大信號進行檢波處理，得到相應的正 向檢波電壓，從而建立所述正向檢波電壓與所述正向標準功率的映射關(guān)系。所述映射關(guān)系 建立模塊201確定所述輸出信號中向信號源側(cè)反射的部分信號的反向標準功率，并通過對 所述部分信號進行檢波處理，得到相應的反向檢波電壓，從而建立所述反向檢波電壓與所 述反向標準功率的映射關(guān)系。
[0071] 所述檢波電壓檢測模塊202用于在通信設(shè)備發(fā)射信號期間，對通信設(shè)備的正向/ 反向檢波電壓進行檢測。具體地說，所述檢波電壓檢測模塊202獲取發(fā)射信號傳輸至天線 而耦合得到的正向模擬電壓，并對所述正向模擬電壓進行數(shù)模轉(zhuǎn)換處理，得到正向檢波電 壓。所述檢波電壓檢測模塊202獲取部分發(fā)射信號由天線反射回發(fā)射機而耦合得到的反向 模擬電壓，并對所述反向模擬電壓進行數(shù)模轉(zhuǎn)換處理，得到反向檢波電壓。
[0072] 所述駐波功率確定模塊203用于在預先建立的映射關(guān)系中，查找與所檢測到的正 向/反向檢波電壓對應的正向/反向標準功率，若找到與所檢測到的正向/反向檢波電壓 對應的正向/反向標準功率，則將所述正向/反向標準功率作為所述通信設(shè)備的正向/反 向駐波功率。由于映射關(guān)系中保存的數(shù)據(jù)是有限的，因此在自動測試過程中，如果所述駐波 功率確定模塊203沒有在映射關(guān)系中找到與所檢測到的正向/反向檢波電壓對應的正向/ 反向標準功率，則在所述映射關(guān)系中獲取與所述正向/反向檢波電壓相鄰的第一正向/反 向檢波電壓及對應的第一正向/反向標準功率、第二正向/反向檢波電壓及對應的第二正 向/反向標準功率，并利用所述第一正向/反向檢波電壓及對應的第一正向/反向標準功 率、第二正向/反向檢波電壓及對應的正向/反向第二標準功率，確定所述通信設(shè)備的正向 /反向駐波功率。具體地說，所述駐波功率確定模塊203首先利用所述第一正向/反向檢波 電壓及對應的第一正向/反向標準功率，得到第一正向/反向阻抗，利用所述第二正向/反 向檢波電壓及對應的第二正向/反向標準功率，得到第二正向/反向阻抗；然后利用所述第 一正向/反向阻抗和第二正向/反向阻抗，得到正向/反向檢波誤差修正值；最后利用所述 第一正向/反向阻抗、正向/反向檢波誤差修正值，得到所述正向/反向檢波電壓對應的正 向/反向標準功率，并將所述正向/反向標準功率作為通信設(shè)備的正向/反向駐波功率。
[0073] 本發(fā)明中，在自動測試正向/反向駐波功率的基礎(chǔ)上，所述駐波功率確定模塊203 還可以用于利用檢測到的通信設(shè)備的正向檢波電壓和反向檢波電壓，或者利用正向駐波功 率和反向駐波功率，確定通信設(shè)備的駐波比。
[0074] 本發(fā)明通過分析模擬式功率計，特別設(shè)計了耦合器（無接觸定向耦合器），所述耦 合器兼顧高低頻率響應，能夠直接取得正反向模擬電壓，通過加裝液晶面板顯示和微處理 器采集系統(tǒng)，優(yōu)化測量參數(shù)，再對測量結(jié)果進行修正，提高測量精度，通過加裝USB接口可 將測量數(shù)據(jù)傳到上位機，對測量數(shù)據(jù)保存和相關(guān)處理。
[0075] 為保證ADC采集精度，防止供電波動對數(shù)據(jù)采集干擾，專門為ADC設(shè)計了一片高精 度的基準，雙通道ADC在CPU控制下定時對正反向兩個通道采集數(shù)據(jù)，微處理器讀取數(shù)據(jù)后 分析判斷采集的電壓是否在合理的范圍內(nèi)，分時采集多個點（例如32點），排序分析，取中 間若干點（例如中間20點）求平均，作為實際電壓值進行處理（雙通道均如此），比較存儲 的實際功率值（預先存儲的功率值，通過標準功率計讀取并存入EEPR0M中），取得修正參數(shù) 并與該電壓值計算得到實際測量功率，將該功率值暫存RAM中，同時根據(jù)修正后正反電壓 值計算出SWR送到LCD顯示當前測量結(jié)果，如果上位機讀取該值則通過USB接口將數(shù)據(jù)傳 輸?shù)街鳈C。
[0076] 本發(fā)明采用耦合器進行檢波電壓檢測，并采用微控制器進行駐波功率和駐波比的 確定。
[0077] 下面結(jié)合圖3至圖14對本發(fā)明進行進一步說明。
[0078] 圖3是本發(fā)明實施例提供的通信設(shè)備駐波功率自動測試第一原理圖，如圖3所示， 包括：耦合器1、微處理器單元2、液晶顯示單元3,其中：
[0079] 所述耦合器1的信號輸入端連接通信設(shè)備的發(fā)射機，信號輸出端連接天線。
[0080] 所述微處理器單元2的檢波電壓輸入端連接所述耦合器1的檢波電壓輸出端，以 獲取所述耦合器1檢波得到的正向/反向模擬電壓，然后對所述正向/反向模擬電壓進行 模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到正向/反向檢波電壓，最后利用所述正向/反向檢波電壓和預存的映射關(guān) 系，得到正向/反向標準功率。進一步地，所述微處理器單元2還可以利用正向/反向檢波 電壓，確定駐波比，并通過液晶顯示單元3進行顯示。圖4是圖3所示微處理器單元的第一 結(jié)構(gòu)示意圖，如圖4所示，所述微處理器單元2包括數(shù)據(jù)采集器和微處理器，其中：所述數(shù)據(jù) 采集器連接所述耦合器1的檢波電壓輸出端，以獲取所述耦合器1檢波得到的正向/反向 模擬電壓；所述微處理器的數(shù)據(jù)輸入輸出端連接所述數(shù)據(jù)采集器的輸出端，其對正向/反 向模擬電壓依次進行模數(shù)轉(zhuǎn)換處理和映射關(guān)系查詢處理，最終得到正向/反向標準功率， 并通過液晶顯示單元3進行顯示。圖5是圖3所示微處理器單元的第二結(jié)構(gòu)示意圖，如圖5 所示，所述微處理器單元包括數(shù)據(jù)采集器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和微處理器，其中：所述數(shù)據(jù)采集器 連接所述耦合器1的檢波電壓輸出端，以獲取所述耦合器1檢波得到的正向/反向模擬電 壓；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器模擬數(shù)據(jù)輸入端連接所述數(shù)據(jù)采集器的輸出端，接入所述正向/反向 模擬電壓，并將所述正向/反向模擬電壓進行模數(shù)轉(zhuǎn)換處理，得到正向/反向檢波電壓；所 述微處理器的數(shù)據(jù)輸入輸出端連接所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的數(shù)字數(shù)據(jù)輸出端，其通過查詢預存的 映射關(guān)系，最終確定正向/反向檢波電壓對應的正向/反向標準功率，并通過液晶顯示單元 3進行顯示。
[0081] 所述液晶顯示單元3的數(shù)據(jù)輸入端連接所述微處理器單元2的數(shù)據(jù)顯示輸出端， 以便顯示所述微處理器單元2得到的正向/反向標準功率。
[0082] 進一步地，假設(shè)SWR是駐波比，VI是正向電壓，V2是反向電壓，P1為VI對應的正 向標準功率，P2為V2對應的反向標準功率，此時，SWR可通過SWR= (V1+V2V(V1-V2)或 SWR = (Pl1/2+P21/2V(Pl1/2-P21/2)。
[0083] 圖11是本發(fā)明實施例提供的微處理器單元電路圖，本實施例采用微處理器作為 控制、顯示、和采集處理單元，利用高精度ADC讀取正向/反向檢波電壓，可在較寬的量程內(nèi) 取得理想數(shù)據(jù)，所述微處理器是芯片PIC18F4523。圖12是本發(fā)明實施例提供的液晶顯示單 元電路圖，本實施例采用大屏幕液晶顯示，提高清晰度和可讀性，加入背光控制，節(jié)省電池 功率。如圖11和圖12所示，數(shù)據(jù)采集器的連接器C0N3連接耦合器，輸出端AD1+和AD1-連 接芯片PIC18F4523的引腳24和25,輸出端AD2+和AD2-連接芯片PIC18F4523的引腳19 和20。LCD的數(shù)據(jù)輸入端LCD_DB0-LCD_DB7連接所述芯片PIC18F4523的引腳38-41、2-5， 背光控制端LCD_BL連接所述芯片PIC18F4523的引腳11，片選端LCD_CS1和LCD_CS2分別 連接所述芯片PIC18F4523的引腳26和27。
[0084] 圖6是本發(fā)明實施例提供的通信設(shè)備駐波功率自動測試第二原理圖，與圖3至圖 5比較，增加了連接微處理器單元2的鍵盤4,具體地說，所述鍵盤4包括：連接微處理器的 第一輸入端的開關(guān)機鍵、連接微處理器的第二輸入端的正反功率顯示切換按鍵、連接微處 理器的第三輸入端的背光控制按鍵。
[0085] 系統(tǒng)在平時不工作時處于待機狀態(tài)，全部期間處于低功耗狀態(tài)，減少功率損耗。當 需要工作時按動開關(guān)機鍵打開，微處理器識別到該鍵后，啟動液晶顯示，運行采集處理程序 等工作，當再次識別到該按鍵時，關(guān)閉顯示進入待機狀態(tài)。開機后自動測量并顯示正向通過 功率（即正向標準功率）及駐波比，如果按動正反功率顯示切換按鍵則測量并顯示反向功 率（即反向標準功率）及駐波比。
[0086] 在開機工作時，液晶背光不亮，如果環(huán)境光線變暗，看不清楚液晶顯示內(nèi)容，可以 按動背光控制按鍵啟動液晶背光顯示。
[0087] 為節(jié)省電池能量，規(guī)定5分鐘內(nèi)ADC采集分析沒有功率通過則自動進入待機狀態(tài)， 背光啟動后5秒鐘后自動關(guān)閉背光。
[0088] 圖7是本發(fā)明實施例提供的通信設(shè)備駐波功率自動測試第三原理圖，如圖7所示， 與圖6比較，為方便用戶使用，系統(tǒng)特別設(shè)計了與計算機等設(shè)備通信的USB接口轉(zhuǎn)換部分， 用戶可以通過計算機對該系統(tǒng)進行程控操作，讀取數(shù)據(jù)，并可以保存數(shù)據(jù)并用于分析。具體 地說，所述USB接口轉(zhuǎn)換部分包括隔離器5、USB接口轉(zhuǎn)換器6、USB接口座7,其中：所述隔 離器5的第一數(shù)據(jù)發(fā)送端和第一數(shù)據(jù)接收端分別連接所述微處理器單元2的數(shù)據(jù)接收端和 數(shù)據(jù)發(fā)送端。所述USB接口轉(zhuǎn)換器6的數(shù)據(jù)接收端和數(shù)據(jù)發(fā)送端分別連接所述隔離器5的 第二數(shù)據(jù)發(fā)送端和第二數(shù)據(jù)接收端。所述USB接口座7連接所述USB接口轉(zhuǎn)換器6的USB 數(shù)據(jù)收發(fā)端。
[0089] 圖13是本發(fā)明實施例提供的USB接口轉(zhuǎn)換部分電路圖，所述隔離器是隔離芯片 ADuM1201，所述USB接口轉(zhuǎn)換器是接口芯片PL2303,如圖13所示，所述芯片ADuM1201的引 腳2和3分別連接芯片PIC18F4523的RXD引腳1和TXD引腳44,所述芯片ADuM1201的引 腳6和7分別連接芯片ADuM1201的RXD引腳5和TXD引腳1，所述芯片ADuM1201的數(shù)據(jù)收 發(fā)引腳15和16連接USB接口座。
[0090] 本實施例中，接口芯片由計算機供電，不消耗系統(tǒng)電池能量，達到省電目的，同時 也可防止電源干擾，為此在接口芯片和微控制器之間設(shè)置了隔離芯片。
[0091] 圖8是本發(fā)明實施例提供的通信設(shè)備駐波功率自動測試第四原理圖，如圖8所示， 與圖7比較，增加了電源部分，具體地說，所述電源部分包括：鋰電池8、電源監(jiān)控單元9和 穩(wěn)壓器10,其中：所述鋰電池8是用來提供電能的7. 4V鋰電池；所述電源監(jiān)控單元9的輸 入端連接所述鋰電池8,第一輸出端連接所述微處理器單元2 ;所述穩(wěn)壓器10的輸入端連接 所述電源監(jiān)控單元9的第二輸出端，第一輸出端連接所述微處理器單元2,第二輸出端連接 所述隔離器5。
[0092] 本發(fā)明的鋰電池采用7. 4V電壓，通過M0S開關(guān)后接入5V穩(wěn)壓器，為CPU及液晶供 電，同時通過比較器對電池電壓檢測，當電池電壓低于6. 5V時比較器輸出低電平，關(guān)閉M0S 管，斷開系統(tǒng)供電，達到保護鋰電池的目的，同時通過另一比較器檢測電池電壓，當電壓低 于7V時，比較器輸出低電平，當CPU識別到該低電平后在液晶面板上顯示低電量指示，供用 戶識別。
[0093] 圖14是本發(fā)明實施例提供的電源部分電路圖，如圖14所示，本實施例中，大容量 小體積的7.4V鋰電池電壓通過電源監(jiān)控單元的開關(guān)管Q4后進入穩(wěn)壓器芯片ADP3330,為芯 片PIC18F4523等供電。
[0094] 進一步地，還可以設(shè)置硬件復位按鍵SW1，當測試儀出現(xiàn)異常時，通過硬件復位按 鍵SW1切斷微控制器的供電電源。
[0095] 圖9是本發(fā)明實施例提供的耦合器檢波非線性曲線獲得及標準功率標定測試原 理圖，實現(xiàn)所述映射關(guān)系建立模塊201的功能。
[0096] 耦合器1的耦合系數(shù)、頻響、檢波管的非線性是整個設(shè)備技術(shù)指標能否達到的關(guān) 鍵因素，本實施例中，各個器件按照圖9所示原理圖連接，其中，耦合器1正向輸入接功率放 大器12,正向輸出接衰減器13,檢波輸出接電壓表16,按以下步驟操作，獲得正向檢波曲線 及標準功率和檢波電壓：
[0097] 1、首先打開信號源11，設(shè)定Odbm輸出，70MHz正弦波信號輸出；
[0098] 2、打開功率放大器12電源開關(guān)，設(shè)定輸出功率10W ;
[0099] 3、運行計算機17上的測試軟件，讀取標準功率計14獲得的功率值，即為正向標準 功率，形成關(guān)于"設(shè)置功率-正向標準功率-正向檢波電壓"的映射關(guān)系；
[0100] 4、改變功率放大器12的輸出，分別設(shè)置不同功率輸出，以共32點為例，取得32個 檢波點的正向檢波電壓及對應的正向標準功率；
[0101] 5、改變耦合器1的連接，功率放大器12輸出接耦合器1的反向端，重復以上步 驟，獲得反向檢波曲線及對應反向標準功率的反向檢波電壓，形成"設(shè)置功率-反向標準功 率-反向檢波電壓"的映射關(guān)系
[0102] 6、將步驟4和步驟5得到的32個檢波點分別順序連接，就是正向和反向檢波曲 線，正向/反向檢波曲線中每兩點之間直線的斜率為修正比例，當測量所得電壓在這兩點 之間時，就用該比例計算出對應功率。
[0103] 例如對應VI = 2V(20W)，V2 = 2. 2V(28W)，如果當讀取的電壓為2. IV時對應的功 率又是多少？
[0104] 按照理論計算當VI = 2V時，對應功率20W，計算：P = U*U/Z，Z = 0. 2 ;
[0105] 而對應V2 = 2. 2V時，對應功率28W，計算Z = (λ 1728 ;
[0106] 由此可以看出檢波的非線性問題，為此，將這兩個標準點采集所得的功率值及對 于電壓值存入控制器中，當讀取的電壓為2V時，對應顯示的功率為20W，當讀取的電壓為 2. 2V時，對于顯示的功率為28W，如果當讀取的電壓為2. IV時，按照以下修正方式即可計算 出當前通過的功率。
[0107] Z1 = (V1*V1)/P1 = 2*2/20 = 0· 2 ;
[0108] Z2 = (V2*V2)/P2 = 2. 2*2. 2/28 = 0· 1728 ;
[0109] K = (Zl-Z2)/Z2 = (0· 2-0. 1728)/0. 1728 = 0· 1574 ;(K 即為誤差修正值）
[0110] 這兩個標準點之間的任意點功率可以用這個公式計算
[0111] Px = Ux*Ux/Zl*(l+K);
[0112] 由上式計算 U = 2· IV 時，功率 P = 2· 1*2. 1/0. 2* (1+0. 1574) = 25. 5W ;
[0113] 驗證對應的 U = 2. 2V 時，功率 P = 2· 2*2. 2/0. 2*(1+0· 1574) = 28W ;
[0114] 通過上述處理方法，只要取得標準功率點數(shù)足夠多，就可以非常逼近實際檢波曲 線.
[0115] 然而在實際處理當中，要考慮測試工作量以及CPU處理查表、計算數(shù)據(jù)的時間已 和存儲空間，不可能測量存儲過多的點，因此本實施例采用32個存儲點，進行修正處理，完 全達到了誤差要求。
[0116] 圖10是本發(fā)明實施例提供的耦合器電路原理圖，本發(fā)明采用無接觸定向耦合器， 如圖10所示，所述耦合器感知通過的正向和反射功率，并將正向和反射功率功率轉(zhuǎn)換為對 應的正向和反向模擬電壓，由微處理器經(jīng)過ADC讀取電壓值VI (正向）和V2(反向），并查 表計算顯示功率及駐波比大小，SWR = (V1+V2V(V1 - V2)。
[0117] 所述耦合器兼顧了頻響和方向性，如圖10所示，其原理分析如下：
[0118] 圖中的"U2"即為入射電壓（即正向模擬電壓）Ui，"Ul"即為反射波的電壓（即反 向模擬電壓）Uf。
[0119] 當L1-1上有高頻電流通過時，必然在高頻變壓器的次級線圈L1-2和L1-4上產(chǎn)生 一感應電動勢e = j ωΜΙ，這個電動勢e在高頻變壓器的次級線圈L1-2和L1-4中形成高頻 電流，其大小與I成正比。即：i = β?(其中β為比例系數(shù)）。
[0120] 由于耦合器的結(jié)構(gòu)是對稱的，所以在次級線圈L1-3和L1-5中形成高頻電流也等 于i。于是在電阻Rl，R2上產(chǎn)生的電壓相等，S卩：U1 = U2 = iZ = β ΙΖ(1)，其中Ζ為高頻 變器的次級回路的負載阻抗。
[0121] 通常傳輸線L1-1上各點的電壓U和電流I都是相等的，并滿足下列關(guān)系式：U = Ui+Uf，I = Ii+If (2)，同時傳輸線上各點的阻抗也都是一樣的，并滿足下面的關(guān)系式：ZC = Ui/Ii = Uf/If (3)，將式（2)、式（3)帶人式（1)，得：
[0122] U1 =U2 = ZP (Ii-If) =Ζβ (Ui-Uf)/Zc = K(Ui-Uf) (4)，適當選擇 L2-1 和 L2-2 的匝數(shù)比，使L2-2感應到L2-1上的電壓為：U3 = KU = K(Ui+Uf) (5)，例如圖10中L2-1 為1匝，L2-2為21匝。同理，由L3-2感應到L3-1上的電壓為：U4 = KU = K(Ui+Uf) (6)， 將 U3 和 U1 相減，得到：Ua = U3-U1 = 2KUf (7)，將 U4 和 U2 相力口，得到：Ub = 2KUi (8)，把 Ua和Ub分別加到二極管D1和D2上，檢波后輸出的電壓分別為："Lu_"和"Lu+"。從式 ⑵和式⑶中可以看到，獨立的電壓Uf和Ui被分離出來了，因此輸出端的電壓"Lu_"和 "Lu+"就分別代表了反射電壓和入射電壓。
[0123] 通過ADC分別對Lu-和Lu+采樣，并與標準功率計當前的讀數(shù)對比存入控制器中， 通過對大小不同功率測量形成一條檢波功率曲線，按照兩點間線性處理方式，即可根據(jù)ADC 的讀值計算出通過的功率。
[0124] 駐波比計算方法：SWR = (Ui+Uf) AUi-Uf)。
[0125] 本發(fā)明采用大屏幕液晶顯示，提高清晰度和可讀性，加入背光控制，節(jié)省電池功 率。
[0126] 本發(fā)明采用微處理器作為控制、顯示、和采集處理單元，利用高精度ADC讀取檢波 電壓，可在較寬的量程內(nèi)取得理想數(shù)據(jù)；
[0127] 本發(fā)明通過標準功率計對數(shù)據(jù)進行修正，并將修正數(shù)據(jù)存在微處理器中，直接顯 示修正后的數(shù)據(jù)，同時顯示功率和駐波比。
[0128] 本發(fā)明采用大容量體積小的鋰電池供電，獲取較長的測試時間。
[0129] 本發(fā)明采用芯片控制的充電器，精準控制充電電壓和充電時間，提高充電效率，快 速充電，節(jié)省時間，并提高電池壽命。
[0130] 本發(fā)明解決了耦合器的制作及駐波功率測量的數(shù)字化問題，數(shù)據(jù)修正問題等，考 慮用戶使用方便，便于攜帶和數(shù)據(jù)記錄，通過加入USB接口實現(xiàn)了駐波比比功率的自動測 試。
[0131] 綜上所述，本發(fā)明具有以下技術(shù)效果：
[0132] 1、本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)駐波功率的數(shù)字化自動測試；
[0133] 2、本發(fā)明能夠大大提高測量精度，減小測量誤差；
[0134] 3、本發(fā)明能夠?qū)⒉杉臄?shù)據(jù)傳輸至具有USB接口的計算機等分析設(shè)備，以供用戶 對數(shù)據(jù)進行分析處理。
[0135] 盡管上文對本發(fā)明進行了詳細說明，但是本發(fā)明不限于此，本【技術(shù)領(lǐng)域】技術(shù)人員 可以根據(jù)本發(fā)明的原理進行各種修改。因此，凡按照本發(fā)明原理所作的修改，都應當理解為 落入本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種通信設(shè)備駐波功率自動測試方法，其特征在于，包括： A) 預先建立正向/反向檢波電壓與正向/反向標準功率之間的映射關(guān)系； B) 在通信設(shè)備發(fā)射信號期間，對通信設(shè)備的正向/反向檢波電壓進行檢測； C) 在預先建立的映射關(guān)系中，查找與所檢測到的正向/反向檢波電壓對應的正向/反 向標準功率； D) 若找到與所檢測到的正向/反向檢波電壓對應的正向/反向標準功率，則將所述正 向/反向標準功率作為所述通信設(shè)備的正向/反向駐波功率。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括： E) 若未找到與所檢測到的正向/反向檢波電壓對應的正向/反向標準功率，則在所述 映射關(guān)系中獲取與所述正向/反向檢波電壓相鄰的第一正向/反向檢波電壓及對應的第一 正向/反向標準功率、第二正向/反向檢波電壓及對應的第二正向/反向標準功率； F) 利用所述第一正向/反向檢波電壓及對應的第一正向/反向標準功率、第二正向/ 反向檢波電壓及對應的正向/反向第二標準功率，確定所述通信設(shè)備的正向/反向駐波功 率。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟F)包括： F1)利用所述第一正向/反向檢波電壓及對應的第一正向/反向標準功率，得到第一正 向/反向阻抗，利用所述第二正向/反向檢波電壓及對應的第二正向/反向標準功率，得到 第二正向/反向阻抗； F2)利用所述第一正向/反向阻抗和第二正向/反向阻抗，得到正向/反向檢波誤差修 正值； F3)利用所述第一正向/反向阻抗、正向/反向檢波誤差修正值，得到所述正向/反向 檢波電壓對應的正向/反向標準功率，并將所述正向/反向標準功率作為通信設(shè)備的正向 /反向駐波功率。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3任意一項所述的方法，其特征在于，所述步驟A)包括： A1)對來自信號源的已知信號進行功率放大處理，得到功率放大信號； A2)通過將所述功率放大信號進行耦合和衰減輸出處理，得到輸出信號的正向標準功 率，并通過對所述功率放大信號進行檢波處理，得到相應的正向檢波電壓； A3)建立所述正向檢波電壓與所述正向標準功率的映射關(guān)系； A4)確定所述輸出信號中向信號源側(cè)反射的部分信號的反向標準功率； A5)通過對所述部分信號進行檢波處理，得到相應的反向檢波電壓； A6)建立所述反向檢波電壓與所述反向標準功率的映射關(guān)系。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-3任意一項所述的方法，其特征在于，所述步驟B)包括： B1)獲取發(fā)射信號傳輸至天線而耦合得到的正向模擬電壓，并對所述正向模擬電壓進 行數(shù)模轉(zhuǎn)換處理，得到正向檢波電壓； B2)獲取部分發(fā)射信號由天線反射回發(fā)射機而耦合得到的反向模擬電壓，并對所述反 向模擬電壓進行數(shù)模轉(zhuǎn)換處理，得到反向檢波電壓。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1-3任意一項所述的方法，其特征在于，還包括： G) 利用檢測到的通信設(shè)備的正向檢波電壓和反向檢波電壓，或者利用正向駐波功率和 反向駐波功率，確定通信設(shè)備的駐波比。
7. -種通信設(shè)備駐波功率自動測試裝置，其特征在于，包括： 映射關(guān)系建立模塊，用于預先建立正向/反向檢波電壓與正向/反向標準功率之間的 映射關(guān)系； 檢波電壓檢測模塊，用于在通信設(shè)備發(fā)射信號期間，對通信設(shè)備的正向/反向檢波電 壓進行檢測； 駐波功率確定模塊，用于在預先建立的映射關(guān)系中，查找與所檢測到的正向/反向檢 波電壓對應的正向/反向標準功率，若找到與所檢測到的正向/反向檢波電壓對應的正向 /反向標準功率，則將所述正向/反向標準功率作為所述通信設(shè)備的正向/反向駐波功率。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述駐波功率確定模塊還用于在未找到 與所檢測到的正向/反向檢波電壓對應的正向/反向標準功率時，在所述映射關(guān)系中獲取 與所述正向/反向檢波電壓相鄰的第一正向/反向檢波電壓及對應的第一正向/反向標準 功率、第二正向/反向檢波電壓及對應的第二正向/反向標準功率，并利用所述第一正向/ 反向檢波電壓及對應的第一正向/反向標準功率、第二正向/反向檢波電壓及對應的正向 /反向第二標準功率，確定所述通信設(shè)備的正向/反向駐波功率。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的裝置，其特征在于，所述映射關(guān)系建立模塊用于對來自信 號源的已知信號進行功率放大處理，得到功率放大信號，通過將所述功率放大信號進行耦 合和衰減輸出處理，得到輸出信號的正向標準功率，并通過對所述功率放大信號進行檢波 處理，得到相應的正向檢波電壓，從而建立所述正向檢波電壓與所述正向標準功率的映射 關(guān)系；確定所述輸出信號中向信號源側(cè)反射的部分信號的反向標準功率，并通過對所述部 分信號進行檢波處理，得到相應的反向檢波電壓，從而建立所述反向檢波電壓與所述反向 標準功率的映射關(guān)系。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的裝置，其特征在于，所述駐波功率確定模塊還用于利用 檢測到的通信設(shè)備的正向檢波電壓和反向檢波電壓，或者利用正向駐波功率和反向駐波功 率，確定通信設(shè)備的駐波比。
【文檔編號】H04B17/00GK104158702SQ201410407907
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年8月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月19日
【發(fā)明者】吳成慧, 王震 申請人:北京惠通嘉業(yè)科技有限責任公司