本發(fā)明涉及一種無(wú)線通信監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，尤其涉及一種基于單片機(jī)的通信天線駐波比在線檢測(cè)模塊。

背景技術(shù)：

隨著it技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，各行各業(yè)都在向低成本、高智能化邁進(jìn)。在各領(lǐng)域都有許多傳統(tǒng)的工具設(shè)備、管理監(jiān)測(cè)方式等能夠利用現(xiàn)代信息技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，使工作效率和生活質(zhì)量得到提高。在射頻通信領(lǐng)域，各種現(xiàn)代通信管理監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及設(shè)備也是越來(lái)越多且越來(lái)越智能便攜。但是還是有些人民比較少關(guān)注缺少技術(shù)更新的部分。如野外射頻通信站點(diǎn)的天線駐波比的測(cè)量目前還是有很大一部分依靠人工攜帶測(cè)量?jī)x器設(shè)備到各個(gè)站點(diǎn)去進(jìn)行測(cè)量來(lái)分析和評(píng)估天線的老化等參數(shù)指標(biāo)。這樣的檢測(cè)手段要現(xiàn)場(chǎng)斷開(kāi)正在工作的通信系統(tǒng)，將天線手動(dòng)接入到檢測(cè)儀表上，檢測(cè)完之后再還原安裝。其不僅耗費(fèi)大量的人力物力，而且會(huì)使暫時(shí)性通信中斷時(shí)間變得比較長(zhǎng)。而為改善這一狀況，我們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一款針對(duì)野外無(wú)線射頻通信站點(diǎn)天線的在線駐波比檢測(cè)模塊。此處鍵入背景技術(shù)描述段落。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于要解決上述現(xiàn)有野外射頻通信站點(diǎn)的天線駐波比的測(cè)量系統(tǒng)技術(shù)中的不足之處，為中國(guó)通信事業(yè)提供一種全新、直觀的一種基于單片機(jī)的通信天線駐波比在線檢測(cè)模塊。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

本發(fā)明的一種基于單片機(jī)的通信天線駐波比在線檢測(cè)模塊。實(shí)現(xiàn)的原理是：將天線與同軸開(kāi)關(guān)的公共端相連，同軸開(kāi)關(guān)的常閉端與通信信號(hào)源發(fā)射器連接，而同軸開(kāi)關(guān)的常開(kāi)端與檢波電橋連接。同時(shí)檢波電橋也通過(guò)同軸電纜與標(biāo)準(zhǔn)壓控振蕩射頻信號(hào)源連接，而檢波電橋的電壓輸出端接高精密運(yùn)放單元，經(jīng)運(yùn)算放大后送入單片機(jī)的ad模塊。在進(jìn)行無(wú)線通信時(shí)，天線通過(guò)同軸電纜的常閉端連接到通信信號(hào)源發(fā)射器。檢波模塊相當(dāng)于與通信系統(tǒng)分離的狀態(tài)。當(dāng)要進(jìn)行天線駐波比檢測(cè)時(shí)，可以通過(guò)遠(yuǎn)程控制終端向單片機(jī)發(fā)送命令，單片機(jī)控制同軸開(kāi)關(guān)常閉端斷開(kāi)，常開(kāi)端閉合。這樣天線就通過(guò)同軸開(kāi)關(guān)連接到檢波電橋，而此時(shí)標(biāo)準(zhǔn)壓控振蕩射頻信號(hào)源（10-30mhz頻率可調(diào)）發(fā)射機(jī)將信號(hào)通過(guò)天線發(fā)射出去，檢波板檢測(cè)反饋電阻并與參考標(biāo)準(zhǔn)50歐電阻進(jìn)行比較，最后將比較后的值轉(zhuǎn)變成電壓差值送入運(yùn)放放大器單元，經(jīng)運(yùn)算放大器后送入單片機(jī)的ad模塊。單機(jī)采樣到電壓后與用標(biāo)準(zhǔn)阻值匹配電阻模擬天線匹配電阻的電壓表格進(jìn)行比對(duì)，從而比對(duì)出真實(shí)的天線在此時(shí)的匹配電阻，最終求得駐波比。檢測(cè)完之后又恢復(fù)到正常通信的狀態(tài)，即斷開(kāi)同軸開(kāi)關(guān)常開(kāi)端，閉合常閉端，使檢測(cè)模塊與系統(tǒng)分離。

所述的運(yùn)用定向檢波電橋技術(shù)，在線檢測(cè)收信天饋線系統(tǒng)駐波比。通過(guò)在線并聯(lián)瞬態(tài)監(jiān)測(cè)方式，發(fā)送收信遠(yuǎn)端單元工作范圍內(nèi)的射頻信號(hào)，同時(shí)檢測(cè)該射頻信號(hào)的反射信號(hào)，估算出天饋線系統(tǒng)的反射系數(shù)，對(duì)比被測(cè)天線體負(fù)載和標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載在檢波電橋上引起的誤差電壓，進(jìn)而測(cè)量出收信天饋線系統(tǒng)的vswr(駐波比)，作為檢查天線的匹配情況的依據(jù)。

所述的綜合運(yùn)用多項(xiàng)技術(shù)，充分利用現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施，解決短波射頻接收信號(hào)光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的維護(hù)保障中存在的問(wèn)題。運(yùn)用現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施，用有線傳送數(shù)據(jù)，綜合采用定向檢波電橋技術(shù)、多電壓數(shù)據(jù)采集、低壓電力線載波技術(shù)以及嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用等多項(xiàng)技術(shù)，較好的解決現(xiàn)役設(shè)備的維護(hù)保障存在的問(wèn)題。

所述的多項(xiàng)電磁屏蔽措施應(yīng)用，解決系統(tǒng)在收信設(shè)備應(yīng)用中的對(duì)內(nèi)電磁干擾、對(duì)外空間電磁輻射問(wèn)題。輕微的電磁干擾會(huì)對(duì)短波收信系統(tǒng)造成巨大的影響，電磁輻射會(huì)暴露軍事設(shè)施目標(biāo)，短波天線監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)研制應(yīng)用，需要充分考慮研制的系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)有的收信設(shè)備的電磁干擾以及對(duì)外空間電磁輻射問(wèn)題。在項(xiàng)目中采用電源濾波，整體屏蔽、直接序列擴(kuò)頻等多項(xiàng)措施，來(lái)解決可能存在的電磁干擾以及電磁輻射問(wèn)題。

所述的用嵌入式軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)設(shè)備管理智能化和操作維護(hù)的人性化。嵌入式技術(shù)在短波天線監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)中的運(yùn)用使該系統(tǒng)具有建設(shè)成本低、信息采集監(jiān)測(cè)靈活、智能化程度高以及人機(jī)界面人性化等優(yōu)點(diǎn)。

所述的優(yōu)化控制結(jié)構(gòu)，解決應(yīng)用中存在的通信鏈路孤島的問(wèn)題。在應(yīng)用中幾組天線通過(guò)空開(kāi)獨(dú)立供電，由于電力線是通信物理載體，這樣會(huì)形成通信鏈路孤島，造成信息被屏蔽。為了適應(yīng)使用環(huán)境，不會(huì)對(duì)實(shí)際供電情況造成影響，控制結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì)為終端控制器分時(shí)連接各個(gè)空開(kāi)的方式，達(dá)到與所有的鏈路孤島可進(jìn)行通信采集所需的數(shù)據(jù)。同時(shí)控制結(jié)構(gòu)上增加了各項(xiàng)保護(hù)功能，提高了控制器的可靠性。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的一種基于單片機(jī)的通信天線駐波比在線檢測(cè)模塊框圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)描述：

圖1是本發(fā)明的一種基于單片機(jī)的通信天線駐波比在線檢測(cè)模塊框圖，如圖1所示，一種基于單片機(jī)的通信天線駐波比在線檢測(cè)模塊，將天線與同軸開(kāi)關(guān)的公共端相連，同軸開(kāi)關(guān)的常閉端與通信信號(hào)源發(fā)射器連接，而同軸開(kāi)關(guān)的常開(kāi)端與檢波電橋連接。同時(shí)檢波電橋也通過(guò)同軸電纜與標(biāo)準(zhǔn)壓控振蕩射頻信號(hào)源連接，而檢波電橋的電壓輸出端接高精密運(yùn)放單元，經(jīng)運(yùn)算放大后送入單片機(jī)的ad模塊。在進(jìn)行無(wú)線通信時(shí)，天線通過(guò)同軸電纜的常閉端連接到通信信號(hào)源發(fā)射器。檢波模塊相當(dāng)于與通信系統(tǒng)分離的狀態(tài)。當(dāng)要進(jìn)行天線駐波比檢測(cè)時(shí)，可以通過(guò)遠(yuǎn)程控制終端向單片機(jī)發(fā)送命令，單片機(jī)控制同軸開(kāi)關(guān)常閉端斷開(kāi)，常開(kāi)端閉合。這樣天線就通過(guò)同軸開(kāi)關(guān)連接到檢波電橋，而此時(shí)標(biāo)準(zhǔn)壓控振蕩射頻信號(hào)源（10-30mhz頻率可調(diào)）發(fā)射機(jī)將信號(hào)通過(guò)天線發(fā)射出去，檢波板檢測(cè)反饋電阻并與參考標(biāo)準(zhǔn)50歐電阻進(jìn)行比較，最后將比較后的值轉(zhuǎn)變成電壓差值送入運(yùn)放放大器單元，經(jīng)運(yùn)算放大器后送入單片機(jī)的ad模塊。單機(jī)采樣到電壓后與用標(biāo)準(zhǔn)阻值匹配電阻模擬天線匹配電阻的電壓表格進(jìn)行比對(duì)，從而比對(duì)出真實(shí)的天線在此時(shí)的匹配電阻，最終求得駐波比。檢測(cè)完之后又恢復(fù)到正常通信的狀態(tài)，即斷開(kāi)同軸開(kāi)關(guān)常開(kāi)端，閉合常閉端，使檢測(cè)模塊與系統(tǒng)分離。在進(jìn)行無(wú)線通信時(shí)，天線通過(guò)同軸電纜的常閉端連接到通信信號(hào)源發(fā)射器。檢波模塊相當(dāng)于與通信系統(tǒng)分離的狀態(tài)。當(dāng)要進(jìn)行天線駐波比檢測(cè)時(shí)，可以通過(guò)遠(yuǎn)程控制終端向單片機(jī)發(fā)送命令，單片機(jī)控制同軸開(kāi)關(guān)常閉端斷開(kāi)，常開(kāi)端閉合。這樣天線就通過(guò)同軸開(kāi)關(guān)連接到檢波電橋，而此時(shí)標(biāo)準(zhǔn)壓控振蕩射頻信號(hào)源（10-30mhz頻率可調(diào)）發(fā)射機(jī)將信號(hào)通過(guò)天線發(fā)射出去，檢波板檢測(cè)反饋電阻并與參考標(biāo)準(zhǔn)50歐電阻進(jìn)行比較，最后將比較后的值轉(zhuǎn)變成電壓差值送入運(yùn)放放大器單元，經(jīng)運(yùn)算放大器后送入單片機(jī)的ad模塊。單機(jī)采樣到電壓后與用標(biāo)準(zhǔn)阻值匹配電阻模擬天線匹配電阻的電壓表格進(jìn)行比對(duì)，從而比對(duì)出真實(shí)的天線在此時(shí)的匹配電阻，最終求得駐波比。檢測(cè)完之后又恢復(fù)到正常通信的狀態(tài)，即斷開(kāi)同軸開(kāi)關(guān)常開(kāi)端，閉合常閉端，使檢測(cè)模塊與系統(tǒng)分離。

在本實(shí)施例中，所述的運(yùn)用定向檢波電橋技術(shù)，在線檢測(cè)收信天饋線系統(tǒng)駐波比。通過(guò)在線并聯(lián)瞬態(tài)監(jiān)測(cè)方式，發(fā)送收信遠(yuǎn)端單元工作范圍內(nèi)的射頻信號(hào)，同時(shí)檢測(cè)該射頻信號(hào)的反射信號(hào)，估算出天饋線系統(tǒng)的反射系數(shù)，對(duì)比被測(cè)天線體負(fù)載和標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載在檢波電橋上引起的誤差電壓，進(jìn)而測(cè)量出收信天饋線系統(tǒng)的vswr(駐波比)，作為檢查天線的匹配情況的依據(jù)。

所述綜合運(yùn)用多項(xiàng)技術(shù)，充分利用現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施，解決短波射頻接收信號(hào)光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的維護(hù)保障中存在的問(wèn)題。運(yùn)用現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施，用有線傳送數(shù)據(jù)，綜合采用定向檢波電橋技術(shù)、多電壓數(shù)據(jù)采集、低壓電力線載波技術(shù)以及嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用等多項(xiàng)技術(shù)，較好的解決現(xiàn)役設(shè)備的維護(hù)保障存在的問(wèn)題。

所述多項(xiàng)電磁屏蔽措施應(yīng)用，解決系統(tǒng)在收信設(shè)備應(yīng)用中的對(duì)內(nèi)電磁干擾、對(duì)外空間電磁輻射問(wèn)題。輕微的電磁干擾會(huì)對(duì)短波收信系統(tǒng)造成巨大的影響，電磁輻射會(huì)暴露軍事設(shè)施目標(biāo)，短波天線監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)研制應(yīng)用，需要充分考慮研制的系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)有的收信設(shè)備的電磁干擾以及對(duì)外空間電磁輻射問(wèn)題。在項(xiàng)目中采用電源濾波，整體屏蔽、直接序列擴(kuò)頻等多項(xiàng)措施，來(lái)解決可能存在的電磁干擾以及電磁輻射問(wèn)題。

所述的用嵌入式軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)設(shè)備管理智能化和操作維護(hù)的人性化。嵌入式技術(shù)在短波天線監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)中的運(yùn)用使該系統(tǒng)具有建設(shè)成本低、信息采集監(jiān)測(cè)靈活、智能化程度高以及人機(jī)界面人性化等優(yōu)點(diǎn)。

所述的優(yōu)化控制結(jié)構(gòu)，解決應(yīng)用中存在的通信鏈路孤島的問(wèn)題。在應(yīng)用中幾組天線通過(guò)空開(kāi)獨(dú)立供電，由于電力線是通信物理載體，這樣會(huì)形成通信鏈路孤島，造成信息被屏蔽。為了適應(yīng)使用環(huán)境，不會(huì)對(duì)實(shí)際供電情況造成影響，控制結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì)為終端控制器分時(shí)連接各個(gè)空開(kāi)的方式，達(dá)到與所有的鏈路孤島可進(jìn)行通信采集所需的數(shù)據(jù)。同時(shí)控制結(jié)構(gòu)上增加了各項(xiàng)保護(hù)功能，提高了控制器的可靠性。

本發(fā)明將各類駐波比在線檢測(cè)模塊由單片機(jī)、高精度運(yùn)放、10-30mhz標(biāo)準(zhǔn)壓控振蕩射頻信號(hào)源、檢波電橋、同軸開(kāi)關(guān)等幾個(gè)部分組成。系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)行處理后，實(shí)現(xiàn)以下幾個(gè)核心功能：

單機(jī)片最小系統(tǒng)模塊的主控單元采用工業(yè)級(jí)單片機(jī)pic16f1947，其io資源豐富利于后續(xù)擴(kuò)展，具有8路10位高分辨率ad通道，可編程串行接口，寬工作電壓范圍等特點(diǎn)。

為增加模塊的通用性與遠(yuǎn)程控制端作為通信接口，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程便捷在線檢測(cè)駐波比的功能。在設(shè)計(jì)時(shí)增加了模塊與遠(yuǎn)程控制終端的通信接口，實(shí)現(xiàn)模塊與遠(yuǎn)程控制終端的rs485通信。單片機(jī)的rs232異步串行通信接口經(jīng)6n137光耦隔離之后再與max485esa轉(zhuǎn)換芯片連接。實(shí)現(xiàn)了rs232與rs485之間的相互轉(zhuǎn)換。這樣模塊就可以和遠(yuǎn)程控制終端進(jìn)行串行通信了。

實(shí)現(xiàn)高精度運(yùn)算放大電路也是此模塊硬件設(shè)計(jì)的關(guān)鍵部分，因?yàn)槠渲苯佑绊戨妷翰蓸拥木?，也就影響駐波比的計(jì)算值。此模塊采用op07cp高精度運(yùn)放大器。

標(biāo)準(zhǔn)壓控振蕩射頻信號(hào)源和檢波電橋此模塊選用10-30mhz壓控振蕩器射頻信號(hào)源作為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源并配上匹配的檢波電橋。壓控振蕩射頻信號(hào)源工作電壓12v輸出功率10dbm,輸出諧波-15dbc,供電電流50ma。

實(shí)現(xiàn)與遠(yuǎn)程控制終端實(shí)現(xiàn)rs485通信，能接收遠(yuǎn)程控制終端發(fā)送的命令，并將檢測(cè)到的數(shù)據(jù)回送給控制終端。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用來(lái)限定本發(fā)明的實(shí)施范圍。凡是依據(jù)本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍的內(nèi)容所作任何細(xì)微修改、等效變化與修飾，均屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等效物界定。