CN101188639B - 检测装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种检测装置和方法,该装置包括:发射机,用于产生射频信号;以及接收机,用于接收来自发射机的射频信号,采用扫描切换的方式通过射频开关阵列将多个信号分时切换到对数放大器的输入端,使用对数放大器检测射频信号的功率,从而实现对至少一条线缆的检测。因此,在使用智能天线的无线通信设备的工程施工、开通、以及维护过程中,单人作业也能够方便地辨别线缆排列顺序和线损情况。
Description
技术领域
本发明涉及一种检测装置和方法,更具体地,涉及一种在第三代移动通信(3G)中,广泛使用智能天线的无线通信基站收发信机和智能天线阵列接口线顺序对应关系和线缆损耗的检测装置和方法。
背景技术
随着3G大规模商用的日渐临近,时分复用码分多址接入(TD-SCDMA)作为中国自己的3G标准将会成为中国第一个拥有3G牌照的标准。因此,TD-SCDMA系统的商用化进程更显紧迫,移动通信网络基站中所需要使用的大量的智能天线的开发也随之成为一个紧迫的课题。
在此,首先简单介绍什么是智能天线。智能天线一般是由多根天线构成的天线阵列,天线阵列中的每根天线都与无线收发信机的某个天线接口相对应,其中对应关系是有固定的顺序要求的,因此对连接在天线和无线收发信机之间的每根线缆也有对应的排列顺序要求。
目前,在工程施工中,天线阵列和无线收发信机之间的距离通常会比较远,而且每根线缆的颜色也一样,这时要在一组线缆的一端分辨出其另一端的排列顺序就非常困难。通常,至少需要两名施工人员配合,其中,一名施工人员地上作业,另一名高空作业安装线缆。
为了减少安装成本和高空作业的次数,我们希望一名施工人员单次高空作业就能完成安装任务。但是,目前在一名施工人员单独施工的情况下,难于进行单人检测工作。
发明内容
为了在使用智能天线的无线通信设备的工程施工、开通、以及维护过程中,单人作业也能够方便地辨别线缆排列顺序和线损情况,本发明提供了一种检测装置及方法,其中,在对每根线缆的线损进行估测并显示的同时,能够达到最多9根天线线缆的线序检测及显示。
本发明的一个方面提供了一种检测装置,用于对智能天线阵列的至少一条线缆进行检测,该装置包括:发射机,用于产生射频信号;以及接收机,用于接收来自发射机的射频信号,采用扫描切换的方式通过射频开关阵列将多个信号分时切换到对数放大器的输入端,使用对数放大器检测射频信号的功率,从而实现对至少一条线缆的检测。
根据本发明的一个方面,发射机包括:电池电压检测电路,连接到电池,用于指示电池的状态;第一主控单元电路,连接到电池电压检测电路,用于扫描控制按钮的输入状态,配置信号发生器电路的参数,以及控制信号输出的时间;信号发生器电源电路,连接在电池电压检测电路和信号发生器之间,用于通过第一主控单元电路的控制为信号发生器供电;以及信号发生器,连接到第一主控单元电路,用于根据第一主控单元电路所配置的参数,发射预定频率的射频单元信号,以及根据第一主控单元电路的控制,进入工作状态或睡眠状态。
另外,根据本发明的一个方面,接收机包括:电源切换和电压监控电路,连接到电池或外接直流电源,用于在电池和外接直流电源之间进行切换,以及检测电池和外接直流电源的状态;电源单元,包括升压电路和降压电路,降压电路连接到第二主控单元电路分别为其供电,以及升压电路连接到功率检测电路和射频切换开关矩阵,用于分别为其供电;第二主控单元电路,连接到功率检测电路和射频切换开关矩阵,用于控制射频开关矩阵切换、射频功率从模拟到数字的转换,以及键盘的扫描;射频切换开关矩阵,连接到第二主控单元电路和功率检测电路,用于在第二主控单元电路的控制下,将来自发射机的射频信号分别切换到功率检测电路上;以及功率检测电路,连接到第二主控单元电路和射频切换开关矩阵,用于检测来自射频切换开关矩阵的射频信号的功率,将模拟电压信号输出到第二主控单元电路。此外,接收机还包括键盘显示电路,连接到降压电路和第二主控单元电路。
其中,本发明的第一主控单元以及第二主控单元均是低功耗单片机,信号发生器是频率合成器芯片,以及射频信号是射频单音信号。
根据本发明的电池电压检测电路以及电源切换和电压监控电路均设置有“电力弱”和“电力空”两个阈值,当电力正常时,输出绿色指示,当电力弱时输出黄色指示告警,以及当电力空时输出红色指示告警并同时切断电路电源。其中,电源切换和电压监控电路使用继电器进行供电电源选择。
根据本发明的一个方面,对线缆的检测包括以下至少之一:线序检测、通断检测、及线损检测。其中,在进行线序检测的情况下,将至少一条线缆的一端连接至接收机的端口上,使用发射机在至少一条线缆的另一端发送信号,接收机自动记录至少一条线缆中的每一条收到信号的顺序,从而确定至少一条线缆的线序;在进行线损检测的情况下,对数放大器将发射机的发送信号功率和接收机的接收信号功率进行比较,从而计算出对应线缆的线损。
本发明的另一方面还提供了一种检测方法,用于对智能天线阵列的至少一条线缆进行检测,该方法包括以下步骤:将至少一条线缆的一端连接至接收机的端口;使用发射机在至少一条线缆的另一端发送信号;以及接收机自动记录至少一条线缆中的每一条收到信号的顺序,从而确定至少一条线缆的线序。
根据本发明的另一方面,该检测方法还包括以下步骤:在检测至少一条线缆接收到的信号的同时,通过比较发射机的发送信号功率和接收机的接收信号功率,从而计算出对应线缆的线损。
因此,本发明的检测装置和方法实现了以下技术效果:1.可单人作业;2.工程人员可迅速检测且操作方便;3.本发明采用两节5号干电池供电,实现了超低功耗设计,可长时间工作,而且不检测时本发明的装置自动进入节电模式;4.手持设备,人性化设计,体积小巧,发射机可随身携带;5.可以检测并显示每根线缆损耗;6.可以进行输入电压监测,电力强、弱、空LED灯指示;以及7.接收机支持电池和外接直流电源两种供电模式,可自动识别并工作。从而,实现了对多根天线线缆的线序检测并显示以及对每根线缆的线损的估测并显示。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。在附图中:
图1是根据本发明的检测方法的流程图;
图2是根据本发明的实施例的线序线损检测装置的检测原理图;
图3是根据本发明的检测装置的框图;
图4是根据本发明的实施例的线序线损检测装置发射机的原理框图;
图5是根据本发明的实施例的线序线损检测装置接收机的原理框图;
图6是根据本发明的实施例的线序线损检测装置发射机的外观结构图;以及
图7是根据本发明的实施例的线序线损检测装置接收机的外观结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。
图1是根据本发明的检测方法的流程图。图2是根据本发明的实施例的线序线损检测装置的检测原理图。
如图2所示,其中,CMTX(Cable marker transmitter)是线序检测装置发射机,CMRX(Cable marker receiver)是线序检测装置接收机。以下将参照图2以一组共9根线缆为例详细描述如图1所示的检测方法。
根据如图2所示的检测原理,如果无线收发信机和天线阵列之间的一组线缆已经铺设完成,但是还没有连接到无线收发信机和天线阵列上,那么如图1所示,进行以下检测的操作步骤:
步骤S102,将至少一条缆线的一端连接至接收机的端口,其具体操作步骤为:
第一步:在无线收发信机一侧,将连缆组的每根线缆不分顺序的一对一连接到CMRX的端口上;
第二步:打开CMRX电源;
第三步:携带CMTX,到达线缆组的另一侧(天线阵列侧);
第四步:打开CMTX电源;
第五步:选定需要连接到天线阵列第一根天线上的电缆;以及
第六步:将CMTX连接到选定的电缆上。
接着,进行步骤S104,使用发射机在至少一条线缆的另一端发送信号;以及步骤S106,接收机自动记录至少一条线缆中的每一条收到信号的顺序,从而确定至少一条线缆的线序,其具体操作步骤如下:
第七步:按下CMTX的发送按钮,这时CMTX发送信号,CMRX自动记录线缆接收到信号的顺序;
第八步:断开CMTX和电缆的连接,将该电缆安装在天线阵列对应的天线上;
第九步:选定需要连接到天线阵列下一根天线上的电缆;重复第六步至第九步,直到天线阵列的九根电缆全部安装完毕;
第十步:关闭CMTX电源;
第十一步:回到无线收发信机侧,按照显示的序号为每根线缆做标记;
第十二步:关闭CMRX电源;
第十三步:根据每根线缆的标记顺序将其安装到无线收发信机对应的端口上;
最后,线序检测完成。
如上所述,完成了对所有线缆的检测。但是需要指出的是,如图1所示的检测方法中,还要进行以下步骤:在检测至少一条线缆接收到的信号的同时,通过比较发射机的发送信号功率和接收机的接收信号功率,从而计算出对应线缆的线损。
图3是根据本发明的检测装置300的框图。如图3所示的检测装置300用于对智能天线阵列的至少一条线缆进行检测,该装置包括:
发射机302,用于产生射频信号,其中,发射机302包括:电池电压检测电路3022,连接到电池,用于指示电池的状态;第一主控单元电路3024,连接到电池电压检测电路3022,用于扫描控制按钮的输入状态,配置信号发生器3028电路的参数,以及控制信号输出的时间;信号发生器电源电路3026,连接在电池电压检测电路3022和信号发生器3028之间,用于通过第一主控单元电路3024的控制为信号发生器3028供电;以及信号发生器3028,连接到第一主控单元电路3024,用于根据第一主控单元电路3024所配置的参数,发射预定频率的射频单元信号,以及根据第一主控单元电路3024的控制,进入工作状态或睡眠状态;以及
接收机304,用于接收来自发射机302的射频信号,采用扫描切换的方式通过射频开关阵列将多个信号分时切换到对数放大器的输入端,使用对数放大器检测射频信号的功率,从而实现对至少一条线缆的检测,其中,接收机304包括:电源切换和电压监控电路3040,连接到电池或外接直流电源,用于在电池和外接直流电源之间进行切换,以及检测电池和外接直流电源的状态;电源单元3042,包括升压电路和降压电路,降压电路连接到第二主控单元3044电路分别为其供电,以及升压电路连接到功率检测电路3048和射频切换开关矩阵3046,用于分别为其供电;第二主控单元电路3044,连接到功率检测电路3048和射频切换开关矩阵3046,用于控制射频开关矩阵切换、射频功率从模拟到数字的转换,以及键盘的扫描;射频切换开关矩阵3046,连接到第二主控单元电路3044和功率检测电路3048,用于在第二主控单元电路3044的控制下,将来自发射机302的射频信号分别切换到功率检测电路3048上;以及功率检测电路3048,连接到第二主控单元电路3044和射频切换开关矩阵3046,用于检测来自射频切换开关矩阵3046的射频信号的功率,将模拟电压信号输出到第二主控单元电路3044,此外,接收机还包括键盘显示电路,连接到降压电路和第二主控单元电路3044。
其中,电池电压检测电路3022以及电源切换和电压监控电路3040均设置有“电力弱”和“电力空”两个阈值,当电力正常时,输出绿色指示,当电力弱时输出黄色指示告警,以及当电力空时输出红色指示告警并同时切断电路电源。电源切换和电压监控电路3040可以使用继电器进行供电电源选择。
在本发明中,第一主控单元3024以及第二主控单元3044均是低功耗单片机,信号发生器3028是频率合成器芯片,以及射频信号是射频单音信号。
此外,在本发明中,对线缆的检测包括以下至少之一:线序检测、通断检测、及线损检测。其中,在进行线序检测的情况下,将至少一条线缆的一端连接至接收机304的端口上,使用发射机302在至少一条线缆的另一端发送信号,接收机304自动记录至少一条线缆中的每一条收到信号的顺序,从而确定至少一条线缆的线序;在进行线损检测的情况下,对数放大器将发射机302的发送信号功率和接收机304的接收信号功率进行比较,从而计算出对应线缆的线损。
图4是根据本发明的实施例的线序线损检测装置发射机的原理框图。如图4所示,根据本发明的实施例,发射机包括四个部分:电池电压监测电路402、主控单元404、信号发生器电路406、以及信号发生器电源电路408。
其中,电池电压监测电路402设置“电力弱”和“电力空”两个阈值,电力正常时,输出绿色指示,电力弱时输出黄色指示告警,电力空时输出红色指示告警,同时切断后续电路电源。主控单元404由超低功耗单片机实现,扫描控制按钮的输入状态,配置信号发生器电路406参数,并控制信号输出的时间。
根据本发明的实施例,射频单音信号的产生由信号发生器406(诸如频率合成器芯片)实现,通过主控单元404配置信号发生器406的参数,实现2015MHz频点输出;同时通过主控单元404控制信号发生器406的使能端可以控制信号发生器406进入工作状态或睡眠状态。信号发生器406的工作电源为3.3V,需要从信号发生器电源电路408电压通过升压电路转换得到。D/D升压电路具有使能控制端,由主控单元404控制。
图5是根据本发明的实施例的线序线损检测装置接收机的原理框图。参照图5,该接收机包括以下六个部分:电源切换和电压监控电路502、主控单元电路504、射频切换开关矩阵506、功率检测电路508、键盘显示电路510、以及电源单元512。
其中,电源切换和电压监控电路502对电池和外接直流电源进行电压监测,与图4中的电池电压监测电路402功能类似,电源切换和电压监测电路502设置“电力弱”和“电力空”两个阈值,电力弱时输出黄色指示告警,电力空时输出红色指示告警,同时切断后续电路电源。在本实施例中,电源切换和电压监测电路502使用继电器进行供电电源选择,电池连接到继电器常闭触点,外部直流电源连接到电源常开触点,由外部直流电源控制继电器吸合线圈。
主控单元504由超低功耗单片机实现,完成射频开关矩阵切换、射频功率的模拟到数字转换,并完成键盘扫描控制。
通过射频切换开关矩阵506将9路输入射频信号分别切换到功率检测电路508上,切换逻辑由主控单元504的单片机控制。
使用对数放大器(即,功率检测电路508)检测经过匹配网络后的射频信号的功率,输出模拟电压信号由主控单元504进行A/D采集。
使用I/O扩展芯片(即,键盘显示电路510)扩展主控单元电路504的I/O脚,用于驱动显示数码管、指示灯,以及接收键盘输入。
在本实施例中,单板数字电路工作的3.3V电源,使用DC-DC降压电路512a,由电池或外部直流电源变换得到。DC-DC电路的使能控制端,由电压监控电路502控制。射频电路使用的5V电源由3.3V通过升压电路512b转换得到。电路的使能状态固定为持续工作状态。
图6是根据本发明的实施例的线序线损检测装置发射机的外观结构图。如图6所示,其中,发射机顶端为N型线缆接头,正面右上角为电源开关,其左侧为电源指示灯,电源开关下方为信号发送按钮,其左侧为信号指示灯,产品背面为电池盒盖。
图7是根据本发明的实施例的线序线损检测装置接收机的外观结构图。如图7所示,接收机顶端为一排9个N型线缆接头,正面在每个N型电缆接头下方对应有二排显示,第一排为两个发光二极管和一位八段数码管,第二排为二位八段数码管。在正面的下方有一排按钮、开关和指示灯,从左到右分别是:一个显示按钮、三个模式指示灯、一个重新检测按钮、一个运行指示灯、两个电源指示灯和一个电源开关。在右侧面有供接直流适配器的输入插座,以及在背面为电池盒盖。
通过以上本发明的描述,可以看到本发明能够在天线阵列和无线收发信机之间进行线序线损测量时,准确完成9根天线线缆的线序检测和显示,对每根线缆的线损进行估测并显示。
以上仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种检测装置,用于对智能天线阵列的至少一条线缆进行检测,其特征在于,包括:
发射机,用于产生射频信号;以及
接收机,用于接收来自所述发射机的所述射频信号,采用扫描切换的方式通过射频开关阵列将多个信号分时切换到对数放大器的输入端,使用所述对数放大器检测所述射频信号的功率,从而实现对所述至少一条线缆的检测。
2.根据权利要求1所述的检测装置,其特征在于,所述发射机包括:
电池电压检测电路,连接到电池,用于指示所述电池的状态;
第一主控单元电路,连接到所述电池电压检测电路,用于扫描控制按钮的输入状态,配置信号发生器电路的参数,以及控制信号输出的时间;
信号发生器电源电路,连接在所述电池电压检测电路和所述信号发生器之间,用于通过所述第一主控单元电路的控制为所述信号发生器供电;以及
所述信号发生器,连接到所述第一主控单元电路,用于根据所述第一主控单元电路配置的所述参数,发射预定频率的射频单元信号,以及根据所述第一主控单元电路的控制,进入工作状态或睡眠状态。
3.根据权利要求1或2所述的检测装置,其特征在于,所述接收机包括:
电源切换和电压监控电路,连接到所述电池或外接直流电源,用于在所述电池和所述外接直流电源之间进行切换,以及检测所述电池和所述外接直流电源的状态;
电源单元,包括升压电路和降压电路,所述降压电路连接到第二主控单元电路,用于分别为其供电,并且所述升压电路连接到功率检测电路和射频切换开关矩阵,用于分别为其供电;
所述第二主控单元电路,连接到所述功率检测电路和所述射频切换开关矩阵,用于控制所述射频开关矩阵切换、射频功率从模拟到数字的转换,以及键盘的扫描;
所述射频切换开关矩阵,连接到所述第二主控单元电路和所述功率检测电路,用于在所述第二主控单元电路的控制下,将来自所述发射机的射频信号分别切换到所述功率检测电路上;以及
所述功率检测电路,连接到所述第二主控单元电路和所述射频切换开关矩阵,用于检测来自所述射频切换开关矩阵的所述射频信号的功率,将模拟电压信号输出到所述第二主控单元电路。
4.根据权利要求3所述的检测装置,其特征在于,所述接收机还包括键盘显示电路,连接到所述降压电路和所述第二主控单元电路。
5.根据权利要求4所述的检测装置,其特征在于,所述电源切换和电压监控电路使用继电器进行供电电源选择。
6.根据权利要求1、2、4和5中任一项所述的智能天线阵列检测装置,其特征在于,对所述线缆的检测包括以下至少之一:线序检测、通断检测、及线损检测。
7.根据权利要求3所述的智能天线阵列检测装置,其特征在于,对所述线缆的检测包括以下至少之一:线序检测、通断检测、及线损检测。
8.根据权利要求6所述的检测装置,其特征在于,在进行所述线序检测的情况下,将所述至少一条线缆的一端连接至所述接收机的端口上,使用所述发射机在所述至少一条线缆的另一端发送信号,所述接收机自动记录所述至少一条线缆中的每一条收到信号的顺序,从而确定所述至少一条线缆的线序。
9.根据权利要求6所述的检测装置,其特征在于,在进行所述线损检测的情况下,所述对数放大器将所述发射机的发送信号功率和所述接收机的接收信号功率进行比较,从而计算出对应线缆的线损。
10.一种检测方法,用于对智能天线阵列的至少一条线缆进行检测,其特征在于,包括以下步骤:
将所述至少一条线缆的一端连接至接收机的端口;
使用发射机在所述至少一条线缆的另一端发送信号;以及
所述接收机自动记录所述至少一条线缆中的每一条收到信号的顺序,从而确定所述至少一条线缆的线序;
其中,所述接收机接收来自所述发射机的所述信号,采用扫描切换的方式通过射频开关阵列将多个信号分时切换到对数放大器的输入端,使用所述对数放大器检测所述射频信号的功率,从而实现对所述至少一条线缆的检测。
11.根据权利要求10所述的检测方法,其特征在于,还包括以下步骤:
在检测所述至少一条线缆接收到的信号的同时,通过比较所述发射机的发送信号功率和所述接收机的接收信号功率,计算出对应线缆的线损。
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C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
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