CN103916202B - 一种射频电缆在线故障监测装置及其监测方法 - Google Patents

一种射频电缆在线故障监测装置及其监测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种射频电缆在线故障监测装置包括：对输入的电磁波信号进行耦合输出的定向耦合器，所述定向耦合器的输入端口1通过射频电缆与信号源相连接，所述定向耦合器的输出端口2通过射频电缆与负载相连接，所述定向耦合器的输出端口3与功率检测单元I相连接，所述定向耦合器的输出端口4与功率检测单元II相连接，所述功率检测单元I的输出端与模数转换器I相连接，所述功率检测单元II的输出端与模数转换器II相连接，所述模数转换器I和模数转换器II分别与控制单元相连接。对定向耦合器输入端口1和输出端口2两端连接的射频电缆的传输信号进行信号耦合、功率检测、功率数据分析从而判断射频电缆是否发生故障。

Description

一种射频电缆在线故障监测装置及其监测方法
技术领域
本发明属于通信技术领域，尤其涉及射频电缆在线故障监测装置及其监测方法。
背景技术
随着科学技术的不断进步，通信网络的覆盖面积越来越广，在通信网络中微波射频电缆传输线得到广泛的应用，以此来保证信息的安全高效的传输，然而由于微波射频电缆存在外界因素容易损坏，造成在信息传输过程中信号中断的现象。一旦这种情况发生给人们的正常生活和工作带来很大麻烦。这就需要我们实时检测电缆是否存在故障，保证第一时间对故障电缆进行抢修。
在实际通信过程中，电缆数量较多并且电缆长度较长，采用传统的人员线下检测电缆的方法消耗大量的人力物力，检测过程中需要很长时间、并且容易造成检测结果不准确的现象。
通信系统的射频电缆起着传输信号的功能，由于信号在进入通信电缆之前需要进行功率放大，放大后的信号进入通信电缆进行传输，由于电缆存在阻抗，从而信号的功率会随着传输距离的增加而不断降低，由微波传输理论可知通信射频电缆发生损坏时，无论是短路还是断路都会造成输入输出端的阻抗失配从而引起能量反射。因此通过检测端口参数并进行计算实现通信射频电缆状态的监测是一个优选的方法。
发明内容
根据现有技术存在的问题，本发明公开了一种射频电缆在线故障监测装置包括：对输入的电磁波信号进行耦合输出的定向耦合器，所述定向耦合器的输入端口1通过射频电缆与信号源相连接，所述定向耦合器的输出端口2通过射频电缆与负载相连接，所述定向耦合器的输出端口3与功率检测单元I相连接，所述定向耦合器的输出端口4与功率检测单元II相连接，所述功率检测单元I的输出端与模数转换器I相连接，所述功率检测单元II的输出端与模数转换器II相连接，所述模数转换器I和模数转换器II分别与控制单元相连接；
工作状态下：所述定向耦合器的输出端口4将信号源一端的射频电缆的电磁波信号进行耦合传送至功率检测单元II，定向耦合器的输出端口3将负载一端的射频电缆的电磁波信号进行耦合传送至功率检测单元I，所述功率检测单元I和功率检测单元II将检测到的功率数据传送至模数转换器I和模数转换器II进行数据转换后传送至控制单元内，所述控制单元对接收到的功率进行数据分析：在信号源正常工作的情况下，如果输出端口3一端的功率值和输出端口4一端的功率值都为零时，则信号源一端的电缆出现故障；如果输出端口4一端有输出功率值，输出端口3一端没有输出功率值，则信号源和负载两端的射频电缆均正常工作；如果输出端口3和输出端口4两端都有输出功率，并且输出端口3一端的输出功率与输出端口4一端的输出功率比值小于1时，则负载一端的射频电缆出现故障。
一种射频电缆在线故障监测装置的监测方法，包括以下步骤：
步骤1：定向耦合器的输出端口4将信号源一端的射频电缆的功率信号进行耦合后输出，该输出功率信号记作P1，利用功率检测单元II对P1进行功率检测后记作PB；
步骤2：定向耦合器的输出端口3将负载一端的射频电缆的功率信号进行耦合后输出，该输出功率信号记作P2，利用功率检测单元I对P2经进行功率检测后记作PA；
步骤3：将功率信号PA和功率信号PB分别通过模数转换器I和模数转换器II进行模数转换后输入至控制单元内进行数据分析、进行电缆故障判断：
如果信号源正常工作，当PA=PB=0，则定向耦合器没有耦合信号，定向耦合器的输入端口1和输出端口2均无输入信号，判断结果为信号源一端的射频电缆出现故障；
当PA=0、PB≠0，说明定向耦合器的输入端口1信号输入正常，输入端口2无输入信号，判断结果为信号源和负载两端的射频电缆均正常工作；
当PA≠0、PB≠0，且0＜PA/PB＜1,则定向耦合器的输出端口2有输入信号并产生反射，使得PA≠0，判断结果为负载一端的射频电缆出现故障。
由于采用了上述技术方案，本发明提供的射频电缆在线故障监测装置及其监测方法，采用定向耦合器通过射频电缆与信号源和负载相连接，通过利用定向耦合器对信号源和负载两端的电磁波信号进行耦合后输出，并对输出后的信号进行功率检测，将检测到的功率的模拟信号转化成数字信号后输送至控制单元内，所述控制单元判断是信号源一端的射频电缆出现故障还是负载一端的电缆出现故障。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明中射频电缆在线故障监测装置的结构示意图。
图2为本发明中监测装置的监测方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整的描述：
如图1所示：射频电缆在线故障监测装置包括：定向耦合器1、信号源8、负载9、功率检测单元I3、功率检测单元II4、模数转换器I5、模数转换器II6和控制单元7。所述定向耦合器1具有4个端口，分别为输入端口1、输出端口2、输出端口3和输出端口4。所述定向耦合器1的输入端口1通过射频电缆与信号源8相连接，定向耦合器1的输出端口2通过射频电缆与负载9相连接，定向耦合器1的输出端口3与功率检测单元I3相连接，所述定向耦合器1的输出端口4与功率检测单元II4相连接，功率检测单元I3的输出端与模数转换器I5相连接，功率检测单元II4的输出端与模数转换器II6相连接，所述模数转换器I5和模数转换器II6分别与控制单元7相连接。本发明公开的电缆故障监测装置将定向耦合器1的输入端口1和输出端口2两端连接上射频电缆，根据检测射频电缆的信号的功率值判断电缆是否存在故障。
由于定向耦合器1的输出端口4为输入端口1的耦合端，输出端口3为输出端口2的耦合端。将定向耦合器1通过射频电缆与信号源8和负载9连接后。工作状态下：所述定向耦合器1的输出端口4将信号源8一端的射频电缆的电磁波信号进行耦合传送至功率检测单元II4，定向耦合器1的输出端口3将负载9一端的射频电缆的电磁波信号进行耦合传送至功率检测单元I3，所述功率检测单元I3和功率检测单元II4对接收到的电磁波信号中所含的功率值进行检测，将检测到的功率数据传送至模数转换器I5和模数转换器II6进行数据转换后传送至控制单元7内，所述控制单元7对接收到的功率进行数据分析：在信号源8正常工作的情况下：如果输出端口3一端的功率值和输出端口4一端的功率值都为零时，说明信号源8一端的射频电缆没有输出信号，则信号源8一端的电缆出现故障。如果输出端口4一端有输出功率值，输出端口3一端没有输出功率值，而输出端口4输出的功率值为信号源8一端的射频电缆的输出信号所含的功率值，而输出端口3输出的功率值为负载9一端的射频电缆的输出信号所含的功率值，则信号源8和负载9两端的射频电缆均正常工作。如果输出端口3和输出端口4两端都有输出功率，并且输出端口3一端的输出功率与输出端口4一端的输出功率比值小于1时，则负载9一端的射频电缆出现故障。因为负载一端的射频电缆出现故障时，会产生反射使定向耦合器1的输出端口2有输入信号。
进一步的，功率检测单元I3和功率检测单元II4可以采用用于检测功率大小的装置或者芯片实现功率值的检测。控制单元7可以采用单片机控制，利用单片机对数据进行分析和判断。
一种射频电缆在线故障监测装置的监测方法，如图2所示，包括以下步骤：
一种射频电缆在线故障监测装置的监测方法，包括以下步骤：
步骤1：定向耦合器的输出端口4将信号源一端的射频电缆的功率信号进行耦合后输出，该输出功率信号记作P1，利用功率检测单元II对P1进行功率检测后记作PB；
步骤2：定向耦合器的输出端口3将负载一端的射频电缆的功率信号进行耦合后输出，该输出功率信号记作P2，利用功率检测单元I对P2经进行功率检测后记作PA；
步骤3：将功率信号PA和功率信号PB分别通过模数转换器I和模数转换器II进行模数转换后输入至控制单元内进行数据分析、进行电缆故障判断：
如果信号源正常工作，当PA=PB=0，则定向耦合器没有耦合信号，定向耦合器的输入端口1和输出端口2均无输入信号，判断结果为信号源一端的射频电缆出现故障；
当PA=0、PB≠0，说明定向耦合器的输入端口1信号输入正常，输入端口2无输入信号，判断结果为信号源和负载两端的射频电缆均正常工作；
当PA≠0、PB≠0，且0＜PA/PB＜1,则定向耦合器的输出端口2有输入信号并产生反射，使得PA≠0，判断结果为负载一端的射频电缆出现故障。
本发明公开的射频电缆在线故障监测装置，将定向耦合器1通过射频电缆与信号源8和负载9相连接，通过定向耦合器1对其输入端口1和输出端口2两端连接的射频电缆的电磁波信号进行耦合后输出,并对输出的电磁波信号进行功率检测，检测出功率的具体数值后通过模数转换器1进行数据转换后输送至控制单元7内，所述控制单元7对数据进行分析，判断是信号源8一端的射频电缆出现故障还是负载9一端的射频电缆出现故障。从而实现对通信状态下的射频电缆进行实时监测。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种射频电缆在线故障监测装置，其特征在于：包括：对输入的电磁波信号进行耦合输出的定向耦合器(1)，所述定向耦合器(1)的输入端口1通过射频电缆与信号源(8)相连接，所述定向耦合器(1)的输出端口2通过射频电缆与负载(9)相连接，所述定向耦合器(1)的输出端口3与功率检测单元I(3)相连接，所述定向耦合器(1)的输出端口4与功率检测单元II(4)相连接，所述功率检测单元I(3)的输出端与模数转换器I(5)相连接，所述功率检测单元II(4)的输出端与模数转换器II(6)相连接，所述模数转换器I(5)和模数转换器II(6)分别与控制单元(7)相连接；
工作状态下：所述定向耦合器(1)的输出端口4将信号源(8)一端的射频电缆的电磁波信号进行耦合传送至功率检测单元II(4)，定向耦合器(1)的输出端口3将负载(9)一端的射频电缆的电磁波信号进行耦合传送至功率检测单元I(3)，所述功率检测单元I(3)和功率检测单元II(4)将检测到的功率数据传送至模数转换器I(5)和模数转换器II(6)进行数据转换后传送至控制单元(7)内，所述控制单元(7)对接收到的功率进行数据分析：在信号源(8)正常工作的情况下，如果输出端口3一端的功率值和输出端口4一端的功率值都为零时，则信号源(8)一端的电缆出现故障；如果输出端口4一端有输出功率值，输出端口3一端没有输出功率值，则信号源(8)和负载(9)两端的射频电缆均正常工作；如果输出端口3和输出端口4两端都有输出功率，并且输出端口3一端的输出功率与输出端口4一端的输出功率比值小于1时，则负载(9)一端的射频电缆出现故障。
2.根据权利要求1所述的一种射频电缆在线故障监测装置的监测方法，包括以下步骤：
步骤1：定向耦合器(1)的输出端口4将信号源(8)一端的射频电缆输出至耦合器端口1的功率信号进行耦合后输出，该输出功率信号记作P1，利用功率检测单元II(4)对P1进行功率检测后记作PB；
步骤2：定向耦合器(1)的输出端口3将负载(9)一端的射频电缆输出至耦合器端口2的功率信号进行耦合后输出，该输出功率信号记作P2，利用功率检测单元I(3)对P2经进行功率检测后记作PA；
步骤3：将功率信号PA和功率信号PB分别通过模数转换器I(5)和模数转换器II(6)进行模数转换后输入至控制单元(7)内进行数据分析、进行电缆故障判断：
如果信号源(8)正常工作，当PA＝PB＝0，则定向耦合器(1)没有耦合信号，定向耦合器(1)的输入端口1和输出端口2均无输入信号，判断结果为信号源(8)一端的射频电缆出现故障；
当PA＝0、PB≠0，说明定向耦合器(1)的输入端口1信号输入正常，输入端口2无输入信号，判断结果为信号源(8)和负载(9)两端的射频电缆均正常工作；
当PA≠0、PB≠0，且0＜PA/PB＜1,则定向耦合器(1)的输出端口2有输入信号并产生反射，使得PA≠0，判断结果为负载(9)一端的射频电缆出现故障。
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