CN107168151A - 一种短波接收天线效率空中立体无线自动检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种短波接收天线效率空中无线自动检测记录系统及方法，其中上述系统主要包括测试用发射天线、锂电池供电模块、功率放大模块、无线网络模块、射频产生模块、ARM系统主控模块和射频信号采集模块等部分；其中在执行计算上主要包括无人机检测飞行航迹规划模块、检测数据分析处理与建模评估模块以及存储记录报表与图形呈现模块，通过全方位空间立体的向待测接收天线辐射一定的射频功率信号，并实时检测短波接收天线上感应的射频信号变化情况，对短波接收天线实际接收效率等信息进行测量、记录和存储传输，判断短波接收天线的健康状态，并对短波接收天线性能变化趋势、剩余使用寿命和可用度等内容建立相关模型进行综合评估。

Description

一种短波接收天线效率空中立体无线自动检测系统及方法

技术领域

本发明属于短波接收天线状态检测领域，具体涉及一种短波接收天线效率空中立体无线自动检测系统及方法。

背景技术

在对短波接收天线进行人工检查时，依托于现有的手段只能对天线的基本参数进行测量，如阻抗特性和驻波比等，这些指标代表了天线的一些特性，但并不能完全反映出天线工作时的真实接收效率，因此，存在巡检后天线工作状态依然不佳的问题，缺少一种能快速、准确和便捷的实现对接收天线效率自动测量的方法。

对短波接收天线的故障检测设备目前国内已有不少研究成果，但对短波接收天线的空中无线自动检测和记录设备在国内目前还属于空白。短波接收天线健康状态的检测与预测是今后装备维护保障的一个主要研究与发展方向，而对短波接收天线的健康状态的分析与预测、性能变化趋势分析、剩余使用寿命评估等领域的研究，一个非常重要的基础就是必须准确的掌握短波接收天线在天线场立体空间中的真实接收效率，仅仅依靠现有的仪器设备和技术手段是无法满足这些研究需求的。因此，研究适用于各类短波接收天线的通用型空中立体无线自动检测记录技术，目的就是通过新型的技术手段与措施对短波接收天线在立体空间的实际工作情况进行详细的自动检测与记录，来完全替代人工巡检和记录的方式，减轻基层通信保障人员的负担，同时为短波接收天线的健康状态分析与评估、设备的维修保障提供切实可靠的数据支持与技术支撑。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种适合对短波接收天线工作状态空中立体无线自动检测记录的系统及方法。通过在短波接收天线端口上安装小型检测记录系统(以下简称记录系统)，能够在短波接收天线不工作的前提下，实现对短波接收天线工作运行状态的自动检测记录。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种短波接收天线效率空中无线自动检测记录系统，其特征在于，包括无线射频产生终端和检测控制管理与数据处理终端，所述无线射频产生终端通过固定基座安装在无人机下方，根据需要通过测试用发射天线进行射频信号的电磁辐射，设置在所述检测控制管理与数据处理终端的所述短波接收天线接收所述电磁辐射后，采集信号传输于所述检测控制管理与数据处理终端进行处理；

所述无线射频产生终端包括测试用发射天线、供电模块、功率放大模块、无线网络模块、射频产生模块和ARM系统主控模块，所述测试用发射天线为环状全向天线，将所述无线射频产生终端产生的一定功率的射频信号辐射给所述短波接收天线，所述功率放大模块用于将所述射频信号放大至一定的功率；所述ARM系统主控模块控制所述射频产生模块和所述功率放大模块的运行、控制指令的网络传输以及供电管理；所述射频产生模块与所述功率方法器接收所述检测控制管理与数据处理终端的控制指令对发射的所述射频信号执行各类型电磁环境模拟的调整；

所述检测控制管理与数据处理终端包括无人机检测飞行航迹规划模块、无线网络模块、射频信号采集模块、存储记录报表与图形呈现模块以及测试数据分析处理与建模评估模块，所述无人机检测飞行航迹规划模块用于针对不同的短波接收天线外观和所处位置预先设置所述无人机自动飞行的航迹；

所述存储记录报表与图形呈现模块用于接收并存储所述射频信号采集模块送来的检测数据，并将所述检测数据转发于所述检测数据分析处理与建模评估模块，将所述检测数据结合所述无人机的空间位置信息生成立体空间图形，并与理论的数据阈值执行比较判断，确定所述短波接收天线的工作状况和评估所述短波接收天线的健康状态；

所述检测数据包括电磁信号电压、电流、功率及无人机的，该系统还包括存储记录报表与图形呈现模块，其接收所述射频信号采集模块送来的检测数据，以及所述检测数据分析处理与建模评估模块进行分析处理后获得的建模数据，以通过显示装置展示。

本发明还提供了一种应用所述系统对短波接收天线工作状态进行检测记录的方法，包括如下步骤：

将所述无线射频产生终端通过固定基座安装在所述无人机下方并启动；

所述检测控制管理与数据处理终端的所述无人机检测飞行航迹规划模块将预设好的无人机飞行数据传送至无人机地面站，由地面站自动启动所述无人机，所述无线射频产生终端开始根据所述短波接收天线的类型生成射频信号产生电磁辐射，所述检测控制管理与数据处理终端实时对待测接收天线感应到的射频信号进行采集；

所述检测控制管理与数据处理终端通过将实时检测数据与所述无人机飞行航迹结合建模处理，构建出所述测试用发射天线的真实立体电磁感应模型，对所述短波接收天线性能变化趋势、剩余使用寿命和可用度建立模型执行综合评估。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

1)无线射频产生终端结构简单，外形小巧，使用时对短波接收天线完全没有损害；

2)实施方法科学可靠，可实现短波接收天线使用情况自动记录，真实详细的反映了短波接收天线的工作情况与健康状况；

3)可实现对短波接收天线健康状态和性能可用度等的自动评估，并对可能存在的不良状况实现自动预警，并可实现在各种恶劣情况下的天线的野外环境下的各种天线参数和属性的测量，能够对天线的实际情况执行检测监测和测量。

附图说明

图1是按照本发明实现的短波接收天线效率空中无线自动监测系统中的无线射频产生终端的模块组成结构示意图；

图2是按照本发明实现的短波接收天线效率空中无线自动监测系统中的检测控制管理与数据处理终端的模块组成结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。下面结合具体实施方式对本发明进一步详细说明。

如图1所示检测记录系统如图1和2所示，无线射频产生终端包括测试用发射天线、锂电池供电模块、功率放大模块、无线网络模块、射频产生模块和ARM系统主控模块，其中，所述检测天线为环状全向天线，将终端产生的一定功率的射频信号辐射给待测接收天线，所述射频产生模块用于产生一定频率的射频信号，所述功率放大模块用于将射频信号放大至一定的功率。ARM系统主控模块负责控制射频产生模块和功率放大模块的运行、控制指令的网络传输以及锂电池供电管理等。短波接收天线所在区域的电磁环境在不同的高度和方向角度上都存在差异，以及短波接收天线性能状态出现变化或故障时，其电磁环境都会发生变化，射频产生模块和功率放大模块会根据检测控制管理与数据处理终端的控制指令进行相应的改变。

检测控制管理与数据处理终端主要由无人机检测飞行航迹规划模块、无线网络模块、射频信号采集模块、存储记录报表与图形呈现模块以及测试数据分析处理与建模评估模块组成。

射频信号采集模块负责采集待测接收无线上感应到的射频信号，并将数据转发给测试数据分析处理与建模评估模块和存储记录报表与图形呈现模块。

测试数据分析处理与建模评估模块对送来的数据进行辨别、归纳、分类、转换和计算等相关分析处理，并对短波接收天线的健康状态、性能变化趋势、剩余使用寿命和可用度等内容建立相关模型进行综合评估。该模块可以将输入的实时检测数据结合无人机的实际飞行轨迹通过已有的立体空间模型进行处理，并与理论的数据阈值进行比较判断，即可确定出短波接收天线的工作状况和评估短波接收天线的健康状态。

存储记录报表与图形呈现模块根据用户的需求将存储记录的历史数据、检测和评估的结果以报表或图形的形式进行呈现。

本发明中所述的检测记录系统进行短波接收天线工作状态检测记录的方法，包括如下步骤：

首先，将无线射频产生终端通过固定基座安装在无人机下方并启动该无线射频产生终端；

其次，检测控制管理与数据处理终端的无人机检测飞行航迹规划模块将预设好的无人机飞行数据传送至无人机地面站，由地面站自动启动无人机，无线射频产生终端开始根据需要通过测试用发射天线进行射频信号的电磁辐射，所述检测控制管理与数据处理终端实时对待测接收天线感应到的射频信号进行采集；

最后，检测控制管理与数据处理终端通过将实时检测数据与无人机飞行航迹结合建模处理，构建出接收天线的真实立体电磁感应模型，并与理论数据库中的数据阈值进行比较分析，判断出短波接收天线的工作和健康状态，并对短波接收天线性能变化趋势、剩余使用寿命和可用度等内容建立相关模型进行综合评估。

进一步地，检测控制管理与数据处理终端根据用户的需求将存储记录的历史数据、检测和评估的结果以报表或图形的形式进行呈现。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种短波接收天线效率空中无线自动检测记录系统，其特征在于，包括无线射频产生终端和检测控制管理与数据处理终端，所述无线射频产生终端通过固定基座安装在无人机下方，根据需要通过测试用发射天线进行射频信号的电磁辐射，设置在所述检测控制管理与数据处理终端的所述短波接收天线接收所述电磁辐射后，采集信号传输于所述检测控制管理与数据处理终端进行处理；

所述无线射频产生终端包括测试用发射天线、供电模块、功率放大模块、无线网络模块、射频产生模块和ARM系统主控模块，所述测试用发射天线为环状全向天线，将所述无线射频产生终端产生的一定功率的射频信号辐射给所述短波接收天线，所述功率放大模块用于将所述射频信号放大至一定的功率；所述ARM系统主控模块控制所述射频产生模块和所述功率放大模块的运行、控制指令的网络传输以及供电管理；所述射频产生模块与所述功率方法器接收所述检测控制管理与数据处理终端的控制指令对发射的所述射频信号执行各类型电磁环境模拟的调整；

所述检测控制管理与数据处理终端包括无人机检测飞行航迹规划模块、无线网络模块、射频信号采集模块、存储记录报表与图形呈现模块以及测试数据分析处理与建模评估模块，所述无人机检测飞行航迹规划模块用于针对不同的短波接收天线外观和所处位置预先设置所述无人机自动飞行的航迹；

所述存储记录报表与图形呈现模块用于接收并存储所述射频信号采集模块送来的检测数据，并将所述检测数据转发于所述检测数据分析处理与建模评估模块，将所述检测数据结合所述无人机的空间位置信息生成立体空间图形，并与理论的数据阈值执行比较判断，确定所述短波接收天线的工作状况和评估所述短波接收天线的健康状态；

所述检测数据包括电磁信号电压、电流、功率及无人机的，该系统还包括存储记录报表与图形呈现模块，其接收所述射频信号采集模块送来的检测数据，以及所述检测数据分析处理与建模评估模块进行分析处理后获得的建模数据，以通过显示装置展示。

2.一种应用如权利要求1所述的系统对短波接收天线工作状态进行检测记录的方法，包括如下步骤：

将所述无线射频产生终端通过固定基座安装在所述无人机下方并启动；

所述检测控制管理与数据处理终端的所述无人机检测飞行航迹规划模块将预设好的无人机飞行数据传送至无人机地面站，由地面站自动启动所述无人机，所述无线射频产生终端开始根据所述短波接收天线的类型生成射频信号产生电磁辐射，所述检测控制管理与数据处理终端实时对待测接收天线感应到的射频信号进行采集；

所述检测控制管理与数据处理终端通过将实时检测数据与所述无人机飞行航迹结合建模处理，构建出所述测试用发射天线的真实立体电磁感应模型，对所述短波接收天线性能变化趋势、剩余使用寿命和可用度建立模型执行综合评估。