CN108152732B - 一种射频继电器在线检测装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种射频继电器在线检测装置及方法。该装置包括射频公共端隔直模块、射频公共端直通模块、射频支路隔直模块、射频支路直通模块、分压模块、门限电压生成模块、直流电源、电压比较模块、处理模块和继电器控制模块，所述分压模块、射频支路直通模块、射频继电器触头和射频公共端直通模块之间形成直流回路，通过比较测试点和参考点的电压，即可确定射频继电器的工作状态。本发明能够在射频继电器正常工作的时候，实时在线检测其运行状态，当射频继电器发生异常时，能够对射频继电器重置，如果重置若干次后射频继电器故障依旧存在，能够提供告警信号。
Description
技术领域
本发明涉及射频技术，尤其涉及一种射频继电器在线检测装置及方法。
背景技术
射频继电器也称之为射频开关或微波开关，是一种能够传输和切换射频信号的继电器。由于射频继电器的金属触头具有极小的电压驻波比和插入损耗，在闭合状态下可以降低反射和损耗，达到无失真的传输信号，插入损耗也不会随着温度的变化而改变，其在航天、航空、通讯和军事等领域得到了越来越广泛的应用。
在射频继电器长期工作中，由于线圈发热、触头污染、触头发热氧化、触头磨损、机械疲劳等因素，导致射频信号无法正常传输的故障事例时有发生。当射频继电器出现故障时，很多应用场合(如军用雷达信号捕获等)是不能立即发现其出现故障的。在这种情况下让射频继电器继续工作，可能会错失很多重要信号，造成极其严重的后果。然而目前尚没有能够在线检测射频继电器的方法和装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种射频继电器在线检测装置及方法，能够实时检测射频继电器的运行状态。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种射频继电器在线检测装置，包括射频公共端隔直模块、射频公共端直通模块、射频支路隔直模块、射频支路直通模块、分压模块、门限电压生成模块、直流电源、电压比较模块、处理模块和继电器控制模块，其中
所述射频公共端隔直模块连接射频继电器公共端，用于对射频公共端的射频信号直通，对射频公共端的直流信号开路；
所述射频公共端直通模块连接射频继电器公共端，用于对射频公共端的直流信号直通，对射频公共端的射频信号开路；
所述射频支路隔直模块连接射频继电器支路，用于对射频支路的射频信号直通，对射频支路的直流信号开路；
所述射频支路直通模块连接射频继电器支路，用于对射频支路的直流信号直通，对射频支路的射频信号开路；
所述分压模块连接射频支路直通模块和直流电源，分压模块与射频支路直通模块的连接点为测试点，分压模块用于和射频继电器分压，确定测试点的电压值；
所述门限电压生成模块连接直流电源，用于生成与测试点电压对比的门限电压；
所述电压比较模块连接分压模块和门限电压生成模块，用于比较测试点电压和门限电压，确定射频继电器的工作状态；
所述处理模块连接电压比较模块，用于根据射频继电器的工作状态，输出继电器重置信号；
所述继电器控制模块连接处理模块，用于根据继电器重置信号，对继电器进行重置操作。
基于上述装置的射频继电器在线检测方法，包括如下步骤：
步骤1、处理模块接收外部输入的通道切换信号，控制继电器控制模块对射频继电器进行切换控制，使射频继电器公共端与相应的射频选通支路连通；
步骤2、待射频继电器切换稳定后，电压比较模块比较相应射频选通支路的测试点电压和门限电压，确定射频继电器的工作状态，若射频继电器正常，输出正常信号，若射频继电器异常，输出告警信号；
步骤4、处理模块收到告警信号后，通过继电器控制模块对进行射频继电器重置。
本发明与现有技术相比，其显著优点为：本发明能够在射频继电器正常工作的时候，实时在线检测其运行状态，当射频继电器发生异常时，能够对射频继电器重置，如果重置若干次后射频继电器故障依旧存在，能够提供告警信号。
附图说明
图1为本发明射频继电器在线检测方法的流程图。
图2为本发明射频继电器在线检测装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式进一步说明本发明方案。
一种射频继电器在线检测装置，包括射频公共端隔直模块、射频公共端直通模块、射频支路隔直模块、射频支路直通模块、分压模块、门限电压生成模块、直流电源、电压比较模块、处理模块和继电器控制模块，其中
所述射频公共端隔直模块连接射频继电器公共端，用于对射频公共端的射频信号直通，对射频公共端的直流信号开路；
所述射频公共端直通模块连接射频继电器公共端，用于对射频公共端的直流信号直通，对射频公共端的射频信号开路；
所述射频支路隔直模块连接射频继电器支路，用于对射频支路的射频信号直通，对射频支路的直流信号开路；
所述射频支路直通模块连接射频继电器支路，用于对射频支路的直流信号直通，对射频支路的射频信号开路；
所述分压模块连接射频支路直通模块和直流电源，分压模块与射频支路直通模块的连接点为测试点，分压模块用于和射频继电器分压，确定测试点的电压值；
所述门限电压生成模块连接直流电源，用于生成与测试点电压对比的门限电压；
所述电压比较模块连接分压模块和门限电压生成模块，用于比较测试点电压和门限电压，确定射频继电器的工作状态；
所述处理模块连接电压比较模块，用于根据射频继电器的工作状态，输出继电器重置信号；
所述继电器控制模块连接处理模块，用于根据继电器重置信号，对继电器进行重置操作。
所述射频公共端隔直模块为电容，其容值与射频继电器传输所射频信号的频率相关。
所述射频公共端直通模块为电感，其电感值与射频继电器传输所射频信号的频率相关。
所述射频支路隔直模块为电容，其容值与射频继电器传输所射频信号的频率相关。
所述射频支路直通模块为电感，其电感值与射频继电器传输所射频信号的频率相关。
所述分压模块为电阻，电阻与射频支路直通模块的连接点为测试点。
所述门限电压生成模块包括第一分压电阻和第二分压电阻，所述第一分压电阻和第二分压电阻串联，串联支路一端连接直流电源，另一端接地，第一分压电阻和第二分压电阻的连接点处的电压为门限电压。
基于上述装置的射频继电器在线检测方法，包括如下步骤：
步骤1、处理模块接收外部输入的通道切换信号，控制继电器控制模块对射频继电器进行切换控制，使射频继电器公共端与相应的射频选通支路连通；
步骤2、待射频继电器切换稳定后，电压比较模块比较相应射频选通支路的测试点电压和门限电压，确定射频继电器的工作状态，若射频继电器正常，输出正常信号，若射频继电器异常，输出告警信号；
步骤4、处理模块收到告警信号后，通过继电器控制模块对进行射频继电器重置。
还包括步骤5：在重置后，重复步骤1～4进行继电器检测，若重置次数达到设置上限后，依旧检测为故障状态，则输出故障告警信号。
实施例1
本实施例以单刀双掷射频继电器为例，进一步说明本发明方案，实际还可以应用于单刀单掷、单刀多掷射频继电器。
如图2所示，射频继电器在线检测装置包括：处理模块、继电器控制模块、射频公共端、第一射频支路和第二射频支路，其中射频公共端包括隔直电容C3和电感L3，射频继电器RF端通过隔直电容C3连接外接电路，通过电感L3接地；第一射频支路包括隔直电容C1、电感L1、直流电源VCC、直流分压电阻R1、第一分压电阻R11、第二分压电阻R12和第一电压比较模块，射频继电器RF1端通过隔直电容C1连接外接电路，通过电感L1串联直流分压电阻R1连接直流电源VCC，直流电源VCC通过第一分压电阻R11串联第二分压电阻R12接地，其中电感L1与直流分压电阻R1的连接点为测试点，第一分压电阻R11与第二分压电阻R12的连接点为参考点，测试点和参考点第一电压比较模块的输入端连接；第二射频支路包括隔直电容C2、电感L2、直流电源VCC、直流分压电阻R2、第一分压电阻R21、第二分压电阻R22和第二电压比较模块，其电路连接与第一射频支路相同；第一电压比较模块和第二电压比较模块均通过处理模块串联继电器控制模块连接射频继电器的控制端CTRL。
以第一射频支路为例，当射频继电器切换至射频选通支路1时，直流分压电阻R1、电感L1、射频继电器触头以及电感L3之间形成一个直流回路，其测试点的电压值仅由射频继电器触头的接触电阻决定。假设射频继电器的触点接触电阻为Rj，V1为第一射频选通支路的测试点，则测试点电压V1＝VCC*Rj/(R1+Rj)。分压电阻网络R11和R12为V1设定门限电压Vref1，Vref1＝VCC*R12/(R11+R12)。
若射频继电器工作正常，其触点接触电阻Rj≈0，则V1＝VCC*Rj/(R1+Rj)≈0V，电压比较模块输出射频选通支路1正常信号；若射频继电器工作异常，其触点接触电阻Rj很大甚至于开路，V1＝VCC*Rj/(R1+Rj)，远大于0V，当V1超过Vref1时，电压比较模块输出射频选通支路1故障信号。
处理单元根据故障状态通过射频继电器控制电路对其进行重置，然后检测其状态是否恢复正常，如果重置若干次后射频继电器故障依旧存在，则输出故障信号。
检测第二射频支路的原理与检测第一射频支路的原理相同，只需将射频继电器切换至射频选通支路2即可。
Claims (5)
1.一种射频继电器在线检测装置，其特征在于，包括射频公共端隔直模块、射频公共端直通模块、射频支路隔直模块、射频支路直通模块、分压模块、门限电压生成模块、直流电源、电压比较模块、处理模块和继电器控制模块，其中
所述射频公共端隔直模块连接射频继电器公共端，用于对射频公共端的射频信号直通，对射频公共端的直流信号开路；
所述射频公共端直通模块连接射频继电器公共端，用于对射频公共端的直流信号直通，对射频公共端的射频信号开路；
所述射频支路隔直模块连接射频继电器支路，用于对射频支路的射频信号直通，对射频支路的直流信号开路；
所述射频支路直通模块连接射频继电器支路，用于对射频支路的直流信号直通，对射频支路的射频信号开路；
所述分压模块连接射频支路直通模块和直流电源，分压模块与射频支路直通模块的连接点为测试点，分压模块用于和射频继电器分压，确定测试点的电压值；
所述门限电压生成模块连接直流电源，用于生成与测试点电压对比的门限电压；
所述电压比较模块连接分压模块和门限电压生成模块，用于比较测试点电压和门限电压，确定射频继电器的工作状态；
所述处理模块连接电压比较模块，用于根据射频继电器的工作状态，输出继电器重置信号；
所述继电器控制模块连接处理模块，用于根据继电器重置信号，对继电器进行重置操作；
所述射频公共端隔直模块为电容，其容值与射频继电器传输所射频信号的频率相关；
所述射频公共端直通模块为电感，其电感值与射频继电器传输所射频信号的频率相关；
所述射频支路隔直模块为电容，其容值与射频继电器传输所射频信号的频率相关；
所述射频支路直通模块为电感，其电感值与射频继电器传输所射频信号的频率相关。
2.据权利要求1所述的射频继电器在线检测装置，其特征在于，所述分压模块为电阻，电阻与射频支路直通模块的连接点为测试点。
3.据权利要求1所述的射频继电器在线检测装置，其特征在于，所述门限电压生成模块包括第一分压电阻和第二分压电阻，所述第一分压电阻和第二分压电阻串联，串联支路一端连接直流电源，另一端接地，第一分压电阻和第二分压电阻的连接点处的电压为门限电压。
4.基于权利要求1-3任意一项所述装置的射频继电器在线检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、处理模块接收外部输入的通道切换信号，控制继电器控制模块对射频继电器进行切换控制，使射频继电器公共端与相应的射频选通支路连通；
步骤2、待射频继电器切换稳定后，电压比较模块比较相应射频选通支路的测试点电压和门限电压，确定射频继电器的工作状态，若射频继电器正常，输出正常信号，若射频继电器异常，输出告警信号；
步骤4、处理模块收到告警信号后，通过继电器控制模块对进行射频继电器重置。
5.根据权利要求4所述的射频继电器在线检测方法，其特征在于，还包括如下步骤：在重置后，重复步骤1~4进行继电器检测，若重置次数达到设置上限后，依旧检测为故障状态，则输出故障告警信号。
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