CN109765573A - 一种卫星时间同步设备天馈系统的检测装置与方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种卫星时间同步设备天馈系统的检测装置，主要包括RF选择电路、信号检测电路，馈电检测电路和显控电路，所述RF选择电路输出端与信号检测电路的输入端连接；所述馈电检测电路输入端与检测装置被测天馈输入端连接；所述显控电路分别与RF选择电路、信号检测电路和馈电检测路的数字通信端连接，同时与检测装置对外数据通信接口连接。本发明在保证测量的准确性和可靠性的情况下，实现和操作方法简单，软硬件成本低。

Description

一种卫星时间同步设备天馈系统的检测装置与方法
技术领域
本发明属于卫星导航系统应用技术领域，具体涉及一种卫星时间同步设备天馈系统的检测装置与方法。
背景技术
北斗导航系统与美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧盟伽利略系统并称全球四大卫星导航系统。美国GPS系统应用最广泛，俄罗斯GLONASS、中国北斗卫星导航系统已经投入运行，欧洲“伽利略”导航系统正在建设中。北斗导航系统是中国着眼于国家安全和经济发展需要，自主建设、独立运行的卫星导航系统，是为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务的国家重要空间基础设施。
随着北斗系统建设和服务能力的发展，北斗卫星时间同步设备在通信、电力、金融等领域和国防领域有着广泛和重要的应用。卫星时间同步设备的正常运行，依赖于卫星导航信号的良好接收，即要求：
天线选址时要避开射频干扰，选择良好的信号接收环境：
天线选址的常规方法是采用频谱分析仪，监测天线所处环境的信号频谱，分析是否存在射频干扰，如有干扰则避开，直至选择到合适的位置。一般的频谱分析仪体积大、功耗高，操作复杂，并且价格昂贵。对于工程施工人员而言，这种检测方法及装置成本高且效率低。
天馈系统连接良好，且衰减值与卫星时间同步设备匹配：
通常天馈系统的连接根据卫星时间同步设备中的天线状态来判断，其衰减匹配度通过卫星时间同步设备提供的卫星信号强度判断。首先不是所有的卫星时间同步设备都具备天线状态和卫星信号强度输出功能；其次，这种方法前提是已经完成了天馈系统的搭建，需要在机房检测。不适用工程施工人员。
综上所述，安装卫星时间同步设备天馈系统的工程施工人员，需要一种体积小，成本低，便于操作的天馈系统检测方法与装置。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种卫星时间同步设备天馈系统的检测装置与方法，在保证测量的准确性和可靠性的同时，降低软硬件成本，使之更易于实现和操作。
本发明的技术方案具体为：
一种卫星时间同步设备天馈系统的检测装置，主要包括RF选择电路、信号检测电路，馈电检测电路和显控电路，所述RF选择电路输出端与信号检测电路的输入端连接；所述馈电检测电路输入端与检测装置被测天馈输入端连接；所述显控电路分别与RF选择电路、信号检测电路和馈电检测路的数字通信端连接，同时与测装置对外数据通信接口连接。
进一步，所述RF选择电路，具有两个输入端，分别连接标定的天馈和被测天馈，由显控电路控制，选择其中一路输出至信号检测电路。
进一步，所述信号检测电路包括RF电路、增益控制电路、模数转换电路和干扰检测电路，所述RF电路输出端与增益控制电路输入端连接，模数转换电路输入端与增益控制电路输出端连接，输出端与干扰检测电路连接。
进一步，所述增益控制电路的增益系数受干扰检测电路控制。
进一步，所述模数转换电路的输出位宽不小于10位。
进一步，所述干扰检测电路采用频域技术，基于FPGA和CPU实现。
进一步，所述馈电检测电路通过电流检测芯片实现。
进一步，所述显控电路基于CPU实现。
进一步，所述装置输出的天馈状态信息包括：信号强度，干扰信号状态，被测天馈馈电状态，被测天馈匹配度。
一种卫星时间同步设备天馈系统的检测方法，卫星时间同步设备天馈系统的检测装置与被测天馈连接后启动，显控电路检测到馈电状态和接收环境正常后，复位模拟中频信号增益系数，选择被测天馈作为RF选择电路的输出，根据信号检测电路输出增益参数和信号强度提示天馈是否匹配。
相对于现有技术，本发明的技术效果为，本发明在保证测量的准确性和可靠性的情况下，实现和操作方法简单，软硬件成本低。
附图说明
图1是本发明的装置结构框图。
图2为信号检测电路原理图。
图3为被测天馈检测流程图。
图4为接收环境检测流程图。
具体实施方式
实施例1，如附图1所示，一种卫星时间同步设备天馈系统的检测装置，包括RF选择电路、信号检测电路，馈电检测电路和显控电路。所述RF选择电路输出端与所述信号检测电路的输入端连接；所述馈电检测电路输入端与所述检测装置射频输入端（被测天馈输入）连接；所述显控电路分别与所述RF选择电路、信号检测电路和馈电检测路的数字通信端连接，同时与检测装置对外数据通信接口连接。
所述RF选择电路，具有两个输入端，分别连接标定的天馈和被测天馈，由显控电路控制，选择其中一路输出至信号检测电路。标定的天馈，即性能参数明确的卫星接收天线和衰减值确定的匹配馈线，在良好无干扰的环境下，标定的天馈与信号检测电路匹配。
所述馈电检测电路，检测被测天馈的馈电状态（欠流或过流），并将状态信息发送至显控电路。所述馈电检测电路可通过电流检测芯片实现。
所述显控电路，实现装置内部各个单元的通信，以及装置与用户的信息交互，输出天馈系统检测状态信息，包括：信号强度（载噪比），干扰信号状态，被测天馈馈电状态（欠流，过流，正常），被测天馈匹配度（增益过大、增益过小）。所述显控电路可基于CPU实现。
如附图2所示，所述信号检测电路包括RF电路、增益控制电路（AGC）、模数转换电路（ADC）和干扰检测电路。RF电路输出端与增益控制电路输入端连接，模数转换电路输入端与增益控制电路输出端连接，输出端与干扰检测电路连接；
所述RF电路对接收到的RF信号进行放大和混频，得到模拟中频信号；
所述AGC将模拟中频信号进行放大后输出至ADC，AGC的增益系数受干扰检测电路控制；
所述ADC将模拟中频信号转换为数字中频信号，输出至干扰检测电路，通常ADC分辨率越高，信噪比越高，后端处理效果越好，对应的要求后端处理资源也就越大，基于工程应用的性价比考虑，要求ADC输出位宽不小于10位；
所述干扰检测电路对输入的中频信号进行变换和分析，得到中频信号频谱，通过与无干扰信号时的信号频谱幅值比较，识别出通信频带内的窄带干扰信号特征。从实现的高效性和成熟性考虑，干扰检测电路采用频域技术。电路资源消耗和运算速率要求不高，可基于FPGA和CPU实现，采用一般通信级芯片，成本较低。
实施例2，如附图3所示，一种基于实施例1所述卫星时间同步设备天馈系统的检测装置的卫星时间同步设备天馈系统检测方法，
卫星时间同步设备天馈系统的检测装置与被测天馈连接后启动，显控电路根据馈电检测电路输出的馈电状态，判断天线硬连接是否正常。若馈电状态正常，则可继续进行被测天馈所处的接收环境检测；若馈电异常，如欠流或过流，检测流程中止，显控电路输出告警信息，提示操作人员检查天馈硬连接。
显控电路检测到馈电正常后，如附图4所示，自动选择标定的天馈作为RF选择电路的输出。信号检测电路对输入的RF信号进行干扰信号的检测与分析，输出信号状态，包括信号强度，干扰信号点数等。显控电路根据预设的信号强度和干扰信号点数门限，判断接收环境是否正常。若判定接收环境异常，显控电路输出告警信息；若判定接收环境正常，则继续进行被测天馈的匹配度检测。工程施工人员在进行架设天线时，可根据该检测结果进行天线选址，避开干扰信号。
被测天馈接收环境检测正常后，进行天馈匹配度检测。显控电路首先复位模拟中频信号增益系数，然后选择被测天馈作为RF选择电路的输出。
信号检测电路根据输入的信号强度自动调整增益直至信号强度达到预设门限，并向显控电路输出增益参数和信号强度。若增益系数超出预设门限，显控电路输出告警信息，提示天馈不匹配；若信号强度正常，且增益系数在预设门限内，显控电路提示天馈匹配。至此，完成天馈系统的检测。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种卫星时间同步设备天馈系统的检测装置，其特征在于：主要包括RF选择电路、信号检测电路，馈电检测电路和显控电路，所述RF选择电路输出端与信号检测电路的输入端连接；所述馈电检测电路输入端与检测装置被测天馈输入端连接；所述显控电路分别与RF选择电路、信号检测电路和馈电检测路的数字通信端连接，同时与检测装置对外数据通信接口连接。
2.根据权利要求1所述的一种卫星时间同步设备天馈系统的检测装置，其特征在于：所述RF选择电路，具有两个输入端，分别连接标定的天馈和被测天馈，由显控电路控制，选择其中一路输出至信号检测电路。
3.根据权利要求1所述的一种卫星时间同步设备天馈系统的检测装置，其特征在于：所述信号检测电路包括RF电路、增益控制电路、模数转换电路和干扰检测电路，所述RF电路输出端与增益控制电路输入端连接，模数转换电路输入端与增益控制电路输出端连接，输出端与干扰检测电路连接。
4.根据权利要求3所述的一种卫星时间同步设备天馈系统的检测装置，其特征在于：所述增益控制电路的增益系数受干扰检测电路控制。
5.根据权利要求3所述的一种卫星时间同步设备天馈系统的检测装置，其特征在于：所述模数转换电路的输出位宽不小于10位。
6.根据权利要求3所述的一种卫星时间同步设备天馈系统的检测装置，其特征在于：所述干扰检测电路采用频域技术，基于FPGA和CPU实现。
7.根据权利要求1所述的一种卫星时间同步设备天馈系统的检测装置，其特征在于：所述馈电检测电路通过电流检测芯片实现。
8.根据权利要求1所述的一种卫星时间同步设备天馈系统的检测装置，其特征在于：所述显控电路基于CPU实现。
9.根据权利要求1所述的一种卫星时间同步设备天馈系统的检测装置，其特征在于：所述装置输出的天馈状态信息包括：信号强度，干扰信号状态，被测天馈馈电状态，被测天馈匹配度。
10.一种卫星时间同步设备天馈系统的检测方法，其特征在于：
卫星时间同步设备天馈系统的检测装置与被测天馈连接后启动，显控电路检测到馈电状态和接收环境正常后，复位模拟中频信号增益系数，选择被测天馈作为RF选择电路的输出，根据信号检测电路输出增益参数和信号强度提示天馈是否匹配。
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