CN113676267B - 一种短波通信系统馈线损坏在线自动定位方法 - Google Patents

一种短波通信系统馈线损坏在线自动定位方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种短波通信系统馈线损坏在线自动定位方法，包括如下步骤：步骤1，通过定向耦合器在线采集正向耦合信号和反向耦合信号：步骤2，分析正向耦合信号和反向耦合信号的中心频率：步骤3，计算每个频率的反向耦合信号和正向耦合信号之间的相位差：步骤4，根据相位差建立方程组求解周期差：步骤5，计算出有效馈线长度，完成损坏位置定位，从而完成损坏位置定位。本发明所公开的定位方法，能在通信系统不停止工作的情况下在线检测馈线损坏，既无需配置专用馈线检测仪器，也无需人工操作，仅仅利用通信系统自身发射的信号就可以实现对馈线损坏位置的精确定位，在实现了在线、及时维护通信系统的同时还节约了人工成本。

Description

一种短波通信系统馈线损坏在线自动定位方法
技术领域
本发明属于短波通信天线领域，特别涉及该领域中的一种短波通信系统馈线损坏在线自动定位方法。
背景技术
短波通信频段在2～30MHz，波长10～150米，由于短波通信波长较长，导致短波天线的体积较大，架设场地较开阔，一般馈线长度可达几十米至上百米。馈线在安装时或安装后，会受机械，化学，自然环境等各种因素影响而损坏，因此如何及时发现馈线损坏，并迅速定位馈线的损坏位置，对整个通信系统的维护至关重要。常规方法需要使用馈线检测仪等设备进行人工检测，非常麻烦，且不能及时发现问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题就是提供一种短波通信系统馈线损坏在线自动定位方法，可以快速、简便、在线发现短波通信系统馈线损坏并对损坏位置进行定位。
本发明采用如下技术方案：
一种短波通信系统馈线损坏在线自动定位方法，其改进之处在于，包括如下步骤：
步骤1，通过定向耦合器，在线采集正向耦合信号和反向耦合信号：
采集接收发射机到馈线的正向耦合信号s(t)positive，馈线到发射机的反向耦合信号s(t)negative；
步骤2，分析正向耦合信号和反向耦合信号的中心频率：
分别计算s(t)positive和s(t)negative的中心频率，当采集到的三组s(t)positive和s(t)negative的中心频率f1,f2,f3满足互不相等时，进行下一步分析；
步骤3，计算每个频率fi，i＝1,2,3的反向耦合信号和正向耦合信号之间的相位差：
接收到的3个频率f1,f2,f3对应的正向耦合信号为
Figure BDA0003199622540000011
反向耦合信号为
Figure BDA0003199622540000021
计算每个频率fi的反向耦合信号和正向耦合信号之间的相位差：
Figure BDA0003199622540000022
步骤4，根据相位差建立方程组，求解频率f1对应的反向耦合信号和正向耦合信号之间的周期差
Figure BDA0003199622540000027
根据
Figure BDA0003199622540000028
的值和fi的频率值，计算频率f1对应的反向耦合信号和正向耦合信号之间的周期差
Figure BDA0003199622540000023
为满足下式的正整数：
Figure BDA0003199622540000024
其中
Figure BDA0003199622540000025
fs为信号采集设备的采样率；
步骤5，计算出有效馈线长度Leffective，完成损坏位置定位：
Figure BDA0003199622540000026
其中VRPV为馈线的相对传播速度，由馈线的参数确定，取值区间为：VRPV∈[0.65～0.85]；
得出有效馈线长度后，有效馈线长度的末梢即是损坏位置，从而完成损坏位置定位。
本发明的有益效果是：
本发明所公开的定位方法，能在通信系统不停止工作的情况下在线检测馈线损坏，既无需配置专用馈线检测仪器，也无需人工操作，仅仅利用通信系统自身发射的信号就可以实现对馈线损坏位置的精确定位，在实现了在线、及时维护通信系统的同时还节约了人工成本。
附图说明
图1是本发明定位方法的流程示意图。
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，以下结合附图和实施例，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。
实施例1，本实施例公开了一种短波通信系统馈线损坏在线自动定位方法，利用通信系统自身发射的信号就可以实现对馈线损坏位置的精确定位。假设馈线损坏位置在50米处，发射机发射的三个频率分别为4.85MHz，7.96MHz，11.38MHz。如图1所示，通过如下步骤完成对馈线损坏位置的定位：
步骤1，通过定向耦合器，在线采集正向耦合信号和反向耦合信号：
采集接收发射机到馈线的正向耦合信号s(t)positive，馈线到发射机的反向耦合信号s(t)negative；
步骤2，分析正向耦合信号和反向耦合信号的中心频率：
分别计算s(t)positive和s(t)negative的中心频率，采集到的三组s(t)positive和s(t)negative的中心频率分别为：f1＝4.85MHz,f2＝7.96MHz,f3＝11.38MHz。f1,f2,f3满足互不相等，可以进行下一步分析；
步骤3，计算每个频率fi，i＝1,2,3的反向耦合信号和正向耦合信号之间的相位差：
接收到的3个频率f1,f2,f3对应的正向耦合信号为
Figure BDA0003199622540000031
反向耦合信号为
Figure BDA0003199622540000032
计算每个频率fi的反向耦合信号和正向耦合信号之间的相位差：
Figure BDA0003199622540000041
得出：
Figure BDA0003199622540000042
步骤4，根据相位差建立方程组，求解频率f1对应的反向耦合信号和正向耦合信号之间的周期差
Figure BDA0003199622540000043
将上述
Figure BDA0003199622540000044
的值和fi的频率值代入下式，建立方程组，计算频率f1对应的反向耦合信号和正向耦合信号之间的周期差
Figure BDA0003199622540000045
为满足下式的正整数：
Figure BDA0003199622540000046
其中
Figure BDA0003199622540000047
fs为信号采集设备的采样率，在本实施例中fs＝92.316MHz，δ＝6.49；
Figure BDA0003199622540000048
的求解值为
Figure BDA0003199622540000049
步骤5，计算出有效馈线长度Leffective，完成损坏位置定位：
Figure BDA00031996225400000410
其中VRPV为馈线的相对传播速度，由馈线的参数确定，取值区间为：VRPV∈[0.65～0.85]；
得出有效馈线长度后，有效馈线长度的末梢即是损坏位置，从而完成损坏位置定位。在本实施例中，VRPV＝0.75，得出Leffective＝51.1米，误差为1.1米。

Claims (1)

1.一种短波通信系统馈线损坏在线自动定位方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，通过定向耦合器，在线采集正向耦合信号和反向耦合信号：
采集接收发射机到馈线的正向耦合信号s(t)positive，馈线到发射机的反向耦合信号s(t)negative；
步骤2，分析正向耦合信号和反向耦合信号的中心频率：
分别计算s(t)positive和s(t)negative的中心频率，当采集到的三组s(t)positive和s(t)negative的中心频率f1,f2,f3满足互不相等时，进行下一步分析；
步骤3，计算每个频率fi，i＝1,2,3的反向耦合信号和正向耦合信号之间的相位差：
接收到的3个频率f1,f2,f3对应的正向耦合信号为
Figure FDA0003199622530000011
反向耦合信号为
Figure FDA0003199622530000012
计算每个频率fi的反向耦合信号和正向耦合信号之间的相位差：
Figure FDA0003199622530000013
步骤4，根据相位差建立方程组，求解频率f1对应的反向耦合信号和正向耦合信号之间的周期差
Figure FDA0003199622530000014
根据
Figure FDA0003199622530000015
的值和fi的频率值，计算频率f1对应的反向耦合信号和正向耦合信号之间的周期差
Figure FDA0003199622530000016
为满足下式的正整数：
Figure FDA0003199622530000021
其中
Figure FDA0003199622530000022
fs为信号采集设备的采样率；
步骤5，计算出有效馈线长度Leffective，完成损坏位置定位：
Figure FDA0003199622530000023
其中VRPV为馈线的相对传播速度，由馈线的参数确定，取值区间为：VRPV∈[0.65～0.85]；
得出有效馈线长度后，有效馈线长度的末梢即是损坏位置，从而完成损坏位置定位。
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