CN1204904A - 天线故障检测系统 - Google Patents

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Abstract

一种天线故障检测系统,其包括一组检波器,用以在不同的检测点检测由天线系统的故障点的反射波引起的驻波的电压值,从而获得精确的检测结果。每个检测驻波电压值的检波器与分配器的每个输出连接,分配器与插入发射末级放大器和天线连接器端子之间的循环器的输出连接,并且一路经过λ/4带状线连接用以检测不同连线位置的驻波电压值。因此,能够精确检测由天线故障引起的驻波幅值。

Description

天线故障检测系统
本发明涉及一种无线发射接收装置，特别是涉及一种天线故障检测系统，用以检测与无线发射接收装置连接的天线系统中的故障。
例如，如图5所示的日本特开平6-296168号中所公开的常用天线故障检测系统涉及一种车载电话系统的无线发射接收装置。为了检测天线中的故障，在末级放大器16的输出和天线3之间插入一个循环器17。当在天线中存在故障时，由检波电路21检测来自天线的末级放大器的输出信号的反射波。当该反射波与一个预置参考电压(REF)比较的结果相当时，由控制电路23控制末级放大器16。进一步地，向显示电路给出一个报警信号，通知维修人员存在故障。
另外，如图6所示的日本特开平5-136747号公开了另一种常用天线故障检测系统。在该技术中，在无线发射机1和天线3之间插入一个方向耦合器2。由一个比较电路检测和比较来自无线发射机的传播波和来自天线3的反射波。由此检测反射波的增加并给出一个报警信号。
在用于检测反射波的上述常用天线故障检测系统中，当天线有故障时，检测故障点的反射波。然而，由于在反射点和波源之间产生驻波，反射波的幅度根据检波器的位置而变化，根据检测反射波的检波器的位置该幅度可能最大，也可能最小。因此，在某种情况下不可能精确检测反射波。在这种情况下，就会错误判定天线是否正常。
本发明的目的是提供一种天线故障检测系统，其包括一组在不同的检测点检测由故障点反射波引起的驻波的电压值的检波器，用以获得精确的故障检测结果。
根据本发明的天线故障检测系统包括以下元件：
一个置于发射末级放大器和天线系统之间的循环器，用以将从发射末级放大器至第一输出的输入的发射波输出到天线系统，并输出在天线系统故障点产生的和从第一输出至第二输出回来的反射波；
一个与循环器的第二输出连接的分配器，用以将所述反射波分配至一组输出；
一组分别与所述分配器一一对应连接的检波器，用以在各个不同的检测点检测由所述反射波引起的驻波的电压值；以及
一个接收所述检波器的检测结果的控制电路，用以通过处理接收到的检测结果判定天线系统的故障。
在分配器至每个检波器之间的每条线的连线长度差是被检测的无线信号的波长的1／2n(n为正整数)。
下面参照附图对本发明进一步详细描述。
图1是本发明的一种天线故障检测系统的第一实施例的无线信号发射部分方框图；
图2是本发明的一种天线故障检测系统的第二实施例的无线信号发射部分方框图；
图3是本发明的一种天线故障检测系统的第三实施例的无线信号发射部分方框图；
图4是由天线连接器端子和检波器之间的反射波产生的驻波电压随检波器位置的变化而变化的状态说明图。图4(A)和4(C)给出了当存在在天线连接器端子13反射的一个入射波1和在检波器再次反射的一个反射波2时，在如图4(B)和(D)所示的检测位置A检测的一个驻波的状态。
图5是公开在日本特开平6-296168号中的一种天线故障检测系统的方框图；以及
图6是公开在日本特开平5-136747号中的一种天线故障检测系统的方框图。
下面参照附图详细描述本发明的实施例。
图1是本发明的一种天线故障检测系统用于采用1．9GHz波段的无线通信装置的无线信号发射部分的一个实例的方框图。
发射末级放大器1的输出信号从循环器2经过天线连接器端子13传输到天线3。另一方面，分配器4将循环器2的输出2分成两路。一个输出连接到检波器7，另一个输出经过λ／4带状线5连接到检波器6。(“λ”表示有关无线信号的波长。另外，带状线5的长度可以是波长的1／2，1／8等。)然后，检波器6和7的输出分别传输到控制电路8。
现在考虑天线3中存在故障以及天线连接器端子开路或短路的情况。这时，发射波在天线连接器端子被反射，并且产生一个反射波。由循环器2将该反射波传输到输出2，以这种方式该反射波不回到放大器1。这里，如果在反射点(天线连接器端子)和检波器7之间连线的阻抗与天线或电路的阻抗(如50欧姆)匹配，则在该连线中不存在驻波。当检测循环器2的输出时，就没有问题。然而，由于天线端子开路或短路，那么阻抗就高于或低于电路阻抗。循环器2和检波器7之间的电路阻抗就会偏离50欧姆。因此，循环器2的输出在检波器7的点被反射。由于这种原因，由天线连接器端子13反射回来的波和由检波器7再次反射回来的波增强。结果，产生驻波。
图4(A)-4(D)给出了这种情况。当存在天线连接器端子13反射的入射波1和检波器再次反射的反射波2时，那么在如图4(B)和4(D)所示的检测位置A检测存在的驻波。当在图4(B)所示位置检测驻波时，检波电压高，而在图4(D)所示检波位置时，检波电压低。
然后，从发射波的天线连接器端子来的反射波被分成两路，并在相应天线连接器端子(或循环器2)的不同位置进行检测。不论在哪个检波位置都能获得高检波电压。特别是，分配器4将循环器2的输出分成两路输出。一路输出由检波器7检测。检波结果被传输到控制电路8。另一输出通过λ／4带状线5传输并由检波器6进行检测。检波结果被传输到控制电路8。在该构成中，例如，即使如图4(D)所示由于驻波检测位置是最小位置，检波器7检测到低幅度，如图4(B)所示由于驻波检测位置是最大位置，检波器6的检波位置不同并检测到大幅度。
在控制电路8中，将检波器6和7的检波电压进行放大、叠加和平均，能够避免反射电压的偏移影响。在控制电路8中，将模拟信号转换成数字信号并进行数字处理。另一方面，也可以采用比较器或类似器件以模拟方式构成该控制电路。
图2是本发明第二实施例的无线信号发射部分的方框图。在图2中，由一个三-分配器4将循环器2的输出2分成三路。一路输出传输到检波器7。另一路输出通过λ／4带状线5连接到检波器6，而分配器4到检波器6的距离大于分配器4到检波器7的距离。余下的另一个输出通过λ／8带状线15连接到检波器6，而分配器4到检波器16的距离大于分配器4到检波器7的距离。另外，带状线5或15的长度为波长的1／2，1／4，1／8等。进一步地，带状线5和15的长度相互不同。
检波器6、7和16的输出被分别传输到控制电路8。在该实施例中，增加一个检波电路，这意味着在三个不同的检测点检测驻波的电压值，因此获得更精确的检测结果。
图3是本发明第三实施例的无线信号发射部分的方框图。在图3中，发射末级放大器1的输出经过循环器2和方向耦合器12与天线连接器端子13连接。循环器2的输出2与检波器7连接。方向耦合器12的一个输出与一个电路阻抗(终端部件)端接，另一个输出与检波电路17连接。
来自循环器的反射波分支输出或来自循环器以及在发射末级放大器和天线端子之间插入的方向耦合器的反射波分支输出由以一预定关系放置的一组检波器进行检测。利用一组检波器的输出，无论驻波是否存在，都能精确地检测出天线系统中的故障。
虽然参照附图通过最佳实施例描述了本发明，但是对于本领域的普通技术人员来说各种变换和修改是显而易见。因此，除非这些变换和修改超出本发明的范围，它们都将被认为包含在本发明的范围之中。

Claims (6)

1．一种检测由天线系统故障点产生的反射波引起的驻波的天线故障检测系统，其特征是包括：
一组检波器，其中的每一个在相互不同的检测点检测所述驻波的电压值；以及
一个与所述检波器连接的控制电路，用以接收每个检波器的输出，通过处理所述检波结果判定所述天线系统的故障。
2．一种检测由天线系统故障点产生的反射波引起的驻波的天线故障检测系统，其特征是包括：
置于发射末级放大器和天线系统之间的分配装置，用以分配用于检测的所述反射波的输出；
一组检波器，其分别用不同长度的连线与各自的所述分配装置连接，用以在相互不同的检测点检测所述驻波的电压值；以及
一个与所述检波器连接的控制电路，用以接收每个检波器的输出，通过处理所述检波结果判定所述天线系统的故障。
3．根据权利要求2所述的天线故障检测系统，其特征是所述分配装置将所述反射波分成两路，从所述分配装置至每个检波器的连线长度差为被检测的无线电信号的波长的1／2n(n为正整数)。
4．根据权利要求2所述的天线故障检测系统，其特征是所述分配装置将所述反射波分成三路，从所述分配装置至每个检波器的各个连线长度差为被检测的无线信号的波长的1／2n(n为正整数)。
5．一种天线故障检测系统，其特征是包括：
一个置于发射末级放大器和天线系统之间的循环器，用以将从所述发射末级放大器至第一输出的输入发射波输出到所述天线系统，并输出在所述天线系统故障点产生的和从第一输出至第二输出回来的反射波；
一个与所述循环器的所述第二输出连接的分配器，用以将所述反射波分配至一组输出；
一组分别与所述分配器一一对应连接的检波器，用以在各个不同的检测点检测由所述反射波引起的驻波的电压值；以及
一个输入所述检波器的检测结果的控制电路，用以通过处理所述检测结果判定所述天线系统的故障。
6．根据权利要求5所述的天线故障检测系统，其特征是在所述分配器至每个检波器之间的每条线的连线长度差是被检测的无线信号的波长的1／2n(n为正整数)。
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