CN204928842U - 射频信号强度侦测装置 - Google Patents

Abstract

一种射频信号强度侦测装置，适用于侦测及显示由一个天线所接收到的一笔射频信号强度，并包含一个侦测单元、一个运算单元，及一个显示单元。该侦测单元包括一个与该天线连接的输入端口、一个带通滤波器、一个放大器，及一个射频对数检波器。该射频信号经该天线与该侦测单元后，输出一笔相关于该射频信号功率大小的检波电压信号。该运算单元接收该检波电压信号，并根据该侦测单元内的参数进行运算，以输出一笔相关于该运算结果的强度信号。该显示单元电连接该运算单元，且用于接收并根据该强度信号，以对应显示出该射频信号的强度信息，让用户能直观地探知该天线目前所接收的信号强度以获得该天线的最佳收讯配置，增加调整过程中的可靠度与便利性。

Description

射频信号强度侦测装置

技术领域

本实用新型涉及一种侦测装置，特别是涉及一种射频信号强度侦测装置。

背景技术

2012年，中国台湾政府大力推广无线电视数字化，不仅将无线电视的模拟信号关闭，而且全面地转换成数字化信号。民众只需完成天线的安装，即能通过天线接收无线电视讯号到影音装置，就能观看15至20台免付收视费的高画质电视节目。

但是，由于高频讯号容易受到地形或建筑物的阻挡，或因为讯号反射产生多重路径干扰，而影响到讯号质量。因此，天线经常设置于室外，且高度较高的位置，以获得较佳的讯号接收质量；然而，却也造成天线与影音装置分处于不同楼层或相隔甚远，而让使用者难以立即地确认天线的摆置是否已获得最佳的讯号质量。

针对上述问题，目前常见的解决方式有两种：一种是借由一个人观看影音装置上呈现的讯号清晰度，并告知摆设调整天线的另一个人目前收讯的情况，以作为调整结果的根据，并不断地尝试找到最合适的摆设位置与收讯方位。此方式不仅调整过程冗长，相当耗费人力及时间，而且采用个人主观上的判断比较，使调整结果的优劣性难以标准化。另一种则是通过一个能侦测射频信号强度的仪器，进行客观的量测数据回馈，以协助用户调整天线。然而，该仪器是独立地侦测空间中的射频信号，再以所测得的讯号强度，来对应模拟天线的接收情况。不仅与天线实际接收效能有落差，而且难以更精确地调整天线接收方向或摆置姿态。另外，该仪器常用数值指示所接收讯号的强度。一般而言，所显示的数值越大越好；但是，过强的讯号可能会产生信号过载(Overload)，而让影音装置显现出影像失真的问题。此时，对于非通讯相关领域的用户来说，要查阅相关数据，或是寻求专业人士的协助，才能得知合适的数值范围。所以，对于借由该仪器来协助用户进行天线架设的过程，其可靠度与便利性还有值得提升的地方。

发明内容

本实用新型目的在于提供一种能直接由天线所接收的信号进行分析，并以量化且更直观的方式，指示用户确认及调整天线接收效能，而提高摆设过程的可靠度与便利性的射频信号强度侦测装置。

本实用新型射频信号强度侦测装置适用连接于一个天线，并包含一个侦测单元、一个运算单元，及一个显示单元。该天线接收一笔射频信号，并输出一笔相关于该射频信号的天线信号。

该侦测单元包括一个与该天线连接的输入端口、一个带通滤波器(BandPassFilter，BPF)、一个放大器，及一个射频对数检波器。其中，该带通滤波器通过该输入端口接收该天线信号，且从中撷取一笔特定频带内的信号，以输出一笔相关于该撷取结果的滤波信号至该放大器，使该放大器根据一笔增益值调整该滤波信号振幅增益，而输出一笔相关于该调整结果的增益信号至该射频对数检波器。该射频对数检波器根据一个转换斜率将该增益信号的功率转换成一笔检波电压信号。

该运算单元电连接该侦测单元，并接收该检波电压信号，且根据该增益值、该转换斜率进行运算，以输出一笔相关于该运算结果的强度信号。

该显示单元电连接该运算单元，且用于接收并根据该强度信号，以对应显示出该射频信号的强度信息。

较佳地，该转换斜率为输出检波电压与输入信号功率的比值，且该比值介于-22mV/dB至-66mV/dB之间。

较佳地，该射频对数检波器具有两个相串联的电阻。该转换斜率相关于所述电阻间的电压。

较佳地，该射频信号强度侦测装置还包含一个电连接一个电力源的开关。该电力源配合该开关的导通，以分别形成对该侦测单元、该运算单元，及该显示单元供电的回路。

较佳地，该特定频带为470MHz至700MHz。

较佳地，该放大器为低杂讯放大器(LowNoiseAmplifier，LNA)。

较佳地，该显示单元具有多个发光二极管。

本实用新型的有益效果在于：借由该显示单元来对应显示出该天线所接收到该射频信号的强度。让用户能直观地探知该天线目前所接收的信号强度，进而调整该天线的位置及摆置方向，以获得该天线的最佳收讯配置，并增加调整过程中的可靠度与便利性。

附图说明

本实用新型的其他的特征及功效，将于参照图式的实施方式中清楚地呈现，其中：

图1是一个示意图，说明本实用新型射频信号强度侦测装置的一个实施例；

图2是一个信号流程图，说明该实施例中的信号传递流程；

图3是一个电路图，说明该实施例中的一个侦测单元的电路组件配置。

具体实施方式

参阅图1与图2，本实用新型射频信号强度侦测装置的一个连接于一个天线600的实施例，包含一个侦测单元100、一个运算单元200、一个显示单元300、一个开关400，及一个电力源500。其中，该天线600用于接收一笔射频信号，并输出一笔相关于该射频信号的天线信号。

配合参阅图3，该侦测单元100包括一个与该天线600连接的输入端口110、一个带通滤波器(BandPassFilter，BPF)120、一个放大器130，及一个射频对数检波器140。其中，该射频对数检波器140具有两个相串联的电阻141。在本实施例中，该放大器130为低杂讯放大器(LowNoiseAmplifier，LNA)。

参阅图1，该显示单元300包括多个能产生不同色光的发光器310，及多组依所述发光器310所发出的色光分组的强度显示组320。在本实施例中，所述发光器310为发光二极管(Light-EmittingDiode，LED)；并且，所述强度显示组320的数量为三组。

参阅图1与图2，该开关400电连接该电力源500，而使该电力源500能配合该开关400的导通，以分别形成对该侦测单元100、该运算单元200，及该显示单元300供电的回路。要说明的是，在图3的电路中，该电力源500通过所述回路，而分别对该放大器130与该射频对数检波器140施加一个直流电源Vcc。所述直流电源Vcc的电压并不一定相同，而是依照其电路需求进行分压及增压。

借此，参阅图1与图2，该带通滤波器120通过该输入端口110而与该天线600电连接，并接收该天线信号，且从中撷取一笔特定频带内的信号，以输出一笔相关于该撷取结果的滤波信号至该放大器130。在本实施例中，该特定频带设定为470MHz至700MHz，属于一般数字电视信号的频带。其中，该带通滤波器120电路组成如图3所示，为使用LC(电感—电容)电路进行滤波。接着，该放大器130根据一笔增益值调整该滤波信号振幅增益，而输出一笔相关于该调整结果的增益信号。值得一提的是，对于该放大器130的性能要求有噪声指数(NoiseFactor)低、增益值高，及能与其输入端电路进行阻抗匹配(ImpedanceMatching)。其中，降低噪声指数与提高增益值都能使整体电路的噪声指数降低，即可以接收强度更低的信号，同时提高接收信号的敏感度。

接着，该射频对数检波器140根据一个转换斜率将该增益信号的功率转换成一笔检波电压信号。在本实施例中，该射频对数检波器140是采用一个检波集成电路进行实作。所以，根据该检波集成电路的数据表(Datasheet)，该转换斜率不仅为负值—-22mV/dB，而且与其第四脚位的电压有着正比关系。因此，如图3所示，所述电阻141连结于该检波集成电路的第四脚位与第五脚位之间，而借由分别调整所述电阻141的电阻值，使该转换斜率介于-22mV/dB至-66mV/dB之间。此外，该转换斜率也关系着信号强度的判读灵敏度，以及信号功率的量测范围。更进一步说明，对于相同的该检波电压信号电压变化区间而言，当转换斜率的绝对值愈小，所对应的该增益信号功率的量测范围愈大，但也降低对该检波电压信号的变化灵敏度；相反地，则使得量测范围愈小，变化灵敏度愈高。实务上，可以根据该天线600的接收性能，来调整该转换斜率。若接收性能愈高，表示该增益信号的功率变化明显，则该转换斜率的绝对值可以愈小；相反地，该转换斜率的绝对值要愈大。

值得一提的是，由于该天线信号属于高频信号，容易因为电路组件之间的阻抗(ElectricalImpedance)不匹配，而发生信号回弹现象。因此，对于该侦测单元100内的该带通滤波器120、该放大器130，及该射频对数检波器140等电路之间，都必须进行阻抗匹配。所以，如图3所示，揭露包含如电阻R、电容C，及电感L等多数被动组件的链接关系和其阻抗值，以达到上述电路之间的阻抗匹配。另外，也能采用离散组件，或整合在印刷电路板(PrintedCircuitBoard，PCB)中的电子组件等方式来调整电路之间的连接阻抗。同时，一般设计实务上，也会使用史密斯表(SmithChart)等工具编程协助该连接阻抗的阻抗值的计算。

最后，由该运算单元200接收该检波电压信号，并根据该增益值、该转换斜率进行运算，以输出一笔相关于该运算结果的强度信号至该显示单元300，而对应地显示出该射频信号的强度信息。要说明的是，该显示单元300是以对应的发光器310数目及其色光，来指示用户该天线600目前所接收到该射频信号的强度优劣，而非以数值显示，借此提供一种更直观的显示方式。在本实施例中，其中一组强度显示组320内的发光器310数目为一个，并且发出红色光，而用来指示该强度信号已经大于一笔上限值；其中另一组强度显示组320内的发光器310数目也为一个，并且发出黄色光，而用来指示该强度信号小于一笔下限值，或是该强度信号在勉强接受的范围内；其中其它强度显示组320内有三个发光器310，但也能为两个或三个以上，并且发出绿色光，而且以所述发光器310的数目指示介于该上限值与该下限值之间的该强度信号的相对强弱。举例来说，当该天线信号小于37dBμV时，该强度信号使该显示单元300中能发出黄色光的发光器310闪烁黄色光，具有指示信号强度不足之意；若介于37dBμV至49dBμV时，上述发光器310持续发出黄色光，以提醒用户信号强度勉强可以接受，应寻求更好的接收位置及调整该天线600姿态。随着该强度信号提高，而介于49dBμV至80dBμV时，每间隔10dBμV即让一个能发出绿色光的发光器310发光，以量化该天线600所接收到该射频信号的强度。而用较多的发光器310来指示信号强度，是由于在此区间的信号强度已能让影音装置呈现清晰的影像。惟受到天气或信号传输缆线的影响，造成信号强度有所变化。此时，若仅用一个发光器310来表示此区间的信号强度，将让使得该显示单元300的指示不灵敏。最后，若该天线信号大于80dBμV时，表示信号已经过强，而不利影音装置接收，则能发出红色光的发光器310发光，以指示用户该天线600所接收的信号强度过强，应再调整其接收位置或摆置姿态。

综上所述，本实用新型借由所述发光器310显现的数目及其色光，来量化该天线600所接收到该射频信号的强度。让用户能直观地探知该天线600目前所接收的信号强度，进而调整该天线600的位置及摆置方向，以获得该天线600的最佳收讯配置，并增加调整过程中的可靠度与便利性，所以确实能达成本实用新型的目的。

以上所述者，仅为本实用新型的实施例而已，当不能以此限定本实用新型实施的范围，即凡依本实用新型权利要求书及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本实用新型的范围。

Claims (7)

1.一种射频信号强度侦测装置，适用连接于一个天线，该天线接收一笔射频信号，并输出一笔相关于该射频信号的天线信号；其特征在于：该射频信号强度侦测装置包含：

一个侦测单元，包括一个与该天线连接的输入端口、一个带通滤波器、一个放大器，及一个射频对数检波器；其中，该带通滤波器通过该输入端口接收该天线信号，且从中撷取一笔特定频带内的信号，以输出一笔相关于该撷取结果的滤波信号至该放大器，使该放大器根据一笔增益值调整该滤波信号振幅增益，而输出一笔相关于该调整结果的增益信号至该射频对数检波器；该射频对数检波器根据一个转换斜率将该增益信号的功率转换成一笔检波电压信号；

一个运算单元，电连接该侦测单元，该运算单元接收该检波电压信号，并根据该增益值、该转换斜率进行运算，以输出一笔相关于该运算结果的强度信号；及

一个显示单元，电连接该运算单元，且用于接收并根据该强度信号，以对应显示出该射频信号的强度信息。

2.根据权利要求1所述的射频信号强度侦测装置，其特征在于：该转换斜率为输出检波电压与输入信号功率的比值，且该比值介于-22mV/dB至-66mV/dB之间。

3.根据权利要求1所述的射频信号强度侦测装置，其特征在于：该射频对数检波器具有两个相串联的电阻，该转换斜率相关于所述电阻之间的电压。

4.根据权利要求1所述的射频信号强度侦测装置，其特征在于：该射频信号强度侦测装置还包含一个电连接一个电力源的开关，该电力源配合该开关的导通，以分别形成对该侦测单元、该运算单元，及该显示单元供电的回路。

5.根据权利要求1所述的射频信号强度侦测装置，其特征在于：该特定频带为470MHz至700MHz。

6.根据权利要求1所述的射频信号强度侦测装置，其特征在于：该放大器为低杂讯放大器。

7.根据权利要求1所述的射频信号强度侦测装置，其特征在于：该显示单元具有多个发光二极管。