CN205792605U - 一种天线驻波检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种天线驻波检测装置，包括检测系统及其外接的校准系统，所述检测系统包括功放输出匹配单元，所述功放输出匹配单元的两端分别连接前向信号发射单元和前向功率采集单元，所述前向功率采集单元的输出端分别连接功率检测单元和环形器的端口1，所述环形器的端口2连接天线选择及匹配单元，所述环形器的端口3连接功率检测单元，所述功率检测单元连接驻波告警单元。本实用新型所述的天线驻波检测装置，利用环形器代替定向耦合器，避免了反向信号的耦合度衰减，提高了系统灵敏度和隔离精度，降低了成本，由于环形器的单向传输特性，即保护了功放免受大功率反射信号的损坏，又降低了由于天线驻波比的恶化导致的信号反射造成功放自激的风险。
Description
技术领域
本实用新型属于通信技术领域，尤其是涉及一种天线驻波检测装置。
背景技术
目前的无线射频识别(RFID)行业发展非常快，在交通、物流、监控的多个领域都开始有广泛的应用。RFID系统由阅读器、阅读器天线和标签组成。阅读器发射信号给标签，标签再反射信号给阅读器天线，形成一个完整的通信链路。监测天线的驻波可以帮助维护人员了解设备发射链路(功放，天线切换网络，匹配网络，馈线，天线等)的工作情况，及时发现设备故障。
通常使用定向耦合器的方式检测天线的驻波比，即使用定向耦合器的耦合端及隔离端分别采集发射功率及反射功率，但由于天线负载的变化会导致采集的偏差，该方案对定向耦合器的方向性有较高要求。加之系统的反向信号要经过定向耦合器的耦合度的衰减，恶化了反向链路的噪声系数，降低了系统的灵敏度。
发明内容
有鉴于此，本实用新型旨在提出一种天线驻波检测装置，以提供一种信号衰减度低、隔离精度和灵敏度高，并具有功放保护和实时驻波告警功能的低成本天线驻波检测装置。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种天线驻波检测装置，包括检测系统及其外接的校准系统，所述检测系统包括前向信号发射单元、功放输出匹配单元、前向功率采集单元、环形器、功率检测单元、驻波告警单元、天线选择及匹配单元，所述功放输出匹配单元的两端分别连接所述前向信号发射单元的输出端和所述前向功率采集单元的输入端，所述前向功率采集单元的输出端分别连接所述功率检测单元的输入端和所述环形器的端口1，所述环形器的端口2连接所述天线选择及匹配单元，所述环形器的端口3连接所述功率检测单元的输入端，所述功率检测单元的输出端连接所述驻波告警单元。
进一步的，所述前向信号发射单元包括依次信号连接的PLL、调制器、推动放大器和功率放大器。
进一步的，所述前向功率采集单元包括耦合器，所述耦合器为微带线耦合器。
进一步的，所述功率检测单元包括依次电连接的功率电阻、电阻采样网络、π形衰减网络、匹配网络和功率检测IC。
进一步的，所述天线选择及匹配单元包括信号连接的天线选择单元、天线匹配单元和若干天线口。
相对于现有技术，本实用新型所述的天线驻波检测装置具有以下优势：
(1)本实用新型所述的天线驻波检测装置，利用环形器代替定向耦合器，避免了反向信号的耦合度衰减，提高了系统灵敏度和隔离精度，降低了成本，由于环形器的单向传输特性，即保护了功放免受大功率反射信号的损坏，又降低了由于天线驻波比的恶化导致的信号反射造成功放自激的风险。
(2)本实用新型所述的天线驻波检测装置，无需定期检测驻波，功率检测单元实时对前反向功率进行检测，输出相应的模拟电压，经过比较器按照预设的门限比较得出天线实时的驻波水平是否超标，能够及时切断功放电源并告警，以便维护人员及时处理。
(3)本实用新型所述的天线驻波检测装置，电路简单，实用性强，降低了链路插入损耗，更具经济性。
附图说明
构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1为本实用新型实施例所述的天线驻波检测装置框图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
一种天线驻波检测装置，如图1所示，包括检测系统及其外接的校准系统，所述检测系统包括前向信号发射单元、功放输出匹配单元、前向功率采集单元、环形器、功率检测单元、驻波告警单元、天线选择及匹配单元，所述功放输出匹配单元的两端分别连接所述前向信号发射单元的输出端和所述前向功率采集单元的输入端，所述前向功率采集单元的输出端分别连接所述功率检测单元的输入端和所述环形器的端口1，所述环形器的端口2连接所述天线选择及匹配单元，所述环形器的端口3连接所述功率检测单元的输入端，所述功率检测单元的输出端连接所述驻波告警单元。
所述前向信号发射单元包括依次信号连接的PLL、调制器、推动放大器和功率放大器。
所述前向功率采集单元包括耦合器，所述耦合器为微带线耦合器。
所述功率检测单元包括依次电连接的功率电阻、电阻采样网络、π形衰减网络、匹配网络和功率检测IC。
所述天线选择及匹配单元包括信号连接的天线选择单元、天线匹配单元和若干天线口。
所述前向信号发射单元主要负责提供检测驻波时所需的单音信号，单音信号由PLL产生，通过调制器，推动级放大器及功率放大器实现前向信号的产生，其中所述调制器可实现单音和基带调制信号的产生，并可通过调节基带信号的幅值实现前向功率的控制。
所述功放输出匹配单元调试时以最大功率传输为基本原则。
所述前向功率采集单元的主要功能是对系统前向发射功率的检测，由于前向功率采集单元位于所述环形器前端，可以避免对定向耦合器隔离度的依赖，减少了天线驻波变化对定向耦合器的影响，使得前向功率的检测更加精准；同时对天线口的反射形成了一定隔离，使此处功放与环形器之间的反射受天线口驻波变化的影响较小，前向功率采集单元受到的反射的泄露可维持在较小范围内，且该误差可在系统校准时进行补偿。而此处选择的成本很低的微带线耦合器，不但这降低了系统对器件的要求和调试难度，也节约了成本。
所述环形器的端口1输入前向信号，端口2输出，极低的插入损耗保证了功放功率更多的通过天线发射出去，一旦天线端口因人为或故障因素导致开路或短路，环形器的单向特性可以避免功放损坏；标签应答的反向信号通过天线选择及匹配单元由环形器端口2输入，端口3输出，此处由环形器替代定向耦合器采集反向信号或天线反射功率，避免了反向信号的衰减，降低了信号的插入损耗，提升了系统的灵敏度。
所述天线选择及匹配单元负责在阅读器工作时切换不同的天线口，从而实现多通道工作的功能和对不同天线口的驻波检测。
一种天线驻波检测装置的工作原理为：
前向发射链路：如图1所示，前向信号发射单元提供的单音信号，经过功放输出匹配单元实现与后级的匹配并进入前向功率采集单元，前向功率采集单元中的微带线耦合器取出部分前向功率信号输入到功率检测单元，采样到的前向功率信号经过π形衰减网络及匹配网络输入到功率检测IC中，功率检测IC根据输入功率得到相应的模拟电压；前向功率信号继续经过简单的匹配输入到环形器的1端口，并从端口2输出，环形器端口2输出前向功率信号到天线选择及匹配单元，天线匹配单元将环形器端口2与天线选择单元进行良好匹配，保证了环形器更高的隔离度，提供了更宽的驻波检测范围，此时，检测系统发射前向功率信号并采集功率信息。
反向接收链路：如图1所示，反向信号经过天线选择单元，输入到环形器的2端口，根据环形器的单向特性，反向信号由环形器的端口3输出，进入到功率检测单元，外接功率电阻吸收可能的大功率反向信号，电阻采样网络对反向功率进行提取，同样经过π形衰减网络及匹配网络输入到功率检测IC中，功率检测IC根据输入功率信号得到相应的模拟电压。
功率检测单元实时向驻波告警单元输出前向及反向功率对应的电压信号，驻波告警单元根据电压与功率的对应关系，预设合理的比较阈值，使用比较器实现实时监测驻波是否超标，出现异常及时告警。
将检测系统与外部的校准系统连接，检测系统通过不断改变调制器基带信号的幅值，调整输出功率到指定的功率，记录此时前向功率对应的检波电压信息，然后通过插值方式形成完整的对应关系，实现对输出功率的精确检测；然后再使用校准系统提供精准的功率输入，采用同样的方式记录反向功率信息，实现对反向功率的精确检测，通过前反向功率的对应关系，实现对驻波的检测。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种天线驻波检测装置，其特征在于：包括检测系统及其外接的校准系统，所述检测系统包括前向信号发射单元、功放输出匹配单元、前向功率采集单元、环形器、功率检测单元、驻波告警单元、天线选择及匹配单元，
所述功放输出匹配单元的两端分别连接所述前向信号发射单元的输出端和所述前向功率采集单元的输入端，所述前向功率采集单元的输出端分别连接所述功率检测单元的输入端和所述环形器的端口1，所述环形器的端口2连接所述天线选择及匹配单元，所述环形器的端口3连接所述功率检测单元的输入端，所述功率检测单元的输出端连接所述驻波告警单元。
2.根据权利要求1所述的一种天线驻波检测装置，其特征在于：所述前向信号发射单元包括依次信号连接的PLL、调制器、推动放大器和功率放大器。
3.根据权利要求1所述的一种天线驻波检测装置，其特征在于：所述前向功率采集单元包括耦合器，所述耦合器为微带线耦合器。
4.根据权利要求1所述的一种天线驻波检测装置，其特征在于：所述功率检测单元包括依次电连接的功率电阻、电阻采样网络、π形衰减网络、匹配网络和功率检测IC。
5.根据权利要求1所述的一种天线驻波检测装置，其特征在于：所述天线选择及匹配单元包括信号连接的天线选择单元、天线匹配单元和若干天线口。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201620510653.9U CN205792605U (zh) | 2016-05-30 | 2016-05-30 | 一种天线驻波检测装置 |
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| CN201620510653.9U CN205792605U (zh) | 2016-05-30 | 2016-05-30 | 一种天线驻波检测装置 |
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| CN201620510653.9U Active CN205792605U (zh) | 2016-05-30 | 2016-05-30 | 一种天线驻波检测装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107729783A (zh) * | 2017-10-26 | 2018-02-23 | 成都九洲电子信息系统股份有限公司 | 一种超高频rfid读写器天线端口检测系统 |
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2016
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| CN107729783A (zh) * | 2017-10-26 | 2018-02-23 | 成都九洲电子信息系统股份有限公司 | 一种超高频rfid读写器天线端口检测系统 |
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