CN210181786U - 一种北斗电力计量通信天线的开关控制电路 - Google Patents
一种北斗电力计量通信天线的开关控制电路 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种北斗电力计量通信天线的开关控制电路，它包括：北斗远程通信模块，北斗远程通信模块与北斗电力计量通信终端导线连接，北斗远程通信模块与自动开关控制模块导线连接；自动开关控制模块与天线导线连接；解决了现有技术在电力计量中采用的北斗电力计量通信终端与模块连接的天线在发射瞬间的功耗较大，过大的天线负载电流对电力计量终端存在影响和损坏等技术问题。
Description
技术领域
本实用新型属于电力计量技术领域，尤其涉及一种北斗电力计量通信天线的开关控制电路及控制方法。
背景技术
在公网能够覆盖的地方，电力系统计量数据通信主要采用的是2G/3G/4G无线公网通信方式，通过插接在电力计量终端（低压集中器、负控终端等）上的远程通信模块实现。北斗短报文技术在电力计量领域的应用，则解决了偏于地区、山区等公网无法覆盖区域的电力抄表问题，带来了较大的经济效益和社会效益。但是，因为北斗短报文通信终端在通信瞬间的耗电量非常大，所以终端的供电方式是一个比较难以处理的技术问题。早期的北斗电力计量通信终端（蘑菇头形式）主要直接或者间接地采用220V交流电源，这样就必然存在220V交直流转换等电路，因此通信终端的尺寸就比较大且耗电量比较大；最致命的是终端的取电方式对于电力系统来讲存在着安全隐患。
如果将蘑菇头形式的北斗电力计量通信终端压缩成跟插接在电力计量终端上的远程通信模块一致，这就解决了现有北斗通信终端尺寸大、功耗大以及影响电力安全的弊端。但是电力计量终端输出给远程通信模块的电源功率有限，正常情况下的输出电流约500mA，而与模块连接的天线在发射瞬间的功耗较大，过大的天线负载电流对电力计量终端存在影响和损坏。
实用新型内容：
本实用新型要解决的技术问题：提供一种北斗电力计量通信天线的开关控制电路，以解决现有技术在电力计量中采用的北斗电力计量通信终端与模块连接的天线在发射瞬间的功耗较大，过大的天线负载电流对电力计量终端存在影响和损坏等技术问题。
本实用新型技术方案：
一种北斗电力计量通信天线的开关控制电路，它包括：北斗远程通信模块，北斗远程通信模块与北斗电力计量通信终端导线连接，其特征在于：北斗远程通信模块与自动开关控制模块导线连接；自动开关控制模块与天线导线连接。
所述北斗远程通信模块与自动开关控制模块通过同轴电缆连接。
自动开关控制模块包括RF与DC分离单元，RF与DC分离单元输入端与北斗远程通信模块输出端连接；RF与DC分离单元输出端与滤波单元输入端连接；滤波单元输出端分别与功率放大单元输入端和场强检测单元输入端连接；场强检测单元输出端与门限比较单元输入端连接；门限比较单元输出端与功放开关控制单元输入端连接；功率放大单元输出端与天线连接。
RF与DC分离单元包括扼流电感L3、电容C23、电容C27、电容C28和电容C30；电容C23、电容C27、电容C28和电容C30并联后与扼流电感L3串联连接。
滤波单元采用滤波器NDF9219，滤波器NDF9219输出端与电容C17串联，通过电容C17将射频信号送至功率放大单元和场强检测单元。
场强检测单元为射频功率检测控制芯片AD8314。
门限比较单元为比较器LM111D。
功放开关控制单元包括晶体管MMBT2222A和场效应管SI2399DS；晶体管MMBT2222A与场效应管SI2399DS连接。
功率放大单元包括射频放大器PMA-5452+；射频放大器PMA-5452+与LXK6618连接。
本实用新型有益效果：
本实用新型通过设置自动开关控制模块使得天线能够自动实现开关控制，自动开关控制模块作用是将来自于北斗远程通信模块的射频信号分离出来，通过放大、滤波后进行场强检测，并将检测到射频信号功率映射为一个门限检测电平，同时比较门限检测电平和已经设定的门限电平，若超过设定的门限电平，则通过功放开关控制单元使功率放大单元工作，完成信号的发射；反之，功率放大单元处于关闭状态；各单元依次排列，不能颠倒；本实用新型有利于降低天线对北斗远程通信模块和电力计量终端的功率负荷，不仅实现了电力计量系统的低功耗设计，而且能够防止非开关控制下瞬态发射功耗对北斗远程通信模块的损害；解决了现有技术在电力计量中采用的北斗电力计量通信终端与模块连接的天线在发射瞬间的功耗较大，过大的天线负载电流对电力计量终端存在影响和损坏等技术问题。
附图说明：
图1为本实用新型结构示意图。
具体实施方式
本实用新型的实现原理：虽然现有技术将北斗计量通信终端设计成符合电力终端远程通信接口标准的北斗计量通信模块，但是在北斗信号发射瞬间仍存在着较大的瞬态功耗；由于标准的电力计量终端只能连续输出功率较小的直流电源，因此必须确保北斗天线只有在发射瞬间才能打开，进而保证标准电力计量终端的正常工作。
一种北斗电力计量通信天线的开关控制电路（见图1），它包括：北斗远程通信模块，北斗远程通信模块与北斗电力计量通信终端导线连接，北斗远程通信模块与自动开关控制模块导线连接；自动开关控制模块与天线导线连接。
所述北斗远程通信模块与自动开关控制模块通过同轴电缆连接；电力计量终端（低压集中器、负控终端等）上的北斗远程通信模块的输出电源和射频RF信号通过一根同轴电缆与自动开关控制模块连接，记作“RF+DC”；北斗远程通信模块是插接到电力计量终端上，并从电力计量终端上取电；通常，取电电压为5V（南网标准设备），而电流的限流范围约500mA。
自动开关控制模块包括RF与DC分离单元，RF与DC分离单元输入端与北斗远程通信模块输出端连接；RF与DC分离单元输出端与滤波单元输入端连接；滤波单元输出端分别与功率放大单元输入端和场强检测单元输入端连接；场强检测单元输出端与门限比较单元输入端连接；门限比较单元输出端与功放开关控制单元输入端连接；功率放大单元输出端与天线连接。
北斗电力计量通信天线的自动开关控制模块的作用是将来自于北斗远程通信模块的射频信号分离出来，通过放大、滤波后进行场强检测，并将检测到射频信号功率映射为一个门限检测电平，同时比较门限检测电平和已经设定的门限电平，若超过设定的门限电平，则通过功放开关控制单元使功率放大单元工作，完成信号的发射；反之，功率放大单元处于关闭状态。各功能单元依次排列，不能颠倒。
RF与DC分离单元包括扼流电感L3、电容C23、电容C27、电容C28和电容C30；电容C23、电容C27、电容C28和电容C30并联后与扼流电感L3串联连接。
滤波单元采用滤波器NDF9219，滤波器NDF9219输出端与电容C17串联，通过电容C17将射频信号送至功率放大单元和场强检测单元。
场强检测单元为射频功率检测控制芯片AD8314。
门限比较单元为比较器LM111D。
功放开关控制单元包括晶体管MMBT2222A和场效应管SI2399DS；晶体管MMBT2222A与场效应管SI2399DS连接。
功率放大单元包括射频放大器PMA-5452+；射频放大器PMA-5452+与功率放大单元LXK6618连接。
RF与DC分离单元的作用是，完成有用射频信号和直流电源信号的分离，使两种信号在天线电路中相互隔离，互不影响。分离出的射频信号送入功率放大电路，分离出的直流信号给整个天线供电。
滤波单元的作用是，对分离出的射频信号进行滤波，使射频信号频率成分更加纯净。
场强检测单元的作用是，检测输入到功率放大单元的射频信号的强度，并将这个强度转换映射为一个检测电平，并将检测电平送入门限比较单元。
门限比较单元的作用是，接收场强检测单元输出的检测电平，并和预先设置的门限电平进行比较，如果检测电平高于设置的门限电平，则输出开启信号给功率放大单元，使功率放大单元工作。
功率放大单元的作用是完成射频信号的功率放大，使之满足天线发射功率的要求，射频放大单元的开启受门限比较单元控制。
Claims (9)
1.一种北斗电力计量通信天线的开关控制电路，它包括：北斗远程通信模块，北斗远程通信模块与北斗电力计量通信终端导线连接，其特征在于：北斗远程通信模块与自动开关控制模块导线连接；自动开关控制模块与天线导线连接。
2.根据权利要求1所述的一种北斗电力计量通信天线的开关控制电路，其特征在于：所述北斗远程通信模块与自动开关控制模块通过同轴电缆连接。
3.根据权利要求1所述的一种北斗电力计量通信天线的开关控制电路，其特征在于：自动开关控制模块包括RF与DC分离单元，RF与DC分离单元输入端与北斗远程通信模块输出端连接；RF与DC分离单元输出端与滤波单元输入端连接；滤波单元输出端分别与功率放大单元输入端和场强检测单元输入端连接；场强检测单元输出端与门限比较单元输入端连接；门限比较单元输出端与功放开关控制单元输入端连接；功率放大单元输出端与天线连接。
4.根据权利要求1所述的一种北斗电力计量通信天线的开关控制电路，其特征在于：RF与DC分离单元包括扼流电感L3、电容C23、电容C27、电容C28和电容C30；电容C23、电容C27、电容C28和电容C30并联后与扼流电感L3串联连接。
5.根据权利要求1所述的一种北斗电力计量通信天线的开关控制电路，其特征在于：滤波单元采用滤波器NDF9219，滤波器NDF9219输出端与电容C17串联，通过电容C17将射频信号送至功率放大单元和场强检测单元。
6.根据权利要求1所述的一种北斗电力计量通信天线的开关控制电路，其特征在于：场强检测单元为射频功率检测控制芯片AD8314。
7.根据权利要求1所述的一种北斗电力计量通信天线的开关控制电路，其特征在于：门限比较单元为比较器LM111D。
8.根据权利要求1所述的一种北斗电力计量通信天线的开关控制电路，其特征在于：功放开关控制单元包括晶体管MMBT2222A和场效应管SI2399DS；晶体管MMBT2222A与场效应管SI2399DS连接。
9.根据权利要求1所述的一种北斗电力计量通信天线的开关控制电路，其特征在于：功率放大单元包括射频放大器PMA-5452+；射频放大器PMA-5452+与LXK6618连接。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112564762A (zh) * | 2020-11-09 | 2021-03-26 | 泰斗微电子科技有限公司 | 一种北斗有源天线的信号收发控制方法 |
| CN112769453A (zh) * | 2020-11-09 | 2021-05-07 | 泰斗微电子科技有限公司 | 一种北斗有源天线的信号收发控制方法 |
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