CN210578575U - 一种无线信号检测单元、检测系统及探测仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无线信号检测单元、检测系统及探测仪，属于无线信号检测领域，检测单元包括第一检测通道和第二检测通道，分别用于检测不同频段无线信号的功率值和频率值，无线信号检测系统包依次连接的检测单元、微控单元和显示单元，无线信号探测仪包括无线信号检测系统。探测仪接收到无线信号后分别检测出功率值和频率值，由控制单元将检测到的功率值和频率值传送到显示单元上显示并根据设定的门限值提供震动响铃等报警提示。本实用新型能方便快捷的探测到环境中的无线信号并精确查找到信号源，通过显示值和响铃震动等可直观让使用者迅速判断出信号强弱及信号源的位置，具有结构简单、设计合理。

Description

一种无线信号检测单元、检测系统及探测仪

技术领域

本实用新型属于无线信号检测领域，可用于检测不同频段无线信号的频率值及功率值。

背景技术

目前无线信号的检测，多采用无线信号探测仪，而无线信号探测仪包含了无线信号检测系统，无线信号检测系统依靠无线信号检测单元进行无线信号探测。

现有技术中，无线信号检测单元所能够检测的无线信号频段多集中在特定频段，当需要检测的无线信号频段较宽时，往往一个检测单元无法完成。为了达到检测目的，往往需要同时携带多个不同频段检测单元的探测仪，对不同频段信号进行检测，使用十分不便，操作成本增加。

无线信号检测单元检测到无线信号数据后，需要通过无线信号检测系统显示。无线信号检测通常采用检波芯片来实现，由于二极管检波芯片可以将无线功率信号转换成模拟电压，并且模拟电压大小与输入强度成比例关系，因此可以根据检波芯片输出电压数值判断信号强度，但是检波芯片只能检测功率值，无法检测频率值，所以在无线信号探测中，往往需要同时检测无线信号的功率值和频率值，而目前多数探测仪中还无法实现同时对多个频段无线信号功率和频率的同时检测。

申请号为20172012225285的中国实用新型专利，其公告号为CN206563769U，公开了一种手持式频率功率计，其包括限幅器、功分器、处理单元，以及功率检测通道、频率检测通道。其中限幅器输入端接入微波信号，限幅器输出端与功分器输入端，功分器输出端分别与功率检测道、频率检测通道的输入端连接，功率检测通道、频率检测通道输出端分别接入处理单元。该频率功率计能够同时检测无线信号的功率和频率，但是该装置存在以下不足：一方面，由于其功率检测通道以及频率检测通道分别仅包含一个检测通道，受限于处理器性能所能够处理的范围，限制了其只能够在较窄的频段内检测无线信号功率值以及频率值；另一方面，现有产品中，能够测得的频率以及功率数值，精准度低，检测效率低下，无法同时满足高效精准输出功率和频率的要求。

发明内容

1、要解决的问题

针对现有无线信号检测中，无法同时实现检测宽频段无线信号的功率以及频率问题，以及检测功率和频率数值精度低，效率低的问题，本实用新型提供一种无线信号检测单元、检测系统及探测仪。

2、技术方案

为解决上述问题，本实用新型采用如下的技术方案。

一种无线信号检测单元，包括第一检测通道和第二检测通道，所述第一检测通道和所述第二检测通道分别用于检测不同频段无线信号的功率值和频率值。

一种无线信号检测系统，包括上述的无线信号检测单元、微控单元和显示单元，所述无线信号检测单元的输出端连接所述微控单元的输入端，所述微控单元的输出端连接所述显示单元。

优选的，所述第一检测通道包括第一功率检测通道和第一频率检测通道；

所述第一功率检测通道包括第一检波器；

所述第一频率检测通道包括依次相连接的第一贴片电阻、第一放大器、第一分频器和第一高速比较器；

所述第二检测通道包括第二功率检测通道和第二频率检测通道，所述第二功率检测通道包括第二检波器；

所述第二频率测通道包括依次连接的第二贴片电阻、第二放大器、第二分频器和第二高速比较器；

所述第一检波器、第一高速比较器、第二检波器和第二高速比较器的输出端分别连接所述微控单元输入端。

优选的，所述微控单元包括主微控单元、第一微控单元和第二微控单元，所述第一检波器和所述第二检波器的输出端分别连接第一微控单元的输入端，所述第一高速比较器和所述第二高速比较器的输出端分别连接第二微控单元输入端，所述第一微控单元和所述第二微控单元的输出端分别连接主微控单元的输入端，所述主微控单元输出端连接所述显示单元。

优选的，还包括报警系统，所述报警系统连接所述微控单元。

优选的，所述报警系统包括震动报警系统和声音报警系统。

优选的，所述第一检波器输入范围是-70～+10dBm，动态范围80dB；

所述第二检波器的输入范围是-60～+10dBm，动态范围70dB，所述第一高速比较器和所述第二高速比较器均为20dB增益放大器；

所述第一分频器采用三级分频，每一级分频比为1：8；所述第二分频器采用两级分频，所述两级分频比分别为1：4和1：256。

优选的，所述第一贴片电阻和所述第二贴片电阻阻值均为51Ω。

一种无线信号探测仪，包上述的一种无线信号检测系统。

优选的，还包括电源开关，所述电源开关为自锁按键方式。

3、有益效果

相比于现有技术，本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型检测单元采用双通道，每一个通道都可以同时检测功率和频率，且每一个检测单元可以满足不同频段的无线信号检测，从而实现一个检测单元对不同频段的检测；

(2)本是实用新型不仅能够检测无线信号是否存在，而且能够同步显示无线信号的功率值和频率值；一个检测通道分别设置贴片电阻、放大器、分频器和高速比较器，另外一个检测通道设置检波器，实现功率和频率分别检测，系统模块设计合理，能够降低无线信号检测系统的成本，提高无线信号功率和频率的检测精度；

(3)本实用新型通过设置主微控单元、第一微控单元和第二微控单元，能够让作为处理器的微控单元只计算功率数值或者只计算频率数值，提高了功率和频率数值计算的速度，从而能够更加高效即时的显示所检测到的无线信号功率和频率；

(4)本实用新型设置报警系统。一方面，报警系统能够结合控制单元，设置对不同信号强度无线信号报警方强度不同，能够通过显示结合报警强度，迅速找到无线信号源所在位置，从而对无线信号源进行定位；另外一方面，报警系统还能够在无线信号检测过程中节省人的观察时间，可以在检测到无线信号时进行报警，用以提示无线信号的存在，让检测设备的使用者能够在不观察显示屏时也能够及时发现无线信号的存在；同时本设备设置震动报警系统，能够在嘈杂环境中，通过震动感知到探测仪报警从而发现无线信号的检测结果；

(5)本实用新型选择动态范围80dB和70dB的检波器，通过设置多级分频，实现对多频段的精准检测；

(6)本实用新型的贴片电阻值的选择能够最佳地匹配其他部件型号，能够让耦合信号耦合度保持最佳范围，从而进一步提高检测的准确度；

(7)本实用新型通过一台探测仪设备实现了10MHz-8GHz无线信号的检测，及多频段检测。相对于现有技术中携带多台探测仪设备的方式，很大程度上减轻了使用者的携带负担；本实用新型设置自锁按键开关，能够迅速启动探测仪设备进行工作，提高了无线信号检测的效率。

附图说明

图1为本实用新型无线信号检测单元结构示意图；

图2为本实用新型无线信号检测系统结构示意图；

图3为本实用新型无线信号探测仪结构示意图。

图中：1、壳体；2、案件面板；3、电源开关；4、显示屏；5、高频天线接口；6、低频天线接口；7、报警方式切换开关；100、第一检测通道；101、第一检波器；102、第一贴片电阻；103、第一放大器；104、第一分频器；105、第一高速比较器；200、第二检测通道； 201、第二检波器；202、第二贴片电阻；203、第二放大器；204、第二分频器；205、第二高速比较器；300、微控单元；301、显示单元；302、报警系统；303、按键控制系统；304、电源管理系统；305、电源控制系统；310、第一微控单元；320、第二微控单元；330、主微控单元。

具体实施方式

本实用新型实施例提供了一种无线信号检测单元、检测系统及探测仪，用于无线信号功率和频率的检测。

为使得本实用新型的发明目的、特征和优点能够更加的明显和易懂，下面将参考附图和具体实施例，来详细说明本实用新型。在此，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，但并不作为对本实用新型的限定。

实施例1

如图1、图2所示，一种无线信号检测单元和无线信号检测系统。无线信号检测单元包括第一检测通道100和第二检测通道200，第一检测通道100和第二检测通道200分别实现对不同频段无线信号功率和频率的检测。本实施例中，第一检测通道100对10M-1GHz的信号信号进行检测，第二检测通道200对1GHz-8GHz的无线信号进行检测，并同时检测对应频段内无线信号的功率值和频率值，从而实现一个检测单元能够同时对10MHz-8GHz超宽频段无线信号的检测。

一种无线信号检测系统，包括上述的无线信号检测单元、微控单元300和显示单元301，微控单元300采用单片机系统，单片机系统可对检测单元所检测的信号进行计算或转换，单片机系统包括现有技术中的单片机和其必要的附属零部件，以能够满足本实施例的使用要求为准；显示单元301对单片机的检测或者计算结果进行显示，显示单元301可以是显示屏4 等常见用于显示的元件。

第一检测通道100包括第一功率检测通道和第一频率检测通道，第一功率检测通道(第一检测通道100的主线信号检测通道)用于接收检测10M-1GHz无线信号的功率值，无线信号经过第一检波器101转换成模拟电压输出，模拟电压在经过单片机进行AD检测，检测后输出无线信号的功率值。通过实测，为了能够得到更加准确的数据，本实施例中，第一检波器101选用ADI公司的ADL5513检波芯片，其频段为1MHz～4GHz，可覆盖10M-1GHz，输入功率范围为-70～+10dBm，动态范围达80dB。

本实施例中，采用经过校准的标准信号源作为参考源，实测不同频率和功率信号经过 ADL5513芯片后得出的AD值，测试结果对ADL5513芯片进行功率检测时具有参考意义，具体测试结果见说明书实施例1附表1。附表1中，左边第一列为信号功率值，单位为dBm；表格第一行为信号的频率值，单位为MHz；表格内其余数值为单片机的AD数值。通过频率值和AD数值，查询表格得出功率值，这种方式得到的功率值准确度更高。

第一频率检测通道所检测信号主要是是从第一功率检测通道耦合过来的信号，耦合信号先经过第一贴片电阻102，由于耦合度过小会对主线功率检测信号产生影响，耦合度太大会对频率调理电路下一级放大增加实现难度，经仿真和实测，采用51欧姆贴片电阻，耦合度在 15～20dB范围内，耦合度大小合适，信号进过第一贴片电阻102后进入第一放大器103，第一放大器103采用20dB增益放大器，无线信号经上一级20dB增益饱和输出不超过10dBm 的信号进行放大并输入到第一分频器104中。由于分频器的响应动态范围为-10dBm到 +10dBm，选用20dB增益放大器配合51欧姆贴片电阻进行耦合(耦合度15～20dB)时，可将信号调理到合适动态范围内。另外，由于单片机可处理的速度有限，第一分频器104采用三级分频，每一级分频比为1：8，三级分频后信号最高频率为1.953125MHz，进入到单片机可处理的频段内。无线信号经过第一分频器104后，进入第一高速比较器105进行信号整形放大，第一高速比较器105选用型号为LMV7219的芯片，芯片标称上升沿、下降沿为7ns，实际电路测试信号上升沿、下降沿不超过20ns，单片机通过判断上升沿的数量即可得出频率值。

本实施例中的第二检测通道200，包括第二功率检测通道和第二频率检测通道，其检测原理和结构同第一检测通道100。第二检波器201所采用的检波芯片为ADI公司的AD8318 型号检波芯片，其标称频率为1MHz～8GHz，可覆盖1GHz-8GHz的检波芯片，输入信号范围为-60～+10dBm范围，动态范围可达70dB。

第二检测通道200同样采用经校准的标准信号源作为参考源，实测不同频率和功率信号，经过AD8318芯片后得出的AD值，测试结果对AD8318芯片进行功率检测时具有参考意义，测试结果如说明书实施例1附表2，附表2左边第一列为信号功率值，单位为dBm。表格第一行为信号频率值，单位为MHz。表格内其余数值为单片机的AD数值。使用时，在已知频率值和AD数值后，通过查询表格得出功率值。

第二频率检测通道中，所采用的第二贴片电阻202同第一贴片电阻102，其阻值为51欧。第二高速比较器203同第一高速比较器103为20dB增益放大器，第二高速比较器203采用芯片型号为LEE-39+，每一级可处理的频段均达到10GHz，用以处理到8GHz的信号实测效果良好，无线信号经过两级放大后增益可达到分频器可响应的动态范围，然后信号进入第二分频器204，第二分频器204采用两级分频，一级为1：4，选用ADI公司的HMC433芯片，芯片标称输入响应频段为DC-8GHz。另一级选用UPB1507，分频比为1：256，最高8GHz 输入经过第二分频器204后的频率为7.8125MHz，频率不高于8MHz，进入到了单片机可处理的频段范围内，无线信号在经过第二高速比较器205进行整形放大，第二高速比较器205 功能作用同第一高速比较器105，均采用型号为LMV7219芯片。

本实施例中还包括了报警系统302，报警系统直接连接在微控单元300上，可以通过微控单元300设置无线信号检测报警的限值，如设置检测到无线信号功率达到设定值开始报警或者频率值达到规定值开始报警。并可以设置不同限值不同的报警频率，如信号强度越强，报警频率越高，并结合显示屏4所显示的功率数值，频率数值，能够通过信号的功率或频率强度迅速找到无线信号源，从而实现对无线信号源的定位功能。报警系统302还包括声音报警系统和震动报警系统，以及报警系统的报警方式切换开关7，不同的报警方式可以根据环境和需要单独使用。如在嘈杂的环境中，震动报警系统的感知程度要优于声音报警系统，可根据实际需要，通过报警方式切换开关7可以切换声音报警、震动报警。

实施例2

本实施例基本结构同实施例1，其不同之处在于，无线信号检测系统中的微控单元300，包括主微控单元330、第一微控单元310和第二微控单元320，即三个单片机系统。其中第一微控单元310用来处理功率值，其输入端连接第一检波器101和第二检波器的输出端，得到第一检波器101和第二检波器201功率数值之后，再传送到主微控单元330，再由主微控单元330传输给显示单元301；第二微控单元320用于处理频率值，第一高速比较器105和所述第二高速比较器205的输出端连接在第二微控单元320的输入端上，第二微控单元320对传来的数值进行处理得出频率值然后传送到主微控单元330，最后由主微控单元330对第一微控单元310、第二微控单元320所传来的数据进行汇总后传输到显示单元301进行显示或者传输给报警系统302提示是否报警。

实施例3

如图3所示，本实用新型同时提供了一种无线信号探测仪，包括以上所述的无线信号检测系统，还包括壳体1，壳体大小适合单手拿持，以方便在使用设别时单手操作。在壳体顶端设置有低频天线接口6和高频天线接口5，天线接口可以外接天线，外接天线采用棒状全向天线，可快速定位目标物体，并增加无线信号探测仪所能检测无线信号的距离。显示屏4 设置在壳体1的正面上侧，显示屏4用来时时显示所检测到无线信号的功率值以及频率值。微控单元300检测到功率值，并将功率值转化为信号强度以进度条的方式在显示屏4上显示，显示屏4设置在壳体1的正面上侧，方便手持探测设备室工作人员查看检测数据更加方便。显示屏4的下侧设置有按键面板2，按键面板2上设置有5个按键，按键面板2实现对按键控制系统303的操作，案件控制系统303连接微控单元300。进一步的，可以通过按键面板2对照显示屏4，对微控单元300进行设置可对探测仪设备进行一些基本设置和参数查看，如时间设置，灵敏度设置，报警记录查看等。还可以通过按键面板2设置微控单元300的针对报警系统302的报警限值等，壳体1的一侧侧面上设置有电源开关3，电源开关用来控制无线信号探测仪否启动工作，电源开关3采用自锁按键开关，优点在于能够快速启动探测仪进行无线信号检测。在壳体1上电源开关相对一次设置有报警方式切换开关7，报警控制开关7 连接作为微控单元300的单片机，单片机判断报价切换开关的电平，选择控制震动报警电路和声音报警电路，从而达到对震动报警方式和声音报警方式的切换。电源开关3和报警方式切换开关7分别设置在壳体1的两侧，方便工作人员在探测仪工作中单手操控设备。

说明书实施例1附表

附表1

表格第一列是信号功率值，单位为dBm；表格第一行是信号的频率值，单位为MHz；表格内其余数值为单片机的AD数值。

附表2

表格第一列是信号功率值，单位为dBm。表格第一行是信号频率值，单位为MHz。表格内其余数值为单片机的AD数值。

Claims (10)

1.一种无线信号检测单元，其特征在于：包括第一检测通道和第二检测通道，所述第一检测通道、所述第二检测通道分别用于检测不同频段无线信号的功率值和频率值。

2.一种无线信号检测系统，其特征在于：包括权利要求1所述的无线信号检测单元、微控单元和显示单元，所述无线信号检测单元的输出端连接所述微控单元的输入端，所述微控单元的输出端连接所述显示单元。

3.根据权利要求2所述的一种无线信号检测系统，其特征在于：

所述第一检测通道包括第一功率检测通道和第一频率检测通道；

所述第一功率检测通道包括第一检波器；

所述第一频率检测通道包括依次相连接的第一贴片电阻、第一放大器、第一分频器和第一高速比较器；

所述第二检测通道包括第二功率检测通道和第二频率检测通道，所述第二功率检测通道包括第二检波器；

所述第二频率测通道包括依次连接的第二贴片电阻、第二放大器、第二分频器和第二高速比较器；

所述第一检波器、第一高速比较器、第二检波器和第二高速比较器的输出端分别连接所述微控单元输入端。

4.根据权利要求3所述的一种无线信号检测系统，其特征在于：所述微控单元包括主微控单元、第一微控单元和第二微控单元，所述第一检波器和所述第二检波器的输出端分别连接第一微控单元的输入端，所述第一高速比较器和所述第二高速比较器的输出端分别连接第二微控单元输入端，所述第一微控单元和所述第二微控单元的输出端分别连接主微控单元的输入端，所述主微控单元输出端连接所述显示单元。

5.根据权利要求2～4任意一项所述的一种无线信号检测系统，其特征在于：无线信号检测系统还包括报警系统，所述报警系统连接所述微控单元。

6.根据权利要求5所述的一种无线信号检测系统，其特征在于：所述报警系统包括震动报警系统和声音报警系统。

7.根据权利要求3所述的一种无线信号检测系统，其特征在于：所述第一检波器输入范围是-70～+10dBm，动态范围80dB；

所述第二检波器的输入范围是-60～+10dBm，动态范围70dB，所述第一高速比较器和所述第二高速比较器均为20dB增益放大器；

所述第一分频器采用三级分频，每一级分频比均为1：8；所述第二分频器采用两级分频，所述两级分频比分别为1：4和1：256。

8.根据权利要求3所述的一种无线信号检测系统，其特征在于：所述第一贴片电阻和所述第二贴片电阻阻值均为51Ω。

9.一种无线信号探测仪，其特征在于：包含权利要求2～8任意一项所述的一种无线信号检测系统。

10.根据权利要求9所述的一种无线信号探测仪，其特征在于：还包括电源开关，所述电源开关为自锁按键方式。

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