CN212677174U - 一种用于应答器测试天线的4.23MHz校准装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于应答器测试天线的4.23MHz校准装置，校准装置包括信号发生组件、信号发射组件和功率检测组件，信号发射组件包括平衡‑不平衡变压器、电流探头和4.23MHz信号参考环，信号发生组件的输出端与平衡‑不平衡变压器的输入端连接，平衡‑不平衡变压器的输出端与4.23MHz信号参考环的输入端连接，电流探头与平衡‑不平衡变压器连接，4.23MHz信号参考环与4.23MHz信号接收天线感应耦合，功率检测组件分别与电流探头和功率采集接口连接。与现有技术相比，本实用新型结构简单，成本低廉，占用空间小，可通过较少的消耗和简单的电路设计满足测试天线的4.23MHz信号输入的检测、校准需求。

Description

一种用于应答器测试天线的4.23MHz校准装置

技术领域

本实用新型涉及应答器检测领域，尤其是涉及一种用于应答器测试天线的4.23MHz校准装置。

背景技术

应答器利用电磁感应原理，用于在特定地点实现地面与车载设备间高速点式数据传输的设备。应答器安装于两钢轨中心，平时处于休眠状态，仅靠瞬时接收车载天线的功率而工作，并能在接收到车载天线发送的27.095MHz信号的同时向车载天线发送报文信息。安装于机车底部的车载天线CAU不断向地面发送功率并在机车通过地面应答器时接收来自应答器的编码信息。当列车经过应答器上方时，应答器接收到车载天线发射的电磁能量后(输入27.095MHz正弦波信号)，将其转换成电能，使应答器中的电子电路工作，把存储在应答器中的1023位数据报文循环发送出去(输出4.23MHz报文信号)，直至电能消失(即车载天线已经离去)。

应答器在出厂检测室，需要利用测试天线对应答器的27.095MHz信号接收功能和4.23MHz信号输出功能进行检测。如果测试天线的4.23MHz接收功能不准确，则会导致对应答器测试时的测试结果偏差过大，目前对于测试天线的4.23MHz校准装置结构复杂，电路设计和装置成本高，使用便利性差。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种结构简单、成本低的用于应答器测试天线的4.23MHz校准装置。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种用于应答器测试天线的4.23MHz校准装置，所述的测试天线包括4.23MHz信号接收天线，所述的4.23MHz信号接收天线上设有功率采集接口，所述的校准装置包括信号发生组件、信号发射组件和功率检测组件，所述的信号发射组件包括平衡-不平衡变压器、电流探头和4.23MHz信号参考环，所述的信号发生组件的输出端与平衡-不平衡变压器的输入端连接，所述的平衡-不平衡变压器的输出端与4.23MHz信号参考环的输入端连接，所述的电流探头与平衡-不平衡变压器连接，所述的4.23MHz信号参考环与4.23MHz信号接收天线感应耦合，所述的功率检测组件分别与电流探头和功率采集接口连接。

优选地，所述的信号发生组件包括信号发生器、第一衰减器、射频功率放大器和第二衰减器，所述的信号发生器的输出端连接第一衰减器的输入端、所述的第一衰减器的输出端连接射频功率放大器的输入端，所述的射频功率放大器的输出端连接第二衰减器的输入端，所述的第二衰减器的输出端连接平衡-不平衡变压器的输入端。

优选地，所述的第一衰减器为TS5-6dB衰减器，所述的第二衰减器为WDTS-100-3-2.5-C衰减器。

优选地，所述的校准装置还包括第一电阻和第二电阻，所述的测试天线还包括27.095MHz信号接收天线，所述的27.095MHz信号接收天线上设有第一接口和第二接口，所述的第一接口和第二接口分别与第一电阻、第二电阻连接。

优选地，所述的功率检测组件包括第一功率计和第二功率计，所述的第一功率计与电流探头连接，所述的第二功率计通过功率采集接口与4.23MHz信号接收天线连接。

优选地，所述的功率检测组件还包括低通滤波器，所述的低通滤波器串联设于第二功率计与功率采集接口间。

优选地，所述的低通滤波器为BLP-10.7+滤波器。

优选地，所述的信号发生器为Tektronix AWG 5202信号发生器。

优选地，所述的射频功率放大器为AR100A400A功率放大器。

优选地，所述的第一功率计和第二功率计均为NRX射频功率计。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

(1)本实用新型利用信号发生组件、信号发射组件和功率检测组件相结合，能够对测试天线的4.23MHz信号接收天线进行信号检测和对应校准，提高测试天线的可靠性；

(2)本实用新型结构简单，成本低廉，占用空间小，可通过较少的消耗和简单的电路设计满足测试天线的检测、校准需求，确保用于检测应答器的测试天线的准确性，进一步提高应答器出厂时的质量；

(3)本实用新型利用4.23MHz信号参考环作为标准件，对测试天线的4.23MHz信号接收天线进行检测，提高检测的准确性。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

其中，1、信号发生器，2、第一衰减器，3、射频功率放大器，4、第二衰减器，5、平衡-不平衡变压器，6、4.23MHz信号参考环，7、第一接口，8、第二接口，9、功率采集接口，10、低通滤波器，11、第一功率计，12、第二功率计，13、第一电阻，14、第二电阻，15、天线支架，16、27.095MHz信号发射天线，17、4.23MHz信号接收天线，18、电流探头。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。注意，以下的实施方式的说明只是实质上的例示，本实用新型并不意在对其适用物或其用途进行限定，且本实用新型并不限定于以下的实施方式。

实施例

一种用于应答器测试天线的4.23MHz校准装置，用于对测试天线的4.23MHz输入进行校准，测试天线用于对应答器进行输入信号进行调试。

具体地，测试天线包括4.23MHz信号接收天线17和27.095MHz信号接收天线16，4.23MHz信号接收天线17上设有功率采集接口9，27.095MHz信号接收天线16上设有第一接口7和第二接口8。测试天线还包括天线支架，所述的4.23MHz信号接收天线17和27.095MHz信号接收天线16，架设在天线支架15上。

校准装置包括信号发生组件、信号发射组件和功率检测组件。

具体地，信号发射组件包括平衡-不平衡变压器5、电流探头18和4.23MHz信号参考环6，信号发生组件的输出端与平衡-不平衡变压器5的输入端连接，平衡-不平衡变压器5的输出端与4.23MHz信号参考环6的输入端连接，电流探头18与平衡-不平衡变压器5连接，4.23MHz信号参考环6与4.23MHz信号接收天线17感应耦合，功率检测组件分别与电流探头18和功率采集接口9连接。

进一步地，信号发生组件包括信号发生器1、第一衰减器2、射频功率放大器3和第二衰减器4，信号发生器1的输出端连接第一衰减器2的输入端、第一衰减器2的输出端连接射频功率放大器3的输入端，射频功率放大器3的输出端连接第二衰减器4的输入端，第二衰减器4的输出端连接平衡-不平衡变压器5的输入端。

进一步地，功率检测组件包括第一功率计11和第二功率计12，第一功率计11与电流探头18连接，第二功率计12通过功率采集接口9与4.23MHz信号接收天线17连接。

为提高功率检测的稳定性，功率检测组件还包括低通滤波器10，低通滤波器10串联设于第二功率计12与功率采集接口9间。

为了模拟测试天线的使用状态和使用环境，校准装置还包括第一电阻13和第二电阻14，第一接口7和第二接口8分别与第一电阻13、第二电阻14连接。

优选的，本实施例中，为提高调试装置的准确性和稳定性，第一衰减器2为TS5-6dB衰减器，第二衰减器4为WDTS-100-3-2.5-C衰减器，低通滤波器10为BLP-10.7+滤波器，信号发生器1为Tektronix AWG 5202信号发生器，射频功率放大器3为AR100A400A功率放大器，第一功率计11和第二功率计12均为NRX射频功率计。

本实用新型的目的为保证应答器I/O出厂测试的准确性，需要在应答器进行I/O测试前对I/O测试系统中的测试天线的输出频率4.23MHz进行校准，以保证应答器I/O测试合格后出厂使用。

通过信号发生器1发送连续的4.23MHz正弦波，经射频功率放大器3放大后将此信号传输至平衡-不平衡变压器5，并通过电流探头18发出4.23MHz信号至第一功率计11，来观察发送能量的大小，此外4.23MHz信号的正弦波通过4.23MHz信号参考环6将该信号发送至测试天线，测试天线再将接收到的4.23MHz信号通过4.23MHz信号接收天线17发送至第二功率计12，通过平衡-不平衡变压器5和4.23MHz信号接收天线17接收到的信号大小对应答器I/O测试环境进行校准，以此得到4.23MHz的校准参数。

具体地，本实施例中，本校准过程将给出一个P42RL参考值供I/O特性测量使用，该参考值反映了测试天线接收到的磁通量，由第二功率计12(Pm2)测量。校准过程使4.23MHz信号参考环6通过Iu2/B的环电流，该电流由第一功率计11(Pm1)监督。

校准环境的搭建及校准过程如下：

a)把测试天线放置于相对4.23MHz信号参考环6[X＝0，Y＝0，Z＝220]位置，使测试天线电气中心与参考环电气中心对齐，检查4.23MHz信号参考环6的X、Y、Z轴与定位系统的X、Y、Z轴对齐；

b)设置信号发生器1产生携带报文的FSK信号；

c)计算通过4.23MHz信号参考环6的电流约Iu2/B时的Plc；

d)调节信号发生器1的幅度，使通过4.23MHz信号参考环6的电流达到约Iu2/B，使用第一功率计11测量；

e)记录第一功率计11(记做PM1)、第二功率计12(记做PM2)读数；

f)使用PM1的读数和步骤c)中计算功率值Plc的差，对PM2的读数进行补偿，并记做P42RL(单位为dBm)得到：

P42RL＝PM2+(Plc-PM1)

本实用新型使用时，信号发生组件通过平衡-不平衡变压器5向4.23MHz信号参考环6输出4.23MHz信号，4.23MHz信号参考环6向测试天线的4.23MHz信号接收天线17发出4.23MHz信号，第一功率计11检测平衡-不平衡变压器5上的功率，也是4.23MHz信号参考环6的功率，第二功率计12检测4.23MHz信号接收天线17的功率。

上述实施方式仅为例举，不表示对本实用新型范围的限定。这些实施方式还能以其它各种方式来实施，且能在不脱离本实用新型技术思想的范围内作各种省略、置换、变更。

Claims (10)

1.一种用于应答器测试天线的4.23MHz校准装置，其特征在于，所述的测试天线包括4.23MHz信号接收天线(17)，所述的4.23MHz信号接收天线(17)上设有功率采集接口(9)，所述的校准装置包括信号发生组件、信号发射组件和功率检测组件，所述的信号发射组件包括平衡-不平衡变压器(5)、电流探头(18)和4.23MHz信号参考环(6)，所述的信号发生组件的输出端与平衡-不平衡变压器(5)的输入端连接，所述的平衡-不平衡变压器(5)的输出端与4.23MHz信号参考环(6)的输入端连接，所述的电流探头(18)与平衡-不平衡变压器(5)连接，所述的4.23MHz信号参考环(6)与4.23MHz信号接收天线(17)感应耦合，所述的功率检测组件分别与电流探头(18)和功率采集接口(9)连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于应答器测试天线的4.23MHz校准装置，其特征在于，所述的信号发生组件包括信号发生器(1)、第一衰减器(2)、射频功率放大器(3)和第二衰减器(4)，所述的信号发生器(1)的输出端连接第一衰减器(2)的输入端、所述的第一衰减器(2)的输出端连接射频功率放大器(3)的输入端，所述的射频功率放大器(3)的输出端连接第二衰减器(4)的输入端，所述的第二衰减器(4)的输出端连接平衡-不平衡变压器(5)的输入端。

3.根据权利要求2所述的一种用于应答器测试天线的4.23MHz校准装置，其特征在于，所述的第一衰减器(2)为TS5-6dB衰减器，所述的第二衰减器(4)为WDTS-100-3-2.5-C衰减器。

4.根据权利要求1所述的一种用于应答器测试天线的4.23MHz校准装置，其特征在于，所述的校准装置还包括第一电阻(13)和第二电阻(14)，所述的测试天线还包括27.095MHz信号接收天线，所述的27.095MHz信号接收天线上设有第一接口(7)和第二接口(8)，所述的第一接口(7)和第二接口(8)分别与第一电阻(13)、第二电阻(14)连接。

5.根据权利要求1所述的一种用于应答器测试天线的4.23MHz校准装置，其特征在于，所述的功率检测组件包括第一功率计(11)和第二功率计(12)，所述的第一功率计(11)与电流探头(18)连接，所述的第二功率计(12)通过功率采集接口(9)与4.23MHz信号接收天线(17)连接。

6.根据权利要求5所述的一种用于应答器测试天线的4.23MHz校准装置，其特征在于，所述的功率检测组件还包括低通滤波器(10)，所述的低通滤波器(10)串联设于第二功率计(12)与功率采集接口(9)间。

7.根据权利要求6所述的一种用于应答器测试天线的4.23MHz校准装置，其特征在于，所述的低通滤波器(10)为BLP-10.7+滤波器。

8.根据权利要求2所述的一种用于应答器测试天线的4.23MHz校准装置，其特征在于，所述的信号发生器(1)为Tektronix AWG 5202信号发生器。

9.根据权利要求2所述的一种用于应答器测试天线的4.23MHz校准装置，其特征在于，所述的射频功率放大器(3)为AR100A400A功率放大器。

10.根据权利要求5所述的一种用于应答器测试天线的4.23MHz校准装置，其特征在于，所述的第一功率计(11)和第二功率计(12)均为NRX射频功率计。

Images