CN214669616U - 一种检测单元及卫星天线在位检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种检测单元及卫星天线在位检测装置，其中，检测单元包括：卫星信号接入端、卫星信号输出端、电阻、运算放大器、第一比较器和第二比较器；卫星信号接入端连接电阻的一端，电阻的另一端连接卫星信号输出端；电阻与运算放大器并联；运算放大器的输出端与第一比较器的第一输入端连接；第一比较器的第二输入端连接第一预设电压源；运算放大器的输出端与第二比较器的第一输入端连接；第二比较器的第二输入端连接第二预设电压源。本方案基于卫星信号接入端接入卫星信号，并在经过电阻时产生电压差，再将该电压差经过放大后，分别与第一预设电压源的电压和第二预设电压源的电压进行比较，根据比较的结果确定卫星天线是否正常在位。

Description

一种检测单元及卫星天线在位检测装置

技术领域

本实用新型涉及卫星检测技术领域，尤其涉及一种检测单元及卫星天线在位检测装置。

背景技术

基站通信过程中需要时间同步，具体的时间同步主要是要实现时间的统一，即所有的通信都基于同一时间标准；如之前的手机，开机后是需要自动设定时间的；目前的手机开机以后自动获取时间，如果时间不统一，将导致通信故障。

时间同步的方式通常有卫星同步、IEEE1588(全称为：网络测量和控制系统的精密时钟同步协议标准)同步、1PPS(1pulse per second，秒脉冲)同步等方式；其中目前卫星同步的方式主要通过中国北斗卫星系统、GPS(Global Positioning System，全球定位系统)、伽利略卫星系统等来实现；由于卫星同步对通信网络依赖性较小，直接通过获取卫星信号实现同步，且卫星同步可以同时获取地理坐标信息，标注目前基站所处的地理位置，因此应用最为广泛。

但是，卫星同步的方式也存在一些问题：

使用卫星同步方式中，需要基站设备上自带卫星接收机，并且外接卫星天线。目前基站平台中使用的卫星天线多是有源天线，这使卫星同步因为很多原因无法进行，具体的，例如可以关闭卫星信号；通常是国家安全行为，如美国关闭GPS卫星系统，导致其他应用该卫星系统的导弹、火箭发射失败；再例如可以破坏(拔下)基站卫星信号接收天线，这也会使得卫星同步无法实现；还可以模拟另一个卫星干扰信号；迫使基站的GPS接收机接入该模拟卫星系统中，从而干扰时间同步的正常进行。

但是目前的基站通信系统中尚缺少卫星同步安全检测系统，也无法识别卫星天线是否在位，例如在传统方式中，不存在GPS天线在位检测，因此如果系统中配置为GPS同步方式，则会以GPS方式一致同步，此时如果GPS天线没有连接，则基站无法实现同步并无法运行。系统会一直致循环的检测GPS同步信号，最终导致基站无法工作；此外，也无法检测卫星天线端故障，由于GPS天线通常为有源天线，使用中如果带电插拔他电线或者天线本身存在短路故障时，则会导致GPS接收部分电路器件损坏，如过流烧毁电感或者GPS接收机，而传统的方式中无法实现对其故障检测。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种检测单元及卫星天线在位检测装置来解决现有技术中的问题。

本实用新型提供如下技术方案：

本实用新型实施例提出了一种检测单元，包括：卫星信号接入端、卫星信号输出端、电阻、运算放大器、第一比较器和第二比较器；其中，所述卫星信号接入端连接所述电阻的一端，所述电阻的另一端连接所述卫星信号输出端；

所述电阻与所述运算放大器并联；

所述第一比较器与所述第二比较器均设置有两个输入端；

所述运算放大器的输出端与所述第一比较器的第一输入端连接；所述第一比较器的第二输入端连接第一预设电压源；

所述运算放大器的输出端与所述第二比较器的第一输入端连接；所述第二比较器的第二输入端连接第二预设电压源。

在一个具体的实施例中，所述第一预设电压源与所述第二预设电压源两者的电压大小不同。

在一个具体的实施例中，所述第一预设电压源与所述第二预设电压源是通过两个相同电压的初始电压源分别串联不同大小的分压电阻进行分压得到的。

在一个具体的实施例中，所述电阻、所述运算放大器、所述第一比较器和所述第二比较器均为贴片封装结构。

本实用新型实施例还提出了一种卫星天线在位检测装置，包括处理单元、卫星天线单元及上述的检测单元；其中，所述卫星天线单元连接所述检测单元中的所述卫星信号接入端；

所述处理单元连接所述检测单元中所述第一比较器的输出端；所述处理单元还连接所述第二比较器的输出端以及所述运算放大器的输出端；

在一个具体的实施例中，还包括：用于控制所述卫星天线单元通断的开关组件。

在一个具体的实施例中，所述开关组件连接所述处理单元。

在一个具体的实施例中，若所述第一预设电压源的电压小于所述第二预设电压源的电压；所述第二比较器的输出端连接所述开关组件。

在一个具体的实施例中，所述开关组件包括：三极管、MOS管；所述三极管的基极连接所述第二比较器的输出端、所述三极管的发射极接地、所述三极管的集电极连接所述MOS管的栅极、所述MOS管的漏极连接所述电阻、所述MOS管的源极接地。

在一个具体的实施例中，所述MOS管为N型MOS管。

本实用新型的实施例具有如下优点：

本实用新型实施例提出了一种检测单元及卫星天线在位检测装置，其中，检测单元包括：卫星信号接入端、卫星信号输出端、电阻、运算放大器、第一比较器和第二比较器；所述卫星信号接入端连接所述电阻的一端，所述电阻的另一端连接所述卫星信号输出端；所述电阻与所述运算放大器并联；所述第一比较器与所述第二比较器均设置有两个输入端；所述运算放大器的输出端与所述第一比较器的第一输入端连接；所述第一比较器的第二输入端连接第一预设电压源；所述运算放大器的输出端与所述第二比较器的第一输入端连接；所述第二比较器的第二输入端连接第二预设电压源。本方案基于卫星信号接入端接入卫星信号，并在经过电阻时产生电压差，再将该电压差经过运算放大器进行放大后，分别输入第一比较器与第二比较器中，以分别与第一预设电压源的电压和第二预设电压源的电压进行比较，根据比较的结果确定卫星天线是否正常在位。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显和易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，做详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了一种检测单元的框架结构示意图；

图2示出了一种检测单元的一部分电路结构示意图；

图3示出了一种检测单元的另一部分电路结构示意图；

图4示出了一种卫星天线在位检测装置的框架结构示意图。

主要元件符号说明：

1-卫星信号接入端；2-卫星信号输出端；3-电阻；

4-运算放大器；5-第一比较器；6-第二比较器；

7-处理单元；8-卫星天线单元。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，术语“第一”、“第二”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”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，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在模板的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例1

本实用新型实施例1公开了一种检测单元，如图1所示，包括：卫星信号接入端1、卫星信号输出端2、电阻3、运算放大器4、第一比较器5和第二比较器6；其中，

所述卫星信号接入端1连接所述电阻3的一端，所述电阻3的另一端连接所述卫星信号输出端2；

所述电阻3与所述运算放大器4并联；

所述第一比较器5与所述第二比较器6均设置有两个输入端；

所述运算放大器4的输出端与所述第一比较器5的第一输入端连接；所述第一比较器5的第二输入端连接第一预设电压源；

所述运算放大器4的输出端与所述第二比较器6的第一输入端连接；所述第二比较器6的第二输入端连接第二预设电压源。具体的，所述第一预设电压源与所述第二预设电压源两者的电压大小不同。

进一步的，所述第一预设电压源与所述第二预设电压源是通过两个相同电压的初始电压源分别串联不同大小的分压电阻3进行分压得到的。

具体的，结合图2与图3所示，当GPS天线接入时，卫星信号接入端1(如图2以及图3中的GPS_POWER_IN)，在电阻3(如图2中的R2005)上流过电流，电流与电阻3乘积，得到电压，因此图2中GPS_POWER_IN和卫星信号输出端2(如图2以及图3中的GPS_POWER_OUT)两者之间会有电压差。

具体的，运算放大器4可以有2个，放大同样的倍率。

具体的，该电压差经过如图3所示的运算放大器4(如图3中的R2017与R2018,其中，R2017电阻3为10K欧姆，R2018电阻3为100K欧姆)，可实现10倍放大，经过R2017与R2018放大后得到GPS_consume_POWER信号，该GPS_consume_POWER信号流向比较器U2003.经过与第一预设电压源进行比较后得到的GPS_ALARM。

于此同时，该电压差还经过U2002的放大单元A放大后得到GPS_consume_POWER信号，该GPS_consume_POWER信号流向比较单元(也即U2002的右侧部分)，经过与第二预设电压源运算比较后得到GPS_ON信号。

在一个具体的实施例中，在5V电压下，GPS天线的电流一般是10-20mA；例如电阻3(图2中的R2005)的大小为10欧姆；在此情况下，卫星信号流经该电阻3产生的电压差为100-200mV；而运算放大器4的放大倍数例如为10倍，得到GPS_consume_POWER信号的电压的范围在1-2V之间。

在此情况下，GPS_consume_POWER与一个通过电阻3分压得到的0.43V电压进行比较(通过比较器实现)，比较得到的结果为GPS_ON信号。GPS_consume_POWER与一个通过电阻3分压得到的2.86V电压进行比较(通过比较器实现)，比较得到的结果为GPS_ALARM的信号。

由此，根据比较的结果不同，存在以下多种情况：

情况1、GPS天线不在位置，流过串联10R电阻3的电流为0A，GPS_consume_POWER＝0V；小于0.43V，则GPS_ON输出低电平。GPS_ALARM输出低电平。

情况2、GPS天线正常在位置，例如流过串联10R电阻3的电流为12mA(在正常的10-20mA范围内)，GPS_consume_POWER＝1.2V，大于0.43V，则GPS_ON输出高电平；GPS_consume_POWER＝1.2V小于2.86V，GPS_ALARM输出低电平。

情况3、GPS天线在位但是短路时，流过串联10R电阻3的电流大于30ma(会超出正常的10-20mA范围)，GPS_consume_POWER大于3V，大于0.43V，则GPS_ON输出高电平；GPS_consume_POWER大于3V，也大于2.86V，GPS_ALARM输出高电平。

在一个具体的实施例中，所述电阻3、所述运算放大器4、所述第一比较器5和所述第二比较器6均为贴片封装结构。此外，一般的工艺中，电阻3，运算器，比较器等均是采用焊接的方式实现的连接，但是焊接的方式会有较高的寄生电容，导致检测精度受到影响，为了保证检测精度，电阻3、比较器、运算放大器4均为贴片封装结构，以此降低寄生电容、寄生电感以及焊接过程带来的偏差。

实施例2

本实用新型实施例2还公开了一种卫星天线在位检测装置，如图4所示，包括处理单元7、卫星天线单元8及实施例1中所述的检测单元；其中，所述卫星天线单元8连接所述检测单元中的所述卫星信号接入端1；

所述处理单元7连接所述检测单元中所述第一比较器5的输出端；所述处理单元7还连接所述第二比较器6的输出端；

具体的，卫星天线单元8用于接收卫星信号，当接收到卫星信号之后，卫星天线单元8将接收到的卫星信号传递到卫星信号接入端1以便在检测单元中执行实施例1中所述的处理，得到GPS_ON与GPS_ALARM之后，GPS_ON与GPS_ALARM信号均传输到处理单元7，以便处理单元7进行后续处理。

至于处理单元7则可以包括CPU(中央处理器)、存储器以及与外界连接的网络模块等，具体的卫星天线单元8中还可以设置有具体用于接收卫星信号的接收单元。

在一个具体的实施例中，还包括：用于控制所述卫星天线单元8通断的开关组件；进一步的，所述开关组件连接所述处理单元7。

具体的，如果出现情况3、也即判断出GPS天线短路，则处理单元7输出高电平控制GP_POWER_CTR信号，驱动Q2002关闭，切除短路故障的GPS天线，并在系统内部发出告警信号。

在一个具体的实施例中，若所述第一预设电压源的电压小于所述第二预设电压源的电压；所述第二比较器6的输出端连接所述开关组件。

具体的，若所述第一预设电压源的电压小于所述第二预设电压源的电压，以上述为例来进行说明，则所述第二比较器6的输出端输出的是GPS_ALARM，在此情况下，当出现GPS天线短路时，GPS_ALARM为高电平信号，通过高电平信号控制开关组件，断开所述卫星天线单元8的电源。起到保护卫星天线单元8的作用。

进一步的，如图2所示，所述开关组件包括：三极管(如图2所示的Q2001)、MOS管(如图2所示的Q2002)；所述三极管的基极连接所述第二比较器6的输出端、所述三极管的发射极接地、所述三极管的集电极连接所述MOS管的栅极、所述MOS管的漏极连接所述电阻3、所述MOS管的源极接地。

此外，所述MOS管为N型MOS管。

具体的，基于三极管与MOS管形成开关管，在高点平信号时断开MOS管的连接，进而断开所述卫星天线单元8的电源，起到中断短路，保护卫星天线单元8的作用。

本实用新型实施例提出了一种检测单元及卫星天线在位检测装置，其中，检测单元包括：卫星信号接入端1、卫星信号输出端2、电阻3、运算放大器4、第一比较器5和第二比较器6；所述卫星信号接入端1连接所述电阻3的一端，所述电阻3的另一端连接所述卫星信号输出端2；所述电阻3与所述运算放大器4并联；所述第一比较器5与所述第二比较器6均设置有两个输入端；所述运算放大器4的输出端与所述第一比较器5的第一输入端连接；所述第一比较器5的第二输入端连接第一预设电压源；所述运算放大器4的输出端与所述第二比较器6的第一输入端连接；所述第二比较器6的第二输入端连接第二预设电压源。本方案基于卫星信号接入端1接入卫星信号，并在经过电阻3时产生电压差，再将该电压差经过运算放大器4进行放大后，分别输入第一比较器5与第二比较器6中，以分别与第一预设电压源的电压和第二预设电压源的电压进行比较，根据比较的结果确定卫星天线是否正常在位。

在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种检测单元，其特征在于，包括：卫星信号接入端、卫星信号输出端、电阻、运算放大器、第一比较器和第二比较器；其中，

所述卫星信号接入端连接所述电阻的一端，所述电阻的另一端连接所述卫星信号输出端；

所述电阻与所述运算放大器并联；

所述第一比较器与所述第二比较器均设置有两个输入端；

所述运算放大器的输出端与所述第一比较器的第一输入端连接；所述第一比较器的第二输入端连接第一预设电压源；

所述运算放大器的输出端与所述第二比较器的第一输入端连接；所述第二比较器的第二输入端连接第二预设电压源。

2.如权利要求1所述的单元，其特征在于，所述第一预设电压源与所述第二预设电压源两者的电压大小不同。

3.如权利要求1或2所述的单元，其特征在于，所述第一预设电压源与所述第二预设电压源是通过两个相同电压的初始电压源分别串联不同大小的分压电阻进行分压得到的。

4.如权利要求1所述的单元，其特征在于，所述电阻、所述运算放大器、所述第一比较器和所述第二比较器均为贴片封装结构。

5.一种卫星天线在位检测装置，其特征在于，包括处理单元、卫星天线单元及权利要求1-4任意一项所述的检测单元；其中，所述卫星天线单元连接所述检测单元中的所述卫星信号接入端；

所述处理单元连接所述检测单元中所述第一比较器的输出端；所述处理单元还连接所述第二比较器的输出端。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括：用于控制所述卫星天线单元通断的开关组件。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述开关组件连接所述处理单元。

8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，若所述第一预设电压源的电压小于所述第二预设电压源的电压；所述第二比较器的输出端连接所述开关组件。

9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述开关组件包括：三极管、MOS管；所述三极管的基极连接所述第二比较器的输出端、所述三极管的发射极接地、所述三极管的集电极连接所述MOS管的栅极、所述MOS管的漏极连接所述电阻、所述MOS管的源极接地。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述MOS管为N型MOS管。

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