WO2011128070A1 - Verfahren zum orten von fehlerhaften stellen in einem hf-signalübertragungspfad durch detektion eines intermodulationsproduktes - Google Patents

Verfahren zum orten von fehlerhaften stellen in einem hf-signalübertragungspfad durch detektion eines intermodulationsproduktes Download PDF

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    • G01R31/081—Locating faults in cables, transmission lines, or networks according to type of conductors
    • G01R31/083—Locating faults in cables, transmission lines, or networks according to type of conductors in cables, e.g. underground

Definitions

  • the present invention relates to a method for locating locations in a signal transmission path for a radio-frequency signal, wherein these locations are erroneous in terms of radio frequency transmission characteristics of the signal transmission path, according to the preamble of claim 1.
  • a signal transmission path for RF signals for example in a mobile radio base station
  • the signal transmission path comprises, for example, RF cable, RF connector, lightning protection and an antenna for radiating the RF signal
  • measurements of RF transmission characteristics often result in reduced transmission capability deteriorates more towards high frequencies than is likely to be the case mathematically or is expected due to the RF transmission characteristics of the individual components.
  • the invention is based on the object, a method of o.g. To design a way such that in HF technical terms faulty points in a signal transmission path can be located in a simple manner and at the same time very local, so that the troubleshooting is simplified.
  • step (e) receiving an intermodulation product signal generated in the signal transmission path having the frequency f IM-RECEIVE corresponding to the intermodulation product generated in step (c) at the predetermined initiation point;
  • step (f) determining a frequency difference fo between the frequency fiM-GENERATED (tEMPF) of the intermodulation product generated in step (c) and the frequency fiM RECEIVE (tEMPF) of the intermodulation product signal received in step (e) simultaneously at a respective time t E MPF;
  • step (g) calculating a length L between the point of initiation and a location in the signal transmission path from which the signal received in step (e) was generated from the frequency difference determined in step (f).
  • the signal transmission path comprises a high-frequency line, in particular a waveguide or a coaxial cable, a lightning protection circuit, an RF filter, an RF termination resistor and / or an RF antenna.
  • step (c) the third order intermodulation product IM3 with the frequency f
  • M 3-GENERATE (t) 2 xf ⁇ t) - f 2 or f
  • step (e) the intermodulation product is filtered out of the signal received at the point of introduction by means of an RF frequency filter, in particular a bandpass filter.
  • step (g) the length L according to the Fo where c is a propagation velocity of RF signals in the signal transmission path, fo is the frequency difference determined in step (f), and ⁇ is the constant rate of change used in step (a).
  • step (a) For even better distinguishability of generated and received intermodulation product in step (a) between two successive frequency variations of the frequency f-i (t) from fAnfang to fEnde with the rate of change df / dt a predetermined time At provided.
  • a point which is defective in terms of high-frequency transmission characteristics of the signal transmission path comprises at least one point at which there is a change, in particular a jump, of the HF characteristic impedance at which an electrical contact is faulty, in particular a contact resistance which is greater than one is predetermined value and / or there is a non-linear transfer function for an RF signal.
  • a value of fANFA G is less than a value of
  • Fig. 2 is a graphical representation of a signal evaluation according to the inventive method.
  • the exemplary embodiment of the method according to the invention exemplified in FIG. 1 relates to the analysis of a signal transmission path 10 with regard to defects which impair the RF transmission properties. These impurities cause a nonlinear transfer function with respect to the transmission of RF signals.
  • the present method makes use of the fact that such non-linear transfer functions lead to the generation of intermodulation products, if two RF signals of different frequency meet at the same time with such a location with non-linear transfer function.
  • These intermodulation products are generated at these locations and do not represent a reflection of an injected signal, but a new RF signal not previously present in the signal transmission path, which is referred to herein as an intermodulation signal or intermodulation product.
  • a first RF signal 14 having a time-varying frequency f ⁇ t) is generated.
  • This first RF signal 14 is amplified in a block 16 "PA fi" and fed to a combiner 18.
  • a second RF signal 22 is generated at a constant frequency f 2 , amplified in a block 24 "PA f2 M and also fed to the combiner 18.
  • the combiner 18 carries the HF combined onto a line Signals 14, 22 to a block 26 which includes a duplex filter and feeds the first and second RF signals 14, 22 into the signal transmission path 10 at an initiation point 28.
  • a signal generated in the signal transmission path 10 is simultaneously received at the initiation point 28 and filtered out by means of the duplex filter, the intermodulation product 3rd order IM3 32 with a frequency fi pi-E PFA GEN (t) and passed through an output 30 to a block 34 , Furthermore, in a block 36, the first RF signal is doubled in its frequency f ⁇ t) (2 * fi (t)) and another block 38 becomes such frequency doubled first RF signal 14 is mixed with the second RF signal 22, so that finally the third order intermodulation product IM3 40 is generated at the frequency fiM-GENERAT-r (t).
  • the received intermodulation products generated in the signal transmission path are temporally offset from each other at the initiation point 28 because the received intermodulation product IM3 32 additionally includes a path L from the point of introduction 28 to the point with non-linear transfer function has traversed the path L back to the point of initiation 28 back from the point of non-linear transfer function.
  • the received and generated intermodulation product 32 and 40 are compared with each other and there is a frequency difference fo 42 between the frequency fiM-GENERATED (tEMPF) of the generated intermodulation product IM3 40 and the frequency fi-RECEPTION (tEMPF) of the received intermodulation product IM3 32 determined at a given time t E PF and passed to block 44.
  • tEMPF frequency fiM-GENERATED
  • tEMPF frequency fi-RECEPTION
  • f D is the previously determined frequency difference f D 42 and the constant change rate used to generate the swept first RF signal 14.
  • This distance L is the distance from the initiation point 28 to a position where the 3rd order intermodulation product IM3 32 was generated in the signal transmission path 10 from the first and second RF signals 14, 22. Now only this distance or length L must be measured on the signal transmission path 10 and you get exactly the place in the signal transmission path 10 at which an error with non-linear Is transfer function that affects the RF transmission characteristics of the signal transmission path 10. This may be a break in an RF cable or a fault in the antenna or a faulty RF connector or a faulty solder joint.
  • the second RF signal 22 is generated, for example, at a constant frequency h - 970 MHz. This results in a corresponding swept frequency in the frequency range from 880 MHz to 910 MHz for the 3rd order intermodulation product IM3.
  • This can be with the duplex filter in block 26 well separated from the fed first and second RF signal 14, 22 with a correspondingly higher power so that they do not sprinkle into the receiving part of the process from the output 30.
  • the time t is plotted on a horizontal axis 46 and the frequency f on a vertical axis 48.
  • the time profile of the frequency fiM-GENERATED (t) of the generated intermodulation product IM3 40 and the time profile of the frequency fi -E PFA GEN (t) of the received intermodulation product IM3 32 are plotted.
  • 50 is a predetermined reception time t E PF
  • 52 is the initial frequency fANFANG
  • 54 is the end frequency f E NDE designated.
  • the frequency difference fo 42 results at a particular point in time tEMPF 50 between the generated signals Intermodulation product IM3 40 and the received intermodulation product IM3 32.
  • This frequency difference f D 42 is constant at a constant rate of change df / dt for the swept first RF signal 14 with frequency fi (t) and is used to calculate the length L according to the aforementioned formula ,
  • the third-order intermodulation product IM3 is used.
  • a device for carrying out the method according to the invention is calibrated before the first measurement, in order to eliminate runtimes of the compared RF signals 32 and 40 in the transmitter before the initiation point 28 outside the signal transmission path 10.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Orten von Stellen in einem Signalübertragungspfad (10) für ein Hochfrequenzsignal, wobei diese Stellen im Sinne von Hochfrequenzübertragungseigenschaften des Signalübertragungspfades fehlerhaft sind. Hierzu ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass zwei Signale unterschiedlicher Frequenz (14, 22) in den Signalübertragungspfad eingeleitet und eine Zeitspanne gemessen wird, bis am Einleitungspunkt (28) der beiden Signale ein Intermodulationsprodukt (32) ankommt. Eines der beiden Signale (14) wird dabei über einen vorbestimmten Bereich periodisch gesweept (12). Aus dem Wert der Zeitspanne wird eine Entfernung der fehlerhaften Stelle von dem Einleitungspunkt bestimmt.

Description

VERFAHREN ZUM ORTEN VON FEHLERHAFTEN STELLEN IN EINEM
HF-SIGNALÜBERTRAGUNGSPFAD DURCH DETEKTION EINES
INTERMODULATIONSPRODUKTES
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Orten von Stellen in einem Signalübertragungspfad für ein Hochfrequenzsignal, wobei diese Stellen im Sinne von Hochfrequenzübertragungseigenschaften des Signalübertragungspfades fehlerhaft sind, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei einem Signalübertragungspfad für HF-Signale, beispielsweise bei einer Mobilfunkbasisstation, wobei der Signalübertragungspfad beispielsweise HF- Leitungskabel, HF-Steckverbinder, einen Blitzschutz und eine Antenne zum Abstrahlen des HF-Signals umfasst, ergeben Messungen der HF- Übertragungseigenschaften oftmals eine verminderte Übertragungsfähigkeit, welche sich zu hohen Frequenzen hin mehr verschlechtert, als dies rechnerisch der Fall sein dürfte oder als aufgrund der HF-Übertragungseigenschaften der Einzelkomponenten zu erwarten ist. Hierdurch ergibt sich eine aufwändige Fehlersuche in dem Gesamtsystem des Signalübertragungspfades nach fehlerhaften Stellen, an denen beispielsweise ein HF-Stecker nicht vollständig geschlossen oder fehlerhaft montiert ist oder ein Kabelbruch in einem HF- Leitungskabel vorliegt, wodurch sich an dieser Stelle eine nichtlineare Übertragungsfunktion für HF-Signale ergibt, die zur Verminderung der HF- Signalübertragungseigenschaften des Gesamtsystems des Signalübertragungspfades führt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der o.g. Art derart auszugestalten, dass in HF-technischer Sicht fehlerhafte Stellen in einem Signalübertragungspfad auf einfache Weise und gleichzeitig örtlich sehr genau lokalisiert werden können, so dass die Fehlersuche vereinfacht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren der o.g. Art mit den in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.
Bei einem Verfahren der o.g. Art ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass folgende Schritte ausgeführt werden:
(a) Erzeugen eines ersten HF-Signals, dessen Frequenz fi(t) mit einer vorbestimmten, konstanten Änderungsrate df/dt über die Zeit von einer vorbestimmten Anfangsfrequenz fANFA G bis zu einer vorbestimmten Endfrequenz fs DE kontinuierlich und zeitlich wiederholt variiert (gesweept) wird, so dass fi(t) = df/dt*t ist;
(b) Erzeugen eines zweiten HF-Signals mit einer konstanten vorbestimmten Frequenz f2;
(c) Erzeugen eines vorbestimmten Intermodulationsproduktes mit der Frequenz fiM-Erzeugt(t) aus dem ersten und dem zweiten HF-Signal,
(d) Einleiten des ersten HF-Signals mit der Frequenz fi(t) und des zweiten HF- Signals mit der Frequenz f2 in den Signalübertragungspfad an einem vorbestimmten Einleitungspunkt;
(e) Empfangen eines in dem Signalübertragungspfad erzeugten Intermodulationsproduktsignals mit der Frequenz f IM-EMPFANGEN , welches dem in Schritt (c) erzeugten Intermodulationsprodukt entspricht, am vorbestimmten Einleitungspunkt;
(f) Bestimmen einer Frequenzdifferenz fo zwischen der Frequenz fiM-ERZEUGT(tEMPF) des in Schritt (c) erzeugten Intermodulationsproduktes und der Frequenz fiM-EMPFANGEN(tEMPF) des in Schritt (e) gleichzeitig zu einem jeweiligen Zeitpunkt tEMPF empfangenen Intermodulationsproduktsignals;
(g) Berechnen einer Länge L zwischen dem Einleitungspunkt und einer Stelle in dem Signalübertragungspfad, von der aus das in Schritt (e) empfangene Signal erzeugt wurde, aus der in Schritt (f) bestimmten Frequenzdifferenz.
Dies hat den Vorteil, dass unter Ausnutzung von an fehlerhaften Stellen des Signalübertragungspfades erzeugten Intermodulationsprodukten derartige Stellen örtlich sehr genau lokalisiert werden können, ohne hierzu den Signalübertragungspfad mechanisch bearbeiten, insbesondere zerlegen oder zerstören, zu müssen. Dadurch wird die Fehlersuche erheblich vereinfacht und verkürzt, da binnen kurzer Zeit festgestellt werden kann, welches Bauteil des Signalübertragungspfades einen Fehler aufweist und wo in diesem Bauteil der Fehler örtlich vorhanden ist.
Zweckmäßigerweise umfasst der Signalübertragungspfad eine Hochfrequenzleitung, insbesondere einen Hohlleiter oder ein Koaxialkabel, eine Blitzschutzschaltung, ein HF-Filter, einen HF-Abschlusswiderstand und/oder eine HF-Antenne.
Eine besonders genaue Ortsbestimmung bei einfachem technischem Aufbau erzielt man dadurch, dass in Schritt (c) das Intermodulationsprodukt dritter Ordnung IM3 mit der Frequenz f|M3-ERZEUGT(t) = 2 x f^t) - f2 oder f|M3-ERZEUGT(t) = 2 x f2(t) - erzeugt und in Schritt (e) das entsprechende Intermodulationsprodukt dritter Ordnung IM3 fiM3-EMPFANGE (t) = 2 x fi (t) - f2 oder fiM3-E PFANGENi(t) = 2 x f2(t) - fi empfangen wird.
Zweckmäßigerweise wird in Schritt (e) das Intermodulationsprodukt mittels eines HF-Frequenzfilters, insbesondere eines Bandpassfilters, aus dem am Einleitungspunkt empfangenen Signal herausgefiltert.
Eine besonders einfache Ortung der fehlerhaften Stellen erzielt man dadurch, dass in Schritt (g) die Länge L gemäß der Fo
Figure imgf000005_0001
berechnet wird, wobei c eine Ausbreitungsgeschwindigkeit von HF-Signalen in dem Signalübertragungspfad, fo die in Schritt (f) bestimmte Frequenzdifferenz und ^die in Schritt (a) verwendete, konstante Änderungsrate ist.
Zur noch besseren Unterscheidbarkeit von erzeugtem und empfangenem Intermodulationsprodukt ist in Schritt (a) zwischen zwei aufeinander folgenden Frequenzvariationen der Frequenz f-i(t) von fAnfang bis fEnde mit der Änderungsgeschwindigkeit df/dt eine vorbestimmte Zeit At vorgesehen.
Eine Stelle, welche im Sinne von Hochfrequenzübertragungseigenschaften des Signalübertragungspfades fehlerhaft ist, umfasst wenigstens eine Stelle, an der eine Änderung, insbesondere ein Sprung, des HF-Wellenwiderstandes vorliegt, an der eine elektrische Kontaktierung fehlerhaft ist, insbesondere ein Kontaktwiderstand vorliegt, welcher größer als ein vorbestimmter Wert ist, und/oder an der eine nichtlineare Übertragungsfunktion für ein HF-Signal vorliegt.
Zweckmäßigerweise ist ein Wert von fANFA G kleiner, als ein Wert von feNDE-
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in:
Fig. 1 eine beispielhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand eines schematischen Ablaufdiagramms und
Fig. 2 eine graphische Darstellung einer Signalauswertung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren.
Die in Fig. 1 beispielhaft dargestellte, bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens betrifft die Analyse eines Signalübertragungspfades 10 hinsichtlich von Störstellen, welche die HF-Übertragungseigenschaften beeinträchtigen. Diese Störstellen verursachen eine nichtlineare Übertragungsfunktion hinsichtlich der Übertragung von HF-Signalen. Mit dem vorliegenden Verfahren wird ausgenutzt, dass derartige nichtlineare Übertragungsfunktionen zur Erzeugung von Intermodulationsprodukten führen, wenn zwei HF-Signale unterschiedlicher Frequenz gleichzeitig auf eine derartige Stelle mit nichtlinearer Übertragungsfunktion treffen. Diese Intermodulationsprodukte werden an diesen Stellen erzeugt und stellen keine Reflexion eines eingespeisten Signals, sondern ein neues, zuvor in dem Signalübertragungspfad nicht vorhandenes HF-Signal dar, welches hierin als Intermodulationssignal oder auch Intermodulationsprodukt bezeichnet wird.
In Block 12 "VCO fi" wird ein erstes HF-Signal 14 mit einer zeitlich variierenden Frequenz f^t) erzeugt. Hierbei wird die Frequenz f^t) mit einer vorbestimmten, konstanten Änderungsrate df/dt über die Zeit von einer vorbestimmten Anfangsfrequenz fA FANG bis zu einer vorbestimmten Endfrequenz fENDE kontinuierlich und zeitlich wiederholt variiert (gesweept), so dass f|(t) = df/dt*t ist. Dieses erste HF-Signal 14 wird in einem Block 16 "PA fi" verstärkt und einem Combiner 18 zugeführt. In einem Block 20 "Fix f2" wird ein zweites HF-Signal 22 mit einer konstanten Frequenz f2 erzeugt, in einem Block 24 "PA f2M verstärkt und ebenfalls dem Combiner 18 zugeführt. Der Combiner 18 führt die auf eine Leitung kombinierten HF-Signale 14, 22 einem Block 26 zu, der einen Duplexfilter enthält und das erste sowie zweite HF-Signal 14, 22 an einem Einleitungspunkt 28 in den Signalübertragungspfad 10 einspeist. Diese beiden HF-Signale 14, 22 treffen nun auf ihrem Weg durch den Signalübertragungspfad 10 ggf. auf eine Stelle mit nichtlinearer Übertragungsfunktion, beispielsweise einen defekten HF-Steckverbinder, eine schlechte Lötstelle oder einen Kabelbruch, so dass aus den beiden HF-Signalen 14, 22 an sich unerwünschte Intermodulationsprodukte, wie beispielsweise das Intermodulationsprodukt 3. Ordnung IM3, erzeugt werden. Diese Intermodulationsprodukte laufen als in dem Signalübertragungspfad erzeugte Signale bzw. Intermodulationsprodukte bzw. Intermodulationsproduktsignale zu dem Einleitungspunkt 28 zurück.
Mittels des Blockes 26 wird gleichzeitig am Einleitungspunkt 28 ein in dem Signalübertragungspfad 10 erzeugtes Signal empfangen und mittels des Duplexfilters das Intermodulationsprodukt 3. Ordnung IM3 32 mit einer Frequenz fiwi-E PFA GEN(t) herausgefiltert und über einen Ausgang 30 an einen Block 34 übergeben. Weiterhin wird in einem Block 36 das erste HF-Signal in seiner Frequenz f^t) verdoppelt (2*f-i(t)) und einem weiteren Block 38 wird das derartig frequenzverdoppelte erste HF-Signal 14 mit dem zweiten HF-Signal 22 gemischt, so dass schließlich das Intermodulationsprodukt 3. Ordnung IM3 40 mit der Frequenz fiM-ERZEUG-r(t) erzeugt wird. Die Frequenz fi -ERZEUGT(t) des erzeugten Intermodulationsprodukts 3. Ordnung IM3 40 ergibt sich somit aus der Frequenz i(t) des ersten HF-Signals 14 und aus der Frequenz f2 des zweiten HF-Signals 22 gemäß der Gleichung fiM3-ERZEUGT(t) = 2 x f-i(t) - f2. Das gleiche gilt für das empfangende Intermodulationsprodukt IM3 32. Allerdings liegen die empfangenen, im Signalübertragungspfad erzeugten Intermodulationsprodukte aufgrund von Laufzeitunterschieden zeitlich zueinander versetzt am Einleitungspunkt 28 vor, da das empfangene Intermodulationsprodukt IM3 32 zusätzlich einen Weg L vom Einleitungspunkt 28 zu der Stelle mit nichtlinearer Übertragungsfunktion sowie den Weg L wieder zurück von der Stelle mit nichtlinearer Übertragungsfunktion zum Einleitungspunkt 28 zurückgelegt hat.
In dem Block 34 werden das empfangene und erzeugte Intermodulationsprodukt 32 und 40 miteinander verglichen und es wird eine Frequenzdifferenz fo 42 zwischen der Frequenz fiM-ERZEUGT(tEMPF) des erzeugten Intermodulationsproduktes IM3 40 und der Frequenz fi -EMPFANGEN(tEMPF) des empfangenen Intermodulationsproduktes IM3 32 zu einem bestimmten Zeitpunkt tE PF ermittelt und an den Block 44 übergeben. In dem Block 44 wird aus dieser Frequenzdifferenz fo 42 zu dem jeweiligen Empfangszeitpunkt†EMPF eine Entfernung L gemäß der Formel
dt berechnet, wobei c eine Ausbreitungsgeschwindigkeit von HF-Signalen in dem Signalübertragungspfad 10, fD die zuvor bestimmte Frequenzdifferenz fD 42 und ^ die zum Erzeugen des gesweepten ersten HF-Signals 14 verwendete, konstante Änderungsrate ist. Diese Entfernung L ist die Strecke von dem Einleitungspunkt 28 bis zu einer Stelle, an der das Intermodulationsprodukt 3. Ordnung IM3 32 in dem Signalübertragungspfad 10 aus dem ersten und zweiten HF-Signal 14, 22 erzeugt wurde. Es muss nun nur noch diese Entfernung bzw. Länge L am Signalübertragungspfad 10 abgemessen werden und man erhält genau den Ort im Signalübertragungspfad 10 an dem sich ein Fehler mit nichtlinearer Übertragungsfunktion befindet, die die HF-Übertragungseigenschaften des Signalübertragungspfades 10 beeinträchtigt. Dies kann ein Bruch in einem HF-Kabel oder eine Fehlerstelle in der Antenne oder ein defekter HF-Steckverbinder oder eine fehlerhafte Lötstelle sein. Es können selbstverständlich auch mehrere fehlerhafte Stellen gleichzeitig in dem Signalübertragungspfad vorhanden sein. In diesem Falle ergeben sich mehrere zeitlich versetzte, empfangene Intermodulationsprodukte 32 die alle gleichzeitig ausgewertet werden können, so dass es mehrere Frequenzdifferenzen fD und mehrere Längen L bestimmt werden können. Dadurch, dass als betrachtetes empfangenes Signal ein neu erzeugtes Intermodulationsprodukt verwendet wird, ist sichergestellt, dass die Länge L nur eine fehlerhafte Stelle mit nichtlinearer Übertragungsfunktion und keine sonstige Reflexion eines HF-Signals mit anderen Ursachen oder anderen Quellen betrifft.
Das erste HF-Signal 14 wird beispielsweise zeitlich wiederholt von der Anfangsfrequenz fANFANG = 925 MHZ bis zu einer Endfrequenz fE DE = 940 MHz kontinuierlich mit der Änderungsrate df/dt variiert (gesweept). Das zweite HF-Signal 22 wird beispielsweise mit einer konstanten Frequenz h - 970 MHz erzeugt. Hieraus ergibt sich für das Intermodulationsprodukt 3. Ordnung IM3 eine entsprechend gesweepte Frequenz im Frequenzbereich von 880 MHz bis 910 MHz. Dieses lässt sich mit dem Duplexfilter in Block 26 gut von dem eingespeisten ersten und zweiten HF-Signal 14, 22 mit entsprechend deutlich höherer Leistung trennen, so dass diese nicht in den Empfangsteil des Verfahrens ab dem Ausgang 30 einstreuen.
In Fig. 2 ist auf einer horizontalen Achse 46 die Zeit t und auf einer vertikalen Achse 48 die Frequenz f aufgetragen. Es ist der zeitliche Verlauf der Frequenz fiM-ERZEUGT(t) des erzeugten Intermodulationsproduktes IM3 40 und der zeitliche Verlauf der Frequenz fi -E PFA GEN(t) des empfangenen Intermodulationsproduktes IM3 32 aufgetragen. Mit 50 ist ein vorbestimmter Empfangszeitpunkt tE PF, mit 52 ist die Anfangsfrequenz fANFANG und mit 54 ist die Endfrequenz fENDE bezeichnet.
Aufgrund eines aus der Fig. 2 ersichtlichen Zeitversatzes A ERSATZ 56 zwischen dem erzeugen Intermodulationsprodukt IM3 40 und dem im Signalübertragungspfad 10 erzeugten Intermodulationsprodukt IM3 32 ergibt sich zu jeweils einem bestimmten Zeitpunkt tEMPF 50 die Frequenzdifferenz fo 42 zwischen dem erzeugten Intermodulationsprodukt IM3 40 und dem empfangenen Intermodulationsprodukt IM3 32. Diese Frequenzdifferenz fD 42 ist bei konstanter Änderungsrate df/dt für das gesweepte erste HF-Signal 14 mit Frequenz fi(t) konstant und wird zur Berechnung der Länge L gemäß der zuvor genannte Formel verwendet.
Bei der in den Fig. 1 und 2 dargestellten, bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Intermodulationsprodukt 3. Ordnung IM3 verwendet. Dies ist jedoch lediglich beispielhaft und es können auch andere Intermodulationsprodukte verwendet werden, wie beispielsweise das Intermodulationsprodukt 2. Ordnung (2*fi , 2*f2, fi+f2, h- ), oder 4. Ordnung oder höher. Wichtig ist lediglich, dass das erzeugte Intermodulationsprodukt fiM-ERZEUGT(t) und das empfangene Intermodulationsprodukt fiM-EMPFANGENi( ) identisch sind.
Zweckmäßigerweise wird eine Vorrichtung zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens vor der ersten Messung kalibriert, um Laufzeiten der miteinander verglichenen HF-Signale 32 und 40 in der Auswerteelektronik vor dem Einleitungspunkt 28 außerhalb des Signalübertragungspfades 10 zu eliminieren.

Claims

Patentansprüche:
Verfahren zum Orten von Stellen in einem Signalübertragungspfad (10) für ein Hochfrequenzsignal, wobei diese Stellen im Sinne von Hochfrequenzübertragungseigenschaften des Signalübertragungspfades fehlerhaft sind, mit folgenden Schritten,
(a) Erzeugen eines ersten HF-Signals (14), dessen Frequenz fi(t) mit einer vorbestimmten, konstanten Änderungsrate df/dt über die Zeit von einer vorbestimmten Anfangsfrequenz fANFANG (52) bis zu einer vorbestimmten Endfrequenz fENDE (54) kontinuierlich und zeitlich wiederholt variiert (gesweept) wird, so dass f-i(t) = df/dt*t ist;
(b) Erzeugen eines zweiten HF-Signals (22) mit einer konstanten vorbestimmten Frequenz f2;
(c) Erzeugen eines vorbestimmten Intermodulationsproduktes (40) mit der Frequenz fiM-ERZEUGT( ) aus dem ersten und dem zweiten HF- Signal (14, 22),
(d) Einleiten des ersten HF-Signals (14) mit der Frequenz fi(t) und des zweiten HF-Signals (22) mit der Frequenz f2 in den Signalübertragungspfad (10) an einem vorbestimmten Einleitungspunkt (28);
(e) Empfangen eines in dem Signalübertragungspfad (10) reflektierten Intermodulationsproduktsignals (32) mit der Frequenz fiM-EMPFANGENi(t), welches dem in Schritt (c) erzeugten Intermodulati- onsprodukt (40) entspricht, am vorbestimmten Einleitungspunkt (28);
(f) Bestimmen einer Frequenzdifferenz fD (42) zwischen der Frequenz fiM-ERZEUGT(tEMPF) des in Schritt (c) erzeugten Intermodulationsproduktes (40) und der Frequenz fi -EMPFANGEN(tEMPF) des in Schritt (e) gleichzeitig zu einem jeweiligen Zeitpunkt tEMPF (50) empfangenen, reflektierten Intermodulationsproduktsignals (32);
(g) Berechnen einer Länge L zwischen dem Einleitungspunkt (28) und einer Stelle in dem Signalübertragungspfad (10), von der aus das in Schritt (e) empfangene Signal reflektiert wurde, aus der in Schritt (f) bestimmten Frequenzdifferenz fD (42).
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Signalübertragungspfad (10) eine Hochfrequenzleitung, insbesondere einen Hohlleiter und/oder ein Koaxialkabel, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalübertragungspfad (10) eine Blitzschutzschaltung, ein HF-Filter, einen HF-Abschlusswiderstand und/oder eine HF-Antenne umfasst.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt (c) das Intermodulationsprodukt dritter Ordnung IM3 (40) mit der Frequenz fiM3-ERZEUGT(t) = 2 x f-i(t) - f2 oder fi 3 ERZEUGT(t) = 2 x f2(t) - f| erzeugt und in Schritt (e) das entsprechende Intermodulationsprodukt (32) dritter Ordnung IM3 fiM3-EMPFANGEN(t) = 2 x fi(t) - f2 oder
Figure imgf000012_0001
= 2 x f2(t) - fi empfangen wird.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt (e) das Intermodulationsprodukt (32) mittels eines HF-Frequenzfilters, insbesondere eines Bandpassfilters, aus dem am Einleitungspunkt (28) empfangenen Signal herausgefiltert wird.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt (g) die Länge L gemäß der Formel
Figure imgf000012_0002
berechnet wird, wobei c eine Ausbreitungsgeschwindigkeit von HF-Signalen in dem Signalübertragungspfad, fD (42) die in Schritt (f) bestimmte Frequenzdifferenz und ^die in Schritt (a) verwendete, konstante Änderungsrate ist.
7. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt (a) zwischen zwei aufeinander folgenden Frequenzvariationen der Frequenz f-i(t) des ersten HF-Signals (14) von fAnfang bis fende mit der Änderungsgeschwindigkeit df/dt eine vorbestimmte Zeit At vorgesehen ist.
8. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stelle, welche im Sinne von Hochfrequenzübertragungseigenschaften des Signalübertragungspfades (10) fehlerhaft ist, wenigstens eine Stelle umfasst, an der eine Änderung, insbesondere ein Sprung, des HF-Wellenwiderstandes vorliegt, an der eine elektrische Kontaktierung fehlerhaft ist, insbesondere ein Kontaktwiderstand vorliegt, welcher größer als ein vorbestimmter Wert ist, und/oder an der eine nichtlineare Übertragungsfunktion für ein HF-Signal vorliegt.
9. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wert von f AN FANG kleiner ist^als ein Wert von fENDE-
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