一种短波收信天馈系统智能监测模块及监测方法技术方案

本发明专利技术公开了一种短波收信天馈系统智能监测模块及监测方法，其特征在于，该监测模块包括射频通道切换单元、射频信号产生单元、射频信号测试单元、嵌入式单元、接口单元和电源管理单元，由射频通道切换单元根据不同的测试需求切换天线接口、馈线接口、射频信号产生单元以及射频信号测试单元之间的射频通道，射频信号产生单元可以产生多种类型的射频信号经射频通道切换单元送至收信天线、馈线及收信机上作为激励信号，天线或馈线反射的射频信号由射频通道切换单元统一送至射频测试单元进行采样和处理。按照本发明专利技术实现的智能监测模块，能够实现为短波天馈系统进行效率极高的监测和检测功能。

A shortwave antenna system intelligent monitoring module and monitoring method

The invention discloses a shortwave antenna system intelligent monitoring module and monitoring method, which is characterized in that the monitoring module comprises a radio frequency channel switching unit, a radio frequency signal generating unit, RF signal testing unit, embedded unit, interface unit and a power management unit, a radio frequency channel switching unit according to different test requirements, switching antenna interface feeder interface, RF signal generating unit and RF channel between the RF signal testing unit, a radio frequency signal generating unit can produce various types of RF signal through RF channel switching unit is sent to the receiving antenna, feeder and receiver as excitation signal, RF signal reflected by the RF antenna or cable channel switching unit sent to the RF test by sampling and processing unit. According to the invention realizes the intelligent monitoring module, can realize high efficiency of shortwave antenna system monitoring and detection function.

【技术实现步骤摘要】
一种短波收信天馈系统智能监测模块及监测方法
本专利技术属于短波智能监测领域，特别是涉及一种短波收信天馈系统智能监测模块及监测方法。
技术介绍
在智能化技术高速发展的今天，越来越多的行业和领域都在向着这一方向快速推进。在无线通信领域也不例外，许多复杂的电子设备和系统的运行、维护和监测管理方式都在进行着信息化与智能化的改进，不仅有效的提高了设备的工作效率，也给系统的维护和监测管理带来了极大的便利。但在某些通信领域，还存在智能化发展不均衡的问题。如在短波收信方面，由于系统涵盖了收信设备、天线与馈电系统等部分，设备种类较多且分布范围广，日常检测和维护的任务重、难度较大，尤其对天馈线在使用中出现的情况和问题无法及时发现和处理，缺少智能化的自动监测技术与手段。在野外环境下对收信天馈系统进行检测时，主要采用的仪器设备是便携式检测仪器，通过人工的方式将天馈线从通信线路中断开后手动进行测试。这种方式不仅检测效率低，对检修维护人员来说会造成时间和精力的浪费，而且对短波通信的日常业务也有一定的影响。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种用于短波收信天馈系统智能监测模块，可以提供一种基于收信设备功能完备性的检测模块和监测方法，摆脱操作人员需要进行人工的端口切换和测量的问题，从而实现测量的自动化和实时性。为实现上述目的，按照本专利技术，提供一种短波收信天馈系统智能监测模块，其特征在于，所述监测模块包括设置于天线接口与馈线接口之间的射频通道切换单元；所述射频通道切换单元还分别与射频信号产生单元、射频信号测试单元电连接，所述射频通道切换单元接收嵌入式控制单元的控制根据不同的测试需求切换所述天线接口、所述馈线接口、所述射频信号产生单元以及所述射频信号采集与测试单元之间的射频通道；所述射频信号产生单元产生的射频信号经所述射频通道切换单元传送至收信天线、馈线及收信机上作为激励信号；所述收信天线和/或馈线反射的射频信号经所述射频通道切换单元传送至所述射频信号采集与测试单元执行处理；所述嵌入式控制单元还分别与所述射频信号产生单元、所述射频信号采集与测试单元电连接；所述射频通道切换单元包括若干接收所述嵌入式控制单元的3个屏蔽型射频继电器，所述嵌入式控制单元完成所述监测模块的整体控制、数据采集、计算处理以及传输。进一步地，所述射频信号产生单元包括用于实现所述单元总控制的可编程逻辑芯片，以及用于产生射频信号的晶振，所述可编程逻辑芯片还控制射频幅度控制电压，当接收到所述嵌入式控制单元发出产生调幅信号的命令时，所述可编程逻辑芯片完成调幅信号控制参数的计算，控制所述射频信号产生单元中的DA转换器产生正弦调制信号，输出到所述射频信号产生单元中包含的幅度控制电路。进一步地，所述射频信号产生单元送出的激励信号依次经过程控衰减器和定向耦合器后发送至所述射频通道切换单元。进一步地，所述嵌入式控制单元包括嵌入式微处理芯片，外围电路包括SDRAM、NANDFLASH、SD卡存储器、以太网芯片、电源与复位电路、时钟电路及散热风扇控制电路，所述嵌入式微处理芯片通过总线接口的方式与其它受控制的模块通信。本专利技术还公开了一种短波收信天馈系统智能监测模块的监测方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：模块开机自检，完成状态初始化；判定是否接收到唤醒指令，如果没接收到则进入待机状态等待被唤醒；如果接收到，则判定是否接收到测试指令，如果接收到测试指令，则判定是否测试天线驻波比，如果判定为是，则需要控制所述射频通道切换单元连通至天线端口；如果判定为否，则判定是否测试馈线驻波比，如果判定为是，则需要控制所述射频通道切换单元连通至馈线端口；在上述连接的状态之下，产生射频信号，并且测试接收所述射频信号激励之后的射频耦合信号；发送测试数据至所述嵌入式控制单元执行检测；若为接收到射频信号产生指令，则判定是否控制射频信号产生，若判定为是，则产生射频激励信号，若判定为否，则判定是否执行所述监测模块的内部校准，如果判定为是则执行内部校准，如果判定为否，则依据所述嵌入式控制单元执行检测的情况判断此次测试指令是否执行完毕，如果是，则进入待机等待唤醒，如果否，则重新跳转至是否接收到测试指令的判定，直至所有监测任务完成。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：用于对短波天馈系统进行在线监测的智能模块，通过采用嵌入式控制和射频传感器采集等技术为短波收信的智能监测提供一种新的技术手段。附图说明图1为按照本专利技术实现的短波收信智能监测模块的模块组成结构示意图；图2为按照本专利技术实现的射频通道切换单元的原理框图；图3为按照本专利技术实现的射频信号产生单元的原理框图；图4为按照本专利技术实现的射频信号采集与测量单元的原理框图；图5为按照本专利技术实现的嵌入式控制单元设计的模块组成原理框图；图6为按照本专利技术实现的嵌入式控制单元的工作流程示意框图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。短波收信智能监测模块主要由射频通道切换单元、射频信号产生单元、射频信号测试单元、嵌入式单元、接口单元和电源管理单元等组成，其结构框图如图1所示：在设备加电后，首先由自检与校准单元控制监测模块内部进行单元自检和测试数据检测校准，所有单元工作正常后监测模块开始自动工作。在没有监测任务唤醒时，监测模块自动处于低功耗待机状态，收信天线接口与馈线接口通过射频通道切换单元连通。当需要进行测试时，由射频通道切换单元根据不同的测试需求切换天线接口、馈线接口、射频信号产生单元以及射频信号测试单元之间的射频通道，通常情况下，为了不影响收信链路的正常工作，在不需要进行测试或者模块不加电工作时收信天线接口与馈线接口之间是直通的状态。根据测试任务的不同，射频信号产生单元可以产生多种类型的射频信号经射频通道切换单元送至收信天线、馈线及收信机上作为激励信号。天线或馈线反射的射频信号由射频通道切换单元统一送至射频测试单元进行采样和处理。所有的测试操作和切换控制均由嵌入式控制单元完成，通过有线网络将测试数据实时传送给监测服务器进行建模计算与处理。监测模块主要完成的功能有以下几点：1)短波收信业务智能保护：对天馈系统实施监测的基本前提是对短波收信业务的正常展开不能造成任何影响，因此在设计时首要考虑的是对短波收信业务的智能保护。在硬件及软件设计上都要确保监测模块不管是在关机状态、监测全过程中以及内部单元损坏或故障时，都不能影响到天馈线通信链路的畅通。2)监测功能自检和监测数据自校准：监测模块每次加电开机时，都要完成功能自检，检测自身的各个组成单元工作是否正常。模块内部自带校准单元，可根据需要定期或手动进行测量数据准确性的自动校准。3)远程网络自动控制：通过有线方式与远程监测服务器相连，监测模块的运行受上位机远程控制，自动将监测数据采用TCP/IP的方式传送给监测服务器。4)射频信号产生功能：可产生频率范围为3～30MHz，AM、USB、LSB和SSB等多种方式的调制信号，输出幅度最小为0.5μV，为收本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种短波收信天馈系统智能监测模块，其特征在于，所述监测模块包括设置于天线接口与馈线接口之间的射频通道切换单元；所述射频通道切换单元还分别与射频信号产生单元、射频信号测试单元电连接，所述射频通道切换单元接收嵌入式控制单元的控制根据不同的测试需求切换所述天线接口、所述馈线接口、所述射频信号产生单元以及所述射频信号采集与测试单元之间的射频通道；所述射频信号产生单元产生的射频信号经所述射频通道切换单元传送至收信天线、馈线及收信机上作为激励信号；所述收信天线和/或馈线反射的射频信号经所述射频通道切换单元传送至所述射频信号采集与测试单元执行处理；所述嵌入式控制单元还分别与所述射频信号产生单元、所述射频信号采集与测试单元电连接；所述射频通道切换单元包括若干接收所述嵌入式控制单元的3个屏蔽型射频继电器，所述嵌入式控制单元完成所述监测模块的整体控制、数据采集、计算处理以及传输。

【技术特征摘要】
1.一种短波收信天馈系统智能监测模块，其特征在于，所述监测模块包括设置于天线接口与馈线接口之间的射频通道切换单元；所述射频通道切换单元还分别与射频信号产生单元、射频信号测试单元电连接，所述射频通道切换单元接收嵌入式控制单元的控制根据不同的测试需求切换所述天线接口、所述馈线接口、所述射频信号产生单元以及所述射频信号采集与测试单元之间的射频通道；所述射频信号产生单元产生的射频信号经所述射频通道切换单元传送至收信天线、馈线及收信机上作为激励信号；所述收信天线和/或馈线反射的射频信号经所述射频通道切换单元传送至所述射频信号采集与测试单元执行处理；所述嵌入式控制单元还分别与所述射频信号产生单元、所述射频信号采集与测试单元电连接；所述射频通道切换单元包括若干接收所述嵌入式控制单元的3个屏蔽型射频继电器，所述嵌入式控制单元完成所述监测模块的整体控制、数据采集、计算处理以及传输。2.如权利要求1所述的短波收信天馈系统智能监测模块，其特征在于，所述射频信号产生单元包括用于实现所述单元总控制的可编程逻辑芯片，以及用于产生射频信号的晶振，所述可编程逻辑芯片还控制射频幅度控制电压，当接收到所述嵌入式控制单元发出产生调幅信号的命令时，所述可编程逻辑芯片完成调幅信号控制参数的计算，控制所述射频信号产生单元中的DA转换器产生正弦调制信号，输出到所述射频信号产生单元中包含的幅度控制电路。3.如权利要求1或2所述的短波收信天馈系统智能监测模块，其特征在于，所述射频信号产生单元送出...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵德生，杨吉祥，罗勇，武兵，冯义，
申请(专利权)人：中国人民解放军九一九一七部队，
类型：发明
国别省市：北京,11