[發明專利]射頻電纜故障定位檢測裝置及檢測方法

在審

• 申請號: 201510765477.3
• 申請日: 2015-11-06
• 公開（公告）號: CN105510766A
• 公開（公告）日: 2016-04-20
• 發明（設計）人: 祝林林;朱偉;張曉來;王凱;孫林;鄭恢康
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第四十一研究所
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08;G01R31/11
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及電纜故障檢測技術領域，具體涉及一種射頻電纜故 障定位檢測裝置及其檢測方法。

背景技術

射頻電纜是無線電通信系統和電子設備中不可缺少的元件，在 無線通信與廣播、電視、雷達、導航、計算機及儀表等方面得到了 廣泛的應用，因此射頻電纜的檢測和維護非常重要。為了能夠準確 及時的檢測電纜故障、減小通信電纜故障帶來的損失，越來越多的 通信系統要求對射頻電纜進行故障實時監測。

現有的應用最廣泛的電纜故障定位檢測儀器基于頻域反射原理 和單端口矢量網絡分析儀設計方案實現，由激勵信號源、本振信號 源、定向耦合器、幅相接收機、數字處理和CPU控制、顯示等部分 組成；激勵信號源產生激勵信號，一路作為參考信號送入R通道表 征入射波，另一路經定向耦合器傳輸到被測電纜，定向耦合器將被 測電纜反射信號分離出來送入A通道。本振信號源與激勵信號源同 步產生具有固定頻差的本振信號，進入R通道和A通道的信號與本 振信號進行基波混頻，產生固定的中頻信號；由于采用系統鎖相技 術，激勵信號源和本振信號源共用時基，被測網絡的幅度信息和相 位信息被保留在中頻信號中，中頻信號經放大濾波和A/D數字化， 轉換為數字化中頻，FPGA提取被測網絡的幅度信息和相位信息后發 送給CPU，CPU分析出電纜阻抗變化的時間點和變化幅度。

但該方法在測量射頻電纜時需要進行校準和誤差修正操作，測 量效率低，當環境溫度變化較大時，校準數據將失效，必須重新進 行校準操作，不能對射頻電纜進行實時監測；且測量距離受測量儀 器方向性指標限制，無法實現對較長距離電纜的故障定位檢測。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術中存在的上述缺陷，提供一 種射頻電纜故障定位檢測裝置。

為解決上述問題，本發明提出一種射頻電纜故障定位檢測裝 置，包括激勵源、功分器、定向耦合器、測量端口、混頻器、濾波 放大模塊、A/D轉化模塊、FPGA處理器和CPU，其中：

激勵源，用于產生線性掃頻信號，并將該線性掃頻信號傳輸至 功分器；

功分器，用于接收激勵源傳來的線性掃頻信號，并將線性掃頻 信號分別傳輸至所述定向耦合器和混頻器；

定向耦合器，用于接收功分器送來的線性掃頻信號，并將該信 號傳輸到測量端口；同時接收測量端口傳來的反射信號并傳輸到混 頻器；

測量端口，用于將從定向耦合器接收的線性掃頻信號輸出到被 測射頻電纜；同時接收被測射頻電纜傳輸的反射信號并傳輸至定向 耦合器；

混頻器，用于將功分器傳輸的線性掃頻信號和定向耦合器傳輸 的反射信號混頻得到差頻信號，并將該差頻信號傳輸到濾波放大模 塊；

濾波放大模塊，將接收的差頻信號濾波、放大后傳輸至A/D轉 化模塊；

A/D轉化模塊，將接收的差頻信號轉化為數字信號后傳輸至 FPGA處理器；

FPGA處理器，對接收的數字信號進行處理，隨后傳輸至CPU；

CPU，對接收的數字信號進行傅里葉變換，得到差頻信號的頻 率f_IF及功率P_IF，根據得到的頻率和功率計算電纜故障點離測量端 口的距離及故障點的駐波比。

上述技術方案中，所述激勵源產生的線性掃頻信號頻率為 780MHz～820MHz。

本發明還公開了一種使用上述射頻電纜故障定位檢測裝置的 射頻電纜故障定位檢測方法，向射頻電纜發射掃寬ΔF、掃描時間ΔT 的掃頻信號，隨后接收射頻電纜返回的反射信號，

將反射信號與掃頻信號進行混頻、濾波放大得到反射信號與掃頻信 號之間的差頻信號，將該差頻信號依次通過A/D模數轉換、FPGA 計算處理和CPU的傅里葉變換計算處理，得到差頻信號的頻率f_IF和功率P_IF，根據公式(1)可計算得到故障點離測量端口的距離d：

d＝f_IF×ΔT/ΔF×1.5×10⁸×V_p；(1)

其中，ΔF為掃頻信號的掃寬，ΔT為掃頻信號的掃描時間，V_p為被測射頻電纜的速率因子。