一种中波天线网络阻抗匹配监测前端制造技术

本实用新型专利技术公开了一种中波天线网络阻抗匹配在线监测前端，包括前后面板设计、信号分析处理板设计以及发射功率、反射功率取样步骤及环节，通过软件无线电技术实现射频信号数字化采集处理，射频信号的傅里叶变换、射频解调、基带信号傅里叶变换、阻抗参数计算、基带信号比对时延计算等工作，并向上位机服务器提供实时监测数据，上位机实现数据呈现、史密斯圆图绘制等任务。在硬件设计上以FPGA+MCU处理器芯片为核心，运用可编程逻辑芯片的优势实现软件无线电数字化采集分析处理，极大地减少了逻辑芯片的使用，简化了线路板设计，增加了硬件电路功能升级的能力。路功能升级的能力。路功能升级的能力。

【技术实现步骤摘要】
一种中波天线网络阻抗匹配监测前端


[0001]本技术涉及广播电视监测领域，具体是一种中波天线网络阻抗匹配监测前端。

技术介绍

[0002]中波发射天线是一个谐振回路系统，一个谐振回路当然有阻抗。理想状态下，中波馈线、天线及天调网络如果都是50Ω阻抗，即称为阻抗匹配，则此时的发射效率是最高的，所有能量都被广播出去，没有反射。馈线和网络的阻抗是一定的，但由于中波发射天线会受到天气气候、温湿度、地网和周边环境变化的影响，其阻抗也会实时产生变化，导致反射功率变化，当反射功率超过一定程度的时候，会引起发射机保护性降低输出功率、停机甚至烧毁。因此，对天线网络阻抗的监测，尤其是在不中断正常广播发射时候的在线式阻抗监测，其意义重大，能够及时地向值机人员反馈当前的阻抗匹配状态、报告阻抗参数、实时绘制显示史密斯圆图、协助中波发射台站人员及时调整天线网络阻抗匹配，使发射机保持在最佳输出功率的状态。中波天线网络阻抗匹配监测前端，相当于是更高级的、可以实现在线式工作的矢量网络分析仪。
[0003]中波天线网络阻抗匹配监测前端采用嵌入式、模块化结构设计，以FPGA+MCU结构作为硬件基础，运用音频比对技术和软件无线电技术实现信号分析、解调、运算处理。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于提供一种中波天线网络阻抗匹配监测前端，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：
[0006]一种中波天线网络阻抗匹配监测前端，前面板、后面板以及设置于设备内部的信号处理控制器，信号处理控制器包括FPGA+MCU模块、高速AD模块，FPGA+MCU模块分别连接高速AD模块、网络单元以及前面板模块；前面板上设有电压开关、双电源状态指示灯，网络状态指示灯和复位按键；后面板上设有发射功率输入接口、反射功率输入接口、激励射频输出接口、网络接口和双电源模块。
[0007]作为本技术的进一步技术方案：所述一种中波天线网络阻抗匹配监测前端，其特征在于，接口类型为BNC接口，接入中波发射机发射功率的耦合射频信号。
[0008]作为本技术的进一步技术方案：所述一种中波天线网络阻抗匹配监测前端，其特征在于，接口类型为BNC接口，接入中波发射机反射功率的耦合射频信号。
[0009]作为本技术的进一步技术方案：所述一种中波天线网络阻抗匹配监测前端，其特征在于，接口类型为BNC接口，输出设定频率的射频信号。
[0010]作为本技术的进一步技术方案：还包括两个在线热插拔电源模块。
[0011]作为本技术的进一步技术方案：还包括一个以太网接口。
[0012]作为本技术的进一步技术方案：所述信号处理控制器连接有定向耦合器组
件。
[0013]作为本技术的进一步技术方案：还包括射频矩阵切换器，所述射频矩阵切换器分别与定向耦合器组件和信号处理控制器相连接。
[0014]作为本技术的进一步技术方案：还包括激励信号源发生器，且内部安装有阻抗标准件支持开路、短路和定标的阻抗。
[0015]与现有技术相比，本技术的有益效果是：
[0016]本技术摒弃了专业测试仪器在测试前需要进行繁杂的信号线连接工作，可方便地完成发射机静态一键测试，生成绘制史密斯圆图，从而指导将天线阻抗匹配网络调整到最佳状态。
附图说明
[0017]图1为中波天线网络阻抗匹配监测前端的整体示意图。
[0018]图2为信号处理控制器的模块图。
[0019]图3为前面板的示意图。
[0020]图4为后面板的示意图。
[0021]图5为射频矩阵切换器示意图。
[0022]图6为激励信号源发生器和阻抗标准件的关系图。
[0023]图7为阻抗测试原理图。
[0024]图8为主机工作阻抗在线监测图。
[0025]图9为备机工作阻抗在线监测图。
[0026]图10为主备机工作阻抗在线监测图。
具体实施方式
[0027]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0028]需要说明，若本技术实施例中有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后......)，则其仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0029]另外，若在本技术中涉及“第一”、“第二”等的描述，则其仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本技术要求的保护范围之内。
[0030]实施例1
[0031]请参阅图1～4，本技术实施例中，一种中波天线网络阻抗匹配监测前端，包括前面板、后面板以及设置于设备内部的信号处理控制器，信号处理控制器包括FPGA+MCU模
块、高速AD模块、网络通讯单元和前面板模块，所述FPGA+MCU模块分别连接高速AD模块、网络通讯单元以及前面板模块；所述前面板上设有电源开关、双电源状态指示灯、网络状态指示灯和复位按键；所述后面板上设有发射功率输入接口（BNC型），反射功率输入接口（BNC型），激励射频输出接口（BNC型），以太网接口（RJ45），双电源模块（在线插拔型）。
[0032]进一步的，所述信号处理控制器连接有定向耦合器组件，实现入射波和反射波的射频信号耦合。
[0033]进一步的，还包括射频矩阵切换器，所述射频矩阵切换器分别与定向耦合器组件和信号处理控制器相连接，由于是单机阻抗监测，多路射频矩阵切换器只使用4切2的功能，在系统自动控制下，可实现两组射频信号的切换输出，在线工作时，切换天线网络入射和反射信号；在静态测试时，切换测试用激励入射和天线网络反射信号，一对儿入射反射信号被切换输出后，供后续分析单元设备实现阻抗计算。
[0034]实施例2
[0035]请参阅图5
‑
10，为了静态天线网络阻抗测试，本实施例在实施例1的基础上进一步改进，改进之处在于：所述中波天线网络阻抗匹配监测前端还包括激励信号源发生器，且内部安装有阻抗标准件支持开路（阻抗无限大）、短路（阻抗为0）和定标的阻抗，以核准监测前端设备参数定标，实现误差矫正；当停机后需要静态阻抗测试时，需要把激励源测试信号接入天线网络，以中波发射机1+1结构为例，需要配置一台接入激励源的天线倒换闸，和原有天线本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种中波天线网络阻抗匹配监测前端，其特征在于，前面板、后面板以及设置于设备内部的信号处理控制器，信号处理控制器包括FPGA+MCU模块、高速AD模块、网络通讯单元和前面板模块，FPGA+MCU模块分别连接高速AD模块、网络通讯单元以及前面板模块；前面板上设有电源开关、双电源状态指示灯、网络状态指示灯和复位按键；后面板上设有发射功率输入接口、反射功率输入接口、激励射频输出接口、网络接口和双电源模块。2.根据权利要求1所述的一种中波天线网络阻抗匹配监测前端，其特征在于，所述发射功率输入接口，接口类型为BNC接口，接入中波发射机发射功率的耦合射频信号。3.根据权利要求1所述的一种中波天线网络阻抗匹配监测前端，其特征在于，所述反射功率输入接口，接口类型为BNC接口，接入中波发射机反射功率的耦合射频信号。4.根据权利要求1所述的一种中波天线网络...

【专利技术属性】
技术研发人员：任立君，金东星，梁常胜，杨峰，宋艳民，
申请(专利权)人：北京崇信众城科技有限公司，
类型：新型
国别省市：