專利名稱：一種駐波檢測裝置及方法
技術領域：
本發明屬于無線通信領域，尤其涉及一種駐波檢測裝置及方法。
技術背景在GSM和CDMA等無線通信領域，基站天^t貴系統和大功率發射系統的匹 配情況直接影響到信號收發質量。駐波檢測是源于功率檢測技術，用于檢測系 統間匹配特性的測控技術。現有的駐波檢測電路由定向耦合器、射頻開關、檢 波器和單片機組成，然而，現有的駐波檢測電路抗干擾能力及穩定性都較差； 另外，由于無線通信系統對通信制式及信道配置的差異，現有基于單片機軟件 處理的駐波檢測方法通過獲取正、反向耦合功率采樣值的平均值來計算駐波比， 因此現有的駐波檢測方法存在算法復雜、預處理數據量大、處理時間長等缺點。發明內容本發明實施例所要解決的技術問題在于提供一種能提高檢測的抗干擾能力 和處理效率的駐波檢測裝置及方法。為解決上述技術問題，本發明實施例提供一種駐波^r測裝置，其包括二定 向耦合器、射頻開關、帶通濾波器、對數線性檢波器和單片機，其中，所述二定向耦合器分別用于獲得正向耦合信號和反向耦合信號；所述射頻開關用于在所述單片機的控制下輪流將所述正向耦合信號和反向 耦合信號切換輸入至所述帶通濾波器中；所述帶通濾波器用于將在發射通帶外的正向耦合信號和反向耦合信號濾除，并輸出發射通帶內的正向耦合信號和反向耦合信號；所述對數線性檢波器用于將所述帶通濾波器輸出的正向耦合信號和反向耦
合信號轉換為分別與正向信號功率和反向信號功率成線性關系的直流信號； 所述單片機用于控制所述射頻開關輪流將所述正向耦合信號和反向耦合信號切換輸入至所述帶通濾波器中，還用于接收所述對數線性;險波器輸出的直流 信號，將所述直流信號進行采樣并轉換為數字信號，獲取正向信號功率和反向 信號功率采樣的最大值，計算出駐波比，輸出駐波狀態信息。本發明實施例還提供一種駐波檢測方法，其包括以下步驟 控制射頻開關輪流將正向耦合信號和反向耦合信號切換輸入至帶通濾波器中；接收對數線性檢波器輸出的與正向信號功率和反向信號功率成線性關系的 直流信號，將所述直流信號進行采樣并轉換為數字信號； 獲取正向信號功率和反向信號功率采樣的最大值；才艮據所述正向信號功率和反向信號功率采樣的最大值計算出駐波比，輸出 駐波狀態信息。由于本發明實施例采用帶通濾波器，因此抑制了帶外信號對駐波值測量的 影響，提高了檢測的抗干擾能力；且由于單片機是通過獲取正向信號功率和反 向信號功率采樣的最大值來計算出駐波比，因此不需要存儲所有的正向信號功 率和反向信號功率采樣值，而只需要將新采樣到的最大值替換原來存儲的最大 值，因此節省了存儲資源，且提高了處理效率。
圖1是本發明第一實施例提供的駐波檢測裝置的原理框圖。 圖2是本發明第二實施例提供的駐波檢測裝置的原理框圖。 圖3是本發明實施例提供的駐波檢測方法的流程圖。 圖4是本發明實施例提供的駐波檢測軟件的流程圖。
具體實施例方式
為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實 施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅 僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。由傳輸線理i侖可知 i+|r|戶卿—尸服(必w) = -20 log r (2)式中^為駐波比；P^^(Mm)為正向信號功率(即入射功率)；/W(必m)為反向信號功率(即反射功率)；r為端口反射系數。式(1 )， ( 2)從理論上說明了駐波比與正反向信號功率差(以dBm為單位) 的關系。由此可知，駐波檢測的核心就是精確獲得正、反向信號功率差。請參閱圖1，本發明第一實施例提供的駐波檢測裝置包括二定向耦合器 11、射頻開關12、帶通濾波器13、對數線性檢波器14和單片機15,其中，射 頻開關12采用的是單刀雙擲開關。二定向耦合器11分別獲得正向耦合信號和 反向耦合信號；射頻開關12在單片機15的控制下輪流將正向耦合信號和反向 耦合信號切換輸入至帶通濾波器13中；帶通濾波器13將在發射通帶外的正向 耦合信號和反向耦合信號濾除，并輸出發射通帶內的正向耦合信號和反向耦合 信號；對數線性檢波器14將帶通濾波器13輸出的正向耦合信號和反向耦合信 號轉換為分別與正向信號功率和反向信號功率(以dBm為單位)成線性關系的 直流信號；單片機15控制射頻開關12輪流將正向耦合信號和反向耦合信號切 換輸入至f通濾波器13中，還接收對數線性檢波器14輸出的直流信號，將直 流信號進行采樣并轉換為數字信號，獲取正向信號功率和反向信號功率采樣的 最大值，計算出駐波比，輸出駐波狀態信息。本發明第一實施例提供的駐波檢測裝置由于采用帶通濾波器，因此抑制了 帶外信號對駐波值測量的影響，提高了檢測的抗干擾能力；且由于單片機是通過獲取正向信號功率和反向信號功率采樣的最大值來計算出駐波比，因此不需 要存儲所有的正向信號功率和反向信號功率采樣值，而只需要將新采樣到的最大值替換原來存儲的最大值，因此節省了存儲資源，且提高了處理效率。請參閱圖2，本發明第二實施例提供的駐波;險測裝置與本發明第一實施例 提供的駐波檢測裝置的區別在于，本發明第二實施例提供的駐波檢測裝置還包 括衰減器22和低通濾波器26。 二定向耦合器21分別獲得正向耦合信號和反向 耦合信號；衰減器22調整正向.耦合信號和反向耦合信號的功率，使其落入對數 線性檢波器25的最佳檢測范圍；射頻開關23在單片機27的控制下輪流將正向 耦合信號和反向耦合信號切換輸入至帶通濾波器24中；帶通濾波器24將在發 射通帶外的正向耦合信號和反向耦合信號濾除，并輸出發射通帶內的正向耦合 信號和反向耦合信號；對數線性檢波器25將帶通濾波器24輸出的正向耦合信 號和反向耦合信號轉換為分別與正向信號功率和反向信號功率(以dBm為單 位)成線性關系的直流信號；低通濾波器26濾除對數線性檢波器25輸出的直 流信號中的高頻噪聲，這些噪聲主要由射頻開關23高速切換而產生，通過這種 設計可以使得^r波輸出平穩穩定，提高駐波檢測方法的可靠性和精確度；單片 機27控制射頻開關23輪流將正向耦合信號和反向耦合信號切換輸入至帶通濾 波器24中，還接收經低通濾波器26濾除了高頻噪聲的對數線性檢波器25輸出 的直流信號，將直流信號進行釆樣并轉換為數字信號，獲取正向信號功率和反 向信號功率采樣的最大值，計算出駐波比，輸出駐波狀態信息。本發明第二實施例提供的駐波檢測裝置由于采用了低通濾波器，因此提高 了檢測的穩定性；另外，由于采用了衰減器，因此能使正向耦合信號和反向耦 合信號落入對數線性檢波器的最佳檢測范圍。請參閱圖3,本發明實施例提供的駐波檢測方法包括以下步驟511、 控制射頻開關輪流將正向耦合信號和反向耦合信號切換輸入至帶通濾 波器中；512、 接收對數線性檢波器輸出的與正向信號功率和反向信號功率成線性 關系的直流信號，將所述直流信號進行采樣并轉換為數字信號；513、 獲取正向信號功率和反向信號功率采樣的最大值；514、 根據所述正向信號功率和反向信號功率采樣的最大值計算出駐波比， 輸出駐波狀態信息。請參閱圖4，本發明實施例提供的駐波檢測軟件的流程如下5211、 初始化變量，具體包括如下 將用于記錄正向信號功率采樣的最大值的VPowerFWDmax的初始值設為0;將用于記錄反向信號功率采樣的最大值的VPowerREVmax的初始值設為0;將用于記錄正向采樣有效值的VPowerFWD一count的初始值設為0; 將用于記錄循環次數的i的初始值設為0;5212、 判斷i是否大于或等于CSampling,若是，則直接執行步驟S224， 否則執行步驟S213; CSampling是根據不同通信制式及配置預設的總采樣循環 次數，該CSampling的值要能保證整個采樣周期包含3個以上完整的物理幀結 構并為提取正、反向信號功率采樣最大值提供足夠多的樣本；5213、 單片機輸出控制信號，控制射頻開關使正向耦合信號導通；5214、 對對數線性檢波器的輸出進行采樣，并將當前正向信號功率采樣值 記錄為VPowerFWD;5215、 判斷VPowerFWD是否大于VPowerFWDmax,如果是，則執行步驟 S216，否則，直接執行步驟S217;5216、 用VPowerFWD值替換現有VPowerFWDmax值；5217、 單片機輸出控制信號，控制射頻開關使反向耦合信號導通；5218、 對對數線性檢波器的輸出進行采樣，并將當前反向信號功率采樣值 記錄為VPowerREV;5219、 判斷VPowerREV是否大于VPowerREVmax，如果是，則執行步驟 S220,否則，直接執行步驟S221;5220、 用VPowerREV值替換現有VPowerREVmax值；5221、 判斷VPowerFWD是否大于CPowerFWD—ON,如果是，則執行步 驟S222，否則直接執行步驟S223， CPowerFWD—ON表示正向信號功率門限值， 凡正向采樣信號大于該門限值，則認為入射信號存在，釆樣有效，反之無效；S222 、將VPowerFWD—count計數加一 ；VPowerFWD—count表示正向信號 功率判斷有效采樣計數，返回步驟S212;5223、 計數不變，返回步驟S212;5224、 判斷VPowerF WD—count是否大于CPowerFWD—Virtual—Count,如 果是，則執行步驟S225，否則直接執行步驟S227;5225、 確認入射信號存在，VPowerFWDmax和VPowerREVmax有效；5226、 根據VPowerFWDmax和VPowerREVmax求得駐波比，輸出駐波狀 態信息，結束流程；5227、 確認無入射信號，結束流程。當然，本發明實施例提供的駐波檢測軟件的流程中的步驟S213至S216也 可以在步驟S220和步驟S221之間。 從上述軟件流程可知，整個過程無需龐大的存儲資源來進行數據釆樣的記 錄，采樣周期結束后，基本可以實現實時駐波狀態輸出，在實際應用中，具有 極高的處理效率和處理精度。以
權利要求
1、一種駐波檢測裝置，其特征在于，包括二定向耦合器、射頻開關、帶通濾波器、對數線性檢波器和單片機，其中，所述二定向耦合器分別用于獲得正向耦合信號和反向耦合信號；所述射頻開關用于在所述單片機的控制下輪流將所述正向耦合信號和反向耦合信號切換輸入至所述帶通濾波器中；所述帶通濾波器用于將在發射通帶外的正向耦合信號和反向耦合信號濾除，并輸出發射通帶內的正向耦合信號和反向耦合信號；所述對數線性檢波器用于將所述帶通濾波器輸出的正向耦合信號和反向耦合信號轉換為分別與正向信號功率和反向信號功率成線性關系的直流信號；所述單片機用于控制所述射頻開關輪流將所述正向耦合信號和反向耦合信號切換輸入至所述帶通濾波器中，還用于接收所述對數線性檢波器輸出的直流信號，將所述直流信號進行采樣并轉換為數字信號，獲取正向信號功率和反向信號功率采樣的最大值，計算出駐波比，輸出駐波狀態信息。
2、 如權利要求1所述的駐波檢測裝置，其特征在于，還包括_ 衰減器，，用于調整所述二定向耦合器獲得的正向耦合信號和反向耦合信號的功率，使其落入所述對數線性檢波器的最佳4企測范圍。
3、 如權利要求1或2所述的駐波;險測裝置，其特征在于，還包括 低通濾波器，用于濾除所述對數線性檢波器輸出的直流信號中的高頻噪聲； 所述單片機接收的對數線性檢波器輸出的直流信號是經所述低通濾波器濾除了高頻噪聲的直流信號。
4、 一種駐波;險測方法，其特征在于，包括以下步驟A、 控制射頻開關輪流將正向耦合信號和反向耦合信號切換輸入至帶通濾 波器中；B、 接收對數線性檢波器輸出的與正向信號功率和反向信號功率成線性關系的直流信號，將所述直流信號進行采樣并轉換為數字信號；C、 獲取正向信號功率和反向信號功率采樣的最大值；D、 根據所述正向信號功率和反向信號功率采樣的最大值計算出駐波比， 輸出駐波狀態信息。
5、 如權利要求4所述的駐波檢測方法，其特征在于，所述步驟A之前還 包括以下步驟Al、初始化變量；具體是將用于記錄正向信號功率采樣的最大值的VPowerFWDmax的初始值設為0;將用于記錄反向信號功率采樣的最大值的VPowerREVmax的初始值設為0;將用于記錄正向采樣有效值的VPowerFWD—count的初始值設為0; 將用于記錄循環次數的i的初始值設為0;A2、判斷用于記錄循環次數的i是否大于或等于總采樣循環次數 CSampling,若是，則直接執行步驟D，否則執行步驟A。
6、 如權利要求5所述的駐波^r測方法，其特征在于，在所述步驟A中， 當射頻開關將正向耦合信號輸入至帶通濾波器中時，則所述步驟B和C具體包 括以下步驟Bll、對對數線性檢波器的輸出進行釆樣，并將當前正向信號功率采樣值記 錄為VPowerFWD;B12、判斷VPowerFWD是否大于VPowerFWDmax,如果是，則執行步驟 B13;B13 、用VPowerFWD值替換現有VPowerFWDmax值。
7、 如權利要求5所述的駐波檢測方法，其特征在于，在所述步驟A中， 當射頻開關將反向耦合信號輸入至帶通濾波器中時，則所述步驟B和C具體包 括以下步驟 B21、對對數線性檢波器的輸出進行采樣，并將當前反向信號功率采樣值記 錄為VPowerREV;B22、判斷VPowerREV是否大于VPowerREVmax,如果是，則執行步驟 B23;B23、用VPowerREV值替換現有VPowerREVmax值。
8、 如權利要求6或7所述的駐波檢測方法，其特征在于，所述步驟D之 前還包括以下步驟D10、判斷VPowerFWD是否大于CPowerFWD—ON,如果是，則執行步 驟Dll,否則直接執行步驟D12, CPowerFWD—ON表示正向信號功率門限值；Dll、將VPowerFWD—count計凄t加一；VPowerFWD—count表示正向信號 功率判斷有效采樣計數，返回步驟A2;D12、計數不變，返回步驟A2。
9、 如權利要求8所述的駐波檢測方法，其特征在于，所述步驟D具體包 括以下步驟Dl 、判斷VPowerFWD—count是否大于CPowerFWD—Virtual—Count,如果 是，則執行步驟D2，否則直接執行步驟D4;D2 、確認入射信號存在，VPowerFWDmax和VPowerREVmax有效；D3、才艮據VPowerFWDmax和VPowerREVmax求得駐波比，輸出駐波狀 態信息，結束流程；D4、確認無入射信號，結束流程。
10、 如權利要求5所述的駐波檢測方法，其特征在于，所述CSampling是 根據不同通信制式及配置預設的總采樣循環次數。
全文摘要
本發明實施例公開了一種駐波檢測裝置及方法，該駐波檢測裝置包括二定向耦合器、射頻開關、帶通濾波器、對數線性檢波器和單片機；所述單片機用于控制所述射頻開關輪流將所述正向耦合信號和反向耦合信號切換輸入至所述帶通濾波器中，還用于接收所述對數線性檢波器輸出的直流信號，將所述直流信號進行采樣并轉換為數字信號，獲取正向信號功率和反向信號功率采樣的最大值，計算出駐波比，輸出駐波狀態信息。本發明實施例的駐波檢測裝置及方法提高了檢測的抗干擾能力，且節省了存儲資源，提高了處理效率。
文檔編號H04Q7/34GK101132240SQ20071012372
公開日2008年2月27日 申請日期2007年9月28日 優先權日2007年9月28日
發明者雷 張, 張偉生, 林博文 申請人:摩比天線技術(深圳)有限公司