专利名称：同轴电缆辐射测量装置的制作方法
技术领域：
同轴电缆辐射测量装置
技术领域：
本实用新型涉及电磁波辐射、定向测量的系统，尤其是涉及同轴电缆辐射测量装置。
背景技术：
漏泄同轴电缆(后面简称漏缆)是一种外导体具有周期槽孔的同轴电缆，集信号传输、发射和接收为一身，已经广泛应用于地铁隧道，铁路隧道、地下停车场、大型商场和矿井等弱盲区的信号覆盖和增强。在目前的应用中，人们常常只关注漏缆的使用频段、纵向衰减、耦合损耗等指标， 而忽视了其本质作为天线这一特征。电磁波经漏缆辐射出来后在空间具有一定的分布，外导体槽孔的形状，方向，周期不同，电磁波在空间的分布也会不一样。描述天线辐射特性的参数有很多，主要有方向性系数、辐射方向图、波束宽度、天线效率等，而对于漏缆，由于其外导体槽孔只占到很少的角度范围，信号只能从这些槽孔中辐射出来，所以漏缆具有很强的方向性，移动通信设计人员可根据漏缆的辐射方向图确定其覆盖范围，所以测量漏缆的辐射方向图尤为重要。另外，与天线一样，漏缆辐射的电磁波具有极化方向，极化方向即为电磁波电场矢量的方向；接收天线和电磁波的极化方向一致时，接收到的信号强度最大；而若两者正交， 则不能接收到信号；漏缆的极化方向同样由槽孔的形状和方向决定。目前市场上常见的漏缆槽孔主要有垂直槽、U形槽、L形槽和八字槽等，各种槽孔的辐射方向图和极化方向均不相同，而各个厂家也大都未给出这两个参数，所以给客户在漏缆覆盖系统设计过程中带来了很多不便和困惑。
实用新型内容本实用新型克服了现有技术的不足和缺点，提供一种测量漏泄同轴电缆辐射特性的实验装置，主要用于测量漏泄同轴电缆的辐射方向图，同时还可以测定漏泄同轴电缆的极化方向，为移动通信设计人员提供准确的参考数据。为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为一种同轴电缆辐射测量装置，用于对电缆的电磁波辐射和极化方向的定向测量， 其包括信号发射系统，由承载待测同轴电缆的固定架、自动旋转驱动装置、终端负载、第一跳线、信号发生器和角位移测量装置组成，固定架竖直的安装在自动旋转驱动装置的旋转中心并可随其转动，所述第一跳线用于连接待测同轴电缆和信号发生器，固定架上待测同轴电缆顶端安装有的终端负载，角位移测量装置用于测量自动旋转驱动装置带动固定架上的待测同轴电缆旋转的角度；信号接收系统，由半波偶极子天线、带有角度刻度盘的天线安装架、信号接收支架、第二跳线和信号接收机组成，信号接收支架与所述信号发射系统上待测同轴电缆的固定架保持一定间距并竖直安装，天线安装架安装在信号接收支架上并可上下滑动，第二跳线一端固定在天线安装架上并与半波偶极子天线连接、另一端与信号接收机连接，半波偶极子天线安装在天线安装架上并可绕其上第二跳线的轴向旋转；运算处理单元，通过GPIB端口采集信号发射系统上角位移测量装置转动的角度信号和信号接收系统上信号接收机反馈的接收信号，并对数据进行实时处理。所述信号发射系统的自动旋转驱动装置包括旋转圆盘和驱动马达，驱动马达带动旋转圆盘及其上安装的固定架一并360°的勻速旋转运动。所述信号发射系统的角位移测量装置包括旋转变压器和角位移变送器，旋转变压器安装在自动旋转驱动装置的马达上用于测定其转动角度，并通过角位变送器将测量到的角度信号反馈给运算处理单元。所述信号发射系统上的固定架高度不小于10米，对应的信号接收系统上的信号接收支架高度不小于10米。所述固定架上的待测同轴电缆通过吊夹竖直地安装在固定架的一侧。所述信号接收系统上的信号接收支架还固定有旋转手柄、缆绳和滑轮装置，通过旋转手柄正反转控制绕过滑轮装置的缆绳、及缆绳连接的天线安装架沿信号接收支架上下滑动。所述安装在旋转圆盘中心且承载待测同轴电缆的固定架与信号接收支架之间的间距为2米。本实用新型的有益效果是本实用新型的信号发射系统的固定架竖直地固定在自动旋转驱动装置的旋转圆盘上，旋转圆盘通过低速驱动马达驱动可360度勻速旋转；信号接收系统上的信号接收支架安装有可在竖直方向上移动的天线安装架上，半波偶极子天线安装在天线安装架上并可绕第二跳线轴向旋转；运算处理单元通过GPIB端口采集信号信号发射系统上角位移测量装置转动的角度信号和信号接收系统上信号接收机反馈的接收信号，并对数据进行实时处理。其中待测漏泄同轴电缆通过吊夹竖直地安装在固定架上，上端接终端负载，下端通过第一跳线从信号发生器馈入信号，固定架高度大于10米，其下端通过铰链安装在旋转圆盘上，安装漏缆时可把固定架倒下；旋转圆盘由低速驱动马达驱动，低速驱动马达上安装有旋转变压器测定其转动角度，并通过角位变送器连接到运算处理单元上。信号接收系统的半波偶极子天线固定在能让其绕第二跳线轴向旋转的带有角度刻度的天线安装架上，天线安装架固定在带有旋转手柄和滑轮装置的信号接收支架上，信号接收支架高度与信号发射系统的固定架相当，天线安装架可在信号接收支架上上下滑动；信号接收支架与安装在旋转圆盘中心且承载待测同轴电缆的固定架相距2米；通过低速驱动马达驱动信号发射端的旋转圆盘可使其勻速转动控制角度的变化，测试过程更加稳定和准确，由控制运算处理单元从信号接收机采集数据，通过软件对信号进行实时处理，自动绘制出漏泄同轴电缆的辐射方向图，从数据的采集一直到辐射方向图的绘制均由运算处理单元自动完成，同时还可进行漏泄同轴电缆极化方向的测量。
图1是本实用新型的结构示意图；图2是本实用新型信号接收系统的结构示意图；[0021]图3是本实用新型天线安装架上接收天线转动角度的刻度盘；图4是本实用新型测试漏泄同轴电缆辐射方向的软件数据处理流程图。
具体实施方式如图1，图2，图3所示，一种同轴电缆辐射测量装置，用于对电缆的电磁波辐射和极化方向的定向测量，该装置包括信号发射系统1，由承载待测同轴电缆的固定架10、自动旋转驱动装置11、终端负载12、第一跳线13、信号发生器14和角位移测量装置15组成， 自动旋转驱动装置11包括旋转圆盘110和驱动马达111，驱动马达111带动旋转圆盘110 及其旋转中心上安装的固定架10 —并360°的勻速旋转运动。所述第一跳线13用于连接待测泄漏同轴电缆和信号发生器14，固定架10上待测泄漏同轴电缆顶端安装有的终端负载12，角位移测量装置15用于测量自动旋转驱动装置11带动固定架10上的待测泄漏同轴电缆旋转的角度；角位移测量装置15包括旋转变压器150和角位移变送器151，旋转变压器150安装在自动旋转驱动装置11的驱动马达111上用于测定其转动角度，并通过角位变送器151转换测量到的角度信号继续如图1，图2，图3所示，信号接收系统2，由半波偶极子天线20、带有角度刻度盘的天线安装架21、信号接收支架22、第二跳线23和信号接收机M组成，信号接收支架22 与所述信号发射系统1上待测同轴电缆的固定架10保持一定间距并竖直安装，第二跳线23 一端固定在天线安装架21上并与半波偶极子天线20连接、另一端与信号接收机M连接， 半波偶极子天线20安装在天线安装架21上并可绕其上第二跳线23的轴向旋转；在信号接收支架22还固定有带有旋转手柄(图中未示)、缆绳220和滑轮装置221，通过旋转手柄正反转控制绕过滑轮装置221的缆绳220、及缆绳220连接的天线安装架21沿信号接收支架 22上下滑动。运算处理单元3，通过GPIB端口采集信号发射系统1上角位移测量装置15转动的角度信号和信号接收系统2上信号接收机M反馈的接收信号，并对数据进行实时处理。使用过程中，信号发射系统1的固定架10竖直地固定在自动旋转驱动装置11的旋转圆盘110上，旋转圆盘110通过低速驱动马达111驱动可360度勻速旋转；信号接收系统2上的信号接收支架22安装有可在竖直方向上移动的天线安装架21上，半波偶极子天线20安装在天线安装架21上并可绕第二跳线23轴向旋转；运算处理单元3通过GPIB端口采集信号信号发射系统1上角位移测量装置15转动的角度信号和信号接收系统2上信号接收机M反馈的接收信号，并对数据进行实时处理。其中待测漏泄同轴电缆通过吊夹100竖直地安装在固定架10上，吊夹10的间距 1 1. 5米，测漏泄同轴电缆上端接终端负载12，下端通过第一跳线13从信号发生器14馈入信号，固定架10高度大于10米，其下端通过铰链安装在旋转圆盘110上，安装漏泄同轴电缆时可把固定架10倒下；旋转圆盘110由低速驱动马达111驱动，低速驱动马达111上安装有旋转变压器150测定其转动角度，并通过角位变送器151将变换后的信号反馈给运算处理单元(电脑)3上。信号接收系统2的半波偶极子天线20固定在绕第二跳线23轴向旋转的带有角度刻度盘的天线安装架21上，天线安装架21固定在带有旋转手柄、缆绳220和滑轮装置221 的信号接收支架22上，通过旋转手柄正反转控制绕过滑轮装置221的线缆220、及线缆220连接的天线安装架21沿信号接收支架22上下滑动，半波偶极子天线20通过角度刻度盘可在天线安装架21上定量旋转，用于确定漏缆的极化方向；天线安装架21又可在信号接收支架22上上下滑动，这样可实现辐射方向图多点测试。具体使用过程中，以专用的RMC 50MH-78-1辐射型漏泄同轴电缆为例，测量其辐射方向图，具体采用漏泄同轴电缆的外导体槽孔为垂直槽，即槽孔方向垂直于电缆轴向，该漏泄同轴电缆主要用于公众移动网络的无线覆盖，工作在800 MOOMH，本例采用900MHz 频点进行实验。测试时，首先进行以下准备工作1)先将信号发射系统1的固定架10倒下，再将漏泄同轴电缆安装到吊夹100上， 漏泄同轴电缆的标志线正对固定架10，槽孔一面向外；并做好接头，接上终端负载12 ；然后将固定架10竖立起来；用第一跳线13把漏泄同轴电缆和信号发生器14连接；2)将半波偶极子天线20安装到天线安装架21上，用第二跳线23连接半波偶极子天线20和信号接收机M ；3)依次启动信号发生器14、运算处理单元3 (电脑)、信号接收机M，设定信号发生器14工作频率为900MHz，电平值为120dB μ V，设定信号接收机M工作频率为900MHz。实验例1 测定漏泄同轴电缆的极化方向。1.转动半波偶极子天线20，使其振子处于竖直方向，即位于天线安装架21上角度刻度盘0度位置，并通过转动信号接收支架22上的旋转手柄升高天线至5米的高度；2.转动自动旋转驱动装置11上的旋转圆盘110，使漏泄同轴电缆的槽孔一面正对半波偶极子天线20，使固定架10、漏泄同轴电缆、信号接收支架22、半波偶极子天线20位于同一平面；3.按下信号发生器14输出按钮，使其向漏泄同轴电缆馈入信号；4.记录好当前角度的信号强度后，转动信号接收支架22上的旋转手柄降低半波偶极子天线20至测试人员身边，然后转动半波偶极子20使其在刻度盘上位置增加5度，再升高半波偶极子天线20至5米高度，再次记录当前角度的信号强度。5.重复第4步，并记录数据，直至半波偶极子天线20旋转到90度，完成测试。根据测试结果找到接收强度最大和最小的角度，从而确定漏泄同轴电缆的极化方向。实验例2 测定漏泄同轴电缆的辐射方向图。采用自行设计的软件进行辐射方向图测试，数据采集通过角位变送器151和GPIB 接口实现。实验步骤1.转动自动旋转驱动装置11上的旋转圆盘110，使漏泄同轴电缆的槽孔一面正对半波偶极子天线20，使固定架10、漏泄同轴电缆、信号接收支架22、半波偶极子天线20位于
同一平面；2.根据前一步的测试结果调整半波偶极子天线20方向，使半波偶极子天线20位于漏泄同轴电缆的极化方向；3.转动信号接收支架22上的旋转手柄升高半波偶极子天线20至4米的高度；4.打开运算处理单元(电脑)3测试软件，按下信号发生器14输出按钮，使其向漏泄同轴电缆输入信号；[0047]5.角位变送器151清零，然后开始测试，整个测试过程如图4所示，测试开始后，打开低速驱动马达111电源，驱动旋转圆盘110转动，运算处理单元(电脑)3读取角位移变送器151输出的信号，角度每增加了一度，则通过GPIB端口读取半波偶极子天线20接收到的信号电平，并绘制到辐射方向图相应的角度上，当角度增加到360度时完成测试，关掉低速驱动马达111电源；6.然后，升高半波偶极子天线20至5米和6米处，按照以上步骤再次测量天线的辐射方向图；7.用上述的方法测量漏泄同轴电缆在与极化方向正交的方向上的辐射方向图。对比测试结果，检验漏缆在长度方向上辐射特性是否保持稳定，并可测量两个方向上-3dB功率波束宽度。以上描述仅用于说明而并非限制本实用新型的技术范围。本实用新型可以对不同规格(7/8"，1-1/4"，1-5/8")的移动通信用漏泄同轴电缆测量，总之，根据上述实例的提示而做显而易见的变动，以及，其它凡是不脱离本实用新型专利实质的改动，均应包括在权利要求所述的范围之内。
权利要求1.一种同轴电缆辐射测量装置，用于对电缆的电磁波辐射和极化方向的定向测量，其特征在于，包括信号发射系统，由承载待测同轴电缆的固定架、自动旋转驱动装置、终端负载、第一跳线、信号发生器和角位移测量装置组成，固定架竖直的安装在自动旋转驱动装置的旋转中心并可随其转动，所述第一跳线用于连接待测同轴电缆和信号发生器，固定架上待测同轴电缆顶端安装有的终端负载，角位移测量装置用于测量自动旋转驱动装置带动固定架上的待测同轴电缆旋转的角度；信号接收系统，由半波偶极子天线、带有角度刻度盘的天线安装架、信号接收支架、第二跳线和信号接收机组成，信号接收支架与所述信号发射系统上待测同轴电缆的固定架保持一定间距并竖直安装，天线安装架安装在信号接收支架上并可上下滑动，第二跳线一端固定在天线安装架上并与半波偶极子天线连接、另一端与信号接收机连接，半波偶极子天线安装在天线安装架上并可绕其上第二跳线的轴向旋转；运算处理单元，通过GPIB端口采集信号发射系统上角位移测量装置转动的角度信号和信号接收系统上信号接收机反馈的接收信号，并对数据进行实时处理。
2.根据权利要求1所述同轴电缆辐射测量装置，其特征在于所述信号发射系统的自动旋转驱动装置包括旋转圆盘和驱动马达，驱动马达带动旋转圆盘及其上安装的固定架一并360°的勻速旋转运动。
3.根据权利要求2所述同轴电缆辐射测量装置，其特征在于所述信号发射系统的角位移测量装置包括旋转变压器和角位移变送器，旋转变压器安装在自动旋转驱动装置的马达上用于测定其转动角度，并通过角位变送器将测量到的角度信号反馈给运算处理单元。
4.根据权利要求1所述同轴电缆辐射测量装置，其特征在于所述信号发射系统上的固定架高度不小于10米，对应的信号接收系统上的信号接收支架高度不小于10米。
5.根据权利要求1所述同轴电缆辐射测量装置，其特征在于所述固定架上的待测同轴电缆通过吊夹竖直地安装在固定架的一侧。
6.根据权利要求1所述同轴电缆辐射测量装置，其特征在于所述信号接收系统上的信号接收支架还固定有旋转手柄、缆绳和滑轮装置，通过旋转手柄正反转控制绕过滑轮装置的缆绳、及缆绳连接的天线安装架沿信号接收支架上下滑动。
7.根据权利要求1所述同轴电缆辐射测量装置，其特征在于所述安装在旋转圆盘中心且承载待测同轴电缆的固定架与信号接收支架之间的间距为2米。
专利摘要一种同轴电缆辐射测量装置，包括信号发射系统，由承载待测同轴电缆的固定架、自动旋转驱动装置、终端负载、第一跳线、信号发生器和角位移测量装置组成，固定架竖直的安装在自动旋转驱动装置的旋转中心并可随其转动；信号接收系统，由半波偶极子天线、带有角度刻度盘的天线安装架、信号接收支架、第二跳线和信号接收机组成，信号接收支架与所述信号发射系统上待测同轴电缆的固定架保持一定间距并竖直安装，天线安装架安装在信号接收支架上并可上下滑动；运算处理单元，通过GPIB端口采集信号发射系统上角位移测量装置转动的角度信号和信号接收系统上信号接收机反馈的接收信号，并对数据进行实时处理。
文档编号G01R29/08GK202110221SQ20112011465
公开日2012年1月11日 申请日期2011年4月19日 优先权日2011年4月19日
发明者周俊, 寿伟春, 金家峰, 陈宁 申请人:珠�：菏た萍脊煞萦邢薰�
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