[发明专利]一种馈线驻波故障定位方法及其检测装置

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种故障定位方法及其检测装置，特别是涉及一种电缆驻波故障定位方法及其检测装置，本发明属于通信领域。

 

背景技术

国内外故障定位的研究经过长期的发展，目前从原理上分时域反射测试技术(TDR Time Domain Reflectometry)与频域反射测试技术(FDR Frequency domain reflectometry)。TDR是向馈线发送高速信号，信号遇到故障点后会产生反射，通过确定入射信号与反射信号时间差和行波波速来确定故障点距离。然而，对接近光速的高频行波的提取，对硬件有很高的要求，整个装置成本较高。同时因为故障行波发生的不确定性、故障行波发射波的难以识别以及参数的频变和波速的影响因素也使得行波法的定位精度容易受到影响。 

FDR频域反射技术是通过发送特定频带的扫频测试信号，在故障点处会产生和发射信号同样频率但不同时段的反射信号，通过傅立叶转换方式分析这些信号，并且通过测量反射信号峰值的频率换算出到线路障碍点的距离。和TDR比较，FDR技术主要有两点优势：

1、电路相对简单，设备成本不高；

2、FDR在线路承载业务相匹配的频带内进行测试，更适合宽带线路测试。

 

发明内容

本发明的目的克服现有技术存在的技术缺陷，本发明提出一种电缆驻波故障定位检测方法及其装置，采用本发明方法和装置可以以便准确、快捷的实现馈线的驻波故障点定位。

本发明所采用的技术方案是：

一种馈线驻波故障定位方法，所述方法包括下述步骤：对扫频源发送射频信号包括带宽、扫描间隔时间、步进参数进行设定；对射频信号进行分路处理，将一路信号的发送功率值R(x)检测并发送至处理单元，直至扫频源输出频率达到终止频率；另一路输出的控制入射信号到达被测馈线，将被测馈线反射回来的射频信号矢量与入射信号矢量叠加而成的功率信号值B(x)检测并传递至处理单元，直至扫频源输出频率达到终止频率；处理单元将接收到的功率信号值B(x)、发送功率值R(x)的比值B(x)/ R(x)进行快速傅立叶变换滤波；按照扫描间隔时间为横轴，滤波后的B(x)/ R(x)为纵轴进行曲线绘制；对曲线采用算术平均滤波法进行周期分析消除干扰的频谱值，获得周期值；由周期值计算故障点位置。

所述扫频源发送射频信号参数选值范围为：起始频率与终止频率的范围为100～1000 MHz，起始频率小于终止频率，扫描时间间隔范围为0.1～1s，步进范围为0.001～1MHz。

在对扫频源发送射频信号参数进行设定之前，需对故障点大致范围进行预判断。

所述控制入射信号矢量与被测馈线故障点反射的信号矢量的叠加采用能实现反射与发射信号进行叠加的器件或模块。

一种馈线驻波故障定位检测装置，所述装置包括计算机、转接装置、扫频式功率检测器，计算机设置有处理单元，所述扫频式功率检测器包括接口装置、第一功率检测模块、扫频源模块、二功分模块、第二功率检测模块、合路器；其中：扫频源模块，用于发送宽带射频信号；所述处理单元，通过连接转接器装置及接口模块对扫频源模块发送射频信号包括带宽、扫描间隔时间、步进参数进行设定；二功分模块将扫频源模块发射的射频信号进行功率分配；

第一功率检测模块检测二功分模块的一个端口的发送功率信号；合路器对二功分模块的另一个端口输出的控制入射信号矢量和与其连接的被测馈线故障点反射的信号矢量进行叠加后传输至第二功率检测模块； 处理单元对第一功率检测模块检测的发送功率值R(x)与第二功率检测模块检测的功率信号值B(x)进行接收，将比值B(x)/ R(x)进行傅立叶变换滤波；以扫频源模块的扫描间隔时间为横轴，滤波后的B(x)/ R(x)为纵轴进行曲线绘制；对曲线采用算术平均滤波法去除干扰的频谱值，得到准确周期值n；利用其设置公式L=150×k×n/f（米）计算故障点的位置，其中：L为故障点距离(米)，k为光速电磁波在电缆中传播速度与光速的比值，n为周期，f为扫描步进。

所述转接装置采用RS232/485转接器 ，所述接口装置采用RS485接口模块。

所述扫频源模块输出100MHz～4000MHz的宽带信号，最小频率步进为1KHz 。

所述合路器采用电阻合路器或者环行器。

本发明具有如下优点：