[发明专利]基于FPGA的直接序列扩频系统测距定位方法

说明书

技术领域

本发明实现一种射频线路的故障检测，具体是一种基于直接序列扩频系统的故障定位方法。

本发明用FPGA实现扩频调制器、扩频解调器、伪码信息处理单元，射频线路故障检测算法。

背景技术

本设计采用扩频技术传输射频信号，扩频技术是将要发送的信息频谱扩宽到一个很宽的带宽上进行发射，接收端用相关接收原理将其带宽压缩，恢复出原来的窄带信号。扩频技术有两大特征：第一、传输带宽大于被传送的原始信号带宽。第二，传输带宽主要由扩频函数决定。在扩频方式上，本设计采用直接序列扩频的扩频通信方式，直接序列扩频将扩频码与待传输的基带数字信号进行模2加，从而完成扩频运算。

射频信号在被测线路中传输速度是不变的，如果能测量射频信号到故障点传输的时间差，就可以测量距离。在扩频通信中如果扩展频谱很宽，则意味着所采用的伪随机序列速率很高，每个码片所占用的时间就很短。当射频信号遇到故障点反射回来，在接收端解调出伪随机序列，然后比较收发两个伪码序列相位之差，就可以精确测出扩频信号往返的时间差，从而算出两者之间的距离。测量精度取决于码片的宽度，码片越窄，精度越高。目前射频线路故障监测设备大多采用线性调频技术，本设计采用实现难度更高的直接序列扩频的方式。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于射频的线路故障检测系统，以解决上述背景技术中提出的问题。为了实现在线射频线路故障定位，解决现有技术故障定位距离短、精度不高的缺点，本发明采用的直接序列扩频定位系统增强了故障检测能力。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于射频的线路故障检测系统，包括控制部分、基带部分、数字中频部分和射频、部分，所述控制部分采用ARM做控制器，所述基带部分通过FPGA完成基带编解码、滤波、DDC、DUC、信息处理；数字中频部分包括A/D、D/A和滤波器；所述射频包括小信号放大器、混频器、环形器；

所述FPGA内的扩频调制器对伪码进行调制，经过DUC、滤波、A/D产生数字中频信号，然后经过混频器，混频到需要的发射频率，放大后经过环形器接入合路器，与被测线路连接，射频信号在被测线路里传输过程中如有故障点，则产生反射波，反射信号经过合路器、环形器进入射频线路故障检测设备，反射信号经过混频后降为数字中频、最后再经过D/A传送给FPGA，经过DDC后变为基带信号，最后经过扩频解调器将解调出的伪码给信息处理单元。信息处理单元根据发送和接收的伪码，算出线路各个故障点的驻波比，回波损耗等信息。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：扩频通信能提高信号的信噪比，直接序列扩频的扩频通信方式对窄带干扰有抑制作用、同时具有抗宽带阻塞噪声干扰能力、抗多径干扰的能力，因此本发明适合长距离、高精度定位的射频线路检测系统。

附图说明

图1为基于FPGA的射频线路故障检测系统结构框图；

图2为FPGA内部结构框图。

图3为信息处理单元的结构框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，一种基于射频的线路故障检测系统，包括控制部分、基带部分、数字中频部分和射频部分，所述控制部分采用ARM做控制器，所述基带部分通过FPGA生成基带调制码，FPGA包括信息处理单元、扩频调制器、DUC和DDC；数字中频部分包括A/D、D/A和滤波器；所述射频部分包括混频器、放大器和环形器；

所述FPGA内的扩频调制器对伪码进行调制，经过DUC、滤波、A/D产生数字中频信号，然后经过混频器，混频到需要的发射频率，放大后经过环形器接入合路器，与被测线路连接，射频信号在被测线路里传输过程中如有故障点，则产生反射波，反射信号经过合路器、环形器进入漏缆检测设备，反射信号经过混频后降为数字中频、最后再经过D/A传送给FPGA，经过DDC后变为基带信号，最后经过扩频调制器将解调出的伪码给信息处理单元。信息处理单元根据发送和接收的伪码，算出线路各个故障点的驻波比，回波损耗等信息。