[发明专利]基于增益鉴相器同轴电缆应变传感器的解调仪及解调方法

说明书

本发明公开了一种基于增益鉴相器同轴电缆应变传感器的解调仪，包括数字硬件部分和模拟硬件部分，所述的数字硬件部分采集模拟硬件部分的模拟数据并且转化为数字信号，进行数据处理以及数据传输，所述的模拟硬件部分包括VCO电路，功放、VCO电源、滤波器、耦合器、RF/IF增益鉴相器和微波开关。通过上述方式，本发明提供的基于增益鉴相器同轴电缆应变传感器的解调仪及解调方法，采用RF/IF增益鉴相器检测传感器的相频特性与幅频特性，相位信息准确，计算同轴电缆应变传感器发生的微小形变，精度高、误差小、环境适应能力强。

技术领域

本发明涉及通信的技术领域，尤其涉及一种基于增益鉴相器同轴电缆应变传感器的解调仪及解调方法。

背景技术

同轴电缆应变传感器应用于多种应变监测场景如铁轨形变监测、输油输气管道形变监测、桥梁形变监测等等。同轴电缆应变传感器是一种传感器，而解调仪是解调同轴电缆应变传感器的，从而可应用在多个应变监测的领域内。

目前市场上还没有专门用于解调同轴电缆应变传感器的调节仪等设备，现有技术中解调同轴电缆应变传感器时，需要使用矢量网络分析仪。矢量网络分析仪尤其是在生产测试中更是产品功能、性能测试必不可少的一个测量标尺。但是，矢量网络分析仪是一种通用电磁波能量的测试设备，无法运用于实际工程中，对使用环境具有很强的局限性，且解调方法比较复杂，测量精度低，难以满足现代高精度的要求。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种基于增益鉴相器同轴电缆应变传感器的解调仪，采用RF/IF增益鉴相器检测传感器的相频特性与幅频特性，相位信息准确，计算同轴电缆应变传感器发生的微小形变，精度高、误差小、环境适应能力强，提高了同轴电缆的安全性。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供了一种基于增益鉴相器同轴电缆应变传感器的解调仪，包括数字硬件部分和模拟硬件部分，所述的数字硬件部分采集模拟硬件部分的模拟数据并且转化为数字信号，进行数据处理以及数据传输；

所述的数字硬件部分包括MCU电路、电源、ADC电路、高频板电路、接口电路、基准电压电路、拨码开关、485模块和zigbee模块，所述的MCU电路分别与电源、ADC电路、高频板电路、接口电路、基准电压电路、拨码开关、485模块和zigbee模块进行通讯连接；

所述的模拟硬件部分包括VCO电路，功放、VCO电源、滤波器、定向耦合器、双向耦合器、RF/IF增益鉴相器、两路微波开关和六路微波开关，所述的VCO电源与VCO电路相连接，所述的VCO电路通过功放与滤波器相连接，所述的滤波器与定向耦合器相连接，所述的定向耦合器分别与功分器、双向耦合器相连接，所述功分器通过两路微波开关与RF/IF增益鉴相器相连接，所述双向耦合器分别与六路微波开关、RF/IF增益鉴相器相连接，所述六路微波开关与传感器相连接，所述的RF/IF增益鉴相器对两路信号比较输出幅值增益与相位差，一路信号是经过定向耦合器进行分流得到得耦合端的输出，另一路信号是经过双向耦合器输出端后经传感器反射回来的信号。

在本发明一个较佳实施例中，所述的VCO电源采用hmc1060电源管理芯片。

在本发明一个较佳实施例中，所述的功分器采用90°的功分器。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供了一种基于增益鉴相器同轴电缆应变传感器的解调仪的解调方法，包括以下具体步骤：

a、初始化

包括MCU初始化、VCO初始化、外置ADC初始化和微波开关初始化；

b、数据监听

由MCU电路分别监听ADC电路、高频板电路、接口电路、基准电压电路、拨码开关、485模块和zigbee模块的数据，通过通信协议将分别接收不同的任务标签；

c、任务执行