[发明专利]低压电力线载波信道衰减特性测试系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明属于电力通信领域，具体涉及低压电力线载波信道衰减特性测试系统及其控制方法。

背景技术

低压电力线载波通信是在220V/380V电力线上传输高频载波信号，对于高频载波信号而言，低压电力线通道是一根非均匀分布的传输线，线路结构随用电负载接入呈现放射状树形结构，电力线上接入的不同性质的负载随机地连接和断开，这些都对高频电力线载波信号的传输带来很大的衰减，这种衰减的变化与电网结构、通信距离、信号频率以及接入电力线网络的负载等都是紧密相连的。

目前,低压电力线载波信道衰减的测量方法是：首先在电力线的一端通过信号发生器产生高频载波信号，通过功率放大器注入到电力线路，然后在电力线路的另一端接收高频载波信号，将接收端测试的信号和发送端测试的信号做差运算就得到了这段线路的衰减，测量电力线两端的载波信号功率值通常采用频谱分析仪。

该测试方法有以下几个不足：(1)测试用到的信号发生器、功率放大器、以及频谱分析仪等设备属于无线电专业高精密测试仪器，价格高、体积大、适用于实验室测试，在室外等现场环境携带不变；(2)测试专业化要求高，需要同时操作几台仪器，参数设置繁琐，容易出错；（3）该方法只能测试信号强度的衰减，无法对信号的相位-频率特性进行测试；(4)该方法一次只能测单方向衰减，如果测量信道双向衰减，还需要将发送、接收两端设备互调再次测试（5）测试用到的频谱分析仪的信号输入范围很小（只有20dBm），因此，如果信号发生器和功率放大器的参数设置稍有不慎，就可能造成频谱分析仪的损坏。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出一种低压电力线载波信道衰减特性测试系统及其控制方法，将采集的数据通过计算机软件进行时域和频域的分析，计算出载波信号的传输衰减特性（包括幅度-频率和相位-频率），以代替庞大、沉重的信号发生器、功率放大器和频谱分析仪等专业仪器。

本发明提供的低压电力线载波信道衰减特性测试系统，其改进之处在于，所述系统包括测试单元I和测试单元II，所述测试单元I和所述测试单元II均由载波信号收发装置和数据处理装置构成，所述载波信号收发装置接收电网的数据后传给所述数据处理装置，进行衰减测试。

其中，所述载波信号收发装置包括依次连接的信号发生模块、功率放大模块、耦合电路I、耦合电路II和数据采集卡；所述耦合电路I、耦合电路II均与电网连接；所述功率放大模块、信号发生模块和数据采集卡通过电池供电。

其中，耦合电路I、耦合电路II均包括由电阻、电容和耦合线圈构成的耦合电路。

其中，所述数据处理装置包括PC机、DSP或单片机。

其中，所述数据采集卡为高速数据采集卡。

本发明基于另一目的提供的低压电力线载波信道衰减特性测试系统的控制方法，其改进之处在于，所述方法包括如下步骤：

（1）测试单元I的数据处理装置控制其对应的载波信号收发装置，将载波信号收发装置产生的信号耦合到电力线网络中，此过程为发送信号步骤；

（2）测试单元I的载波信号收发装置（监测发送信号）和测试单元II的载波信号收发装置均接收电力线网络中耦合回来的信号（经过信道衰减的信号），传给对应的数据处理装置；

（3）测试单元I的数据处理装置和测试单元II的数据处理装置对信号进行上行传输衰减测试。

其中，步骤（1）测试单元I的数据处理装置控制其对应的载波信号收发装置，将载波信号收发装置产生的信号耦合到电力线网络中，其步骤包括：

<1>数据处理装置控制载波信号收发装置的信号发生模块的工作方式，将发射信号传给功率放大模块；

<2>功率放大模块将信号发生模块发射的信号经过放大，然后传给耦合电路I；

<3>所述耦合电路I将信号耦合到电力线网络中。

其中，步骤（2）所述测试单元I的载波信号收发装置和测试单元II的载波信号收发装置均接收电力线网络中耦合过来的信号，传给对应的数据处理装置，其步骤包括：

①测试单元I的载波信号收发装置和测试单元II的载波信号收发装置接收发送到电力线网络上的信号，并传给对应的数据采集卡；

②所述数据采集卡采集信号数据，并通过USB接口或以太网接口传给所述数据处理装置；

③所述数据处理装置对数据进行时域和频域的分析、显示和存储。

其中，步骤（1）-步骤（3）中进行上行传输衰减测试，若进行下行传输衰减测试，其步骤为：