一种用于应答器测试天线的27.095MHz校准装置的制作方法

本实用新型涉及应答器检测领域，尤其是涉及一种用于应答器测试天线的27.095mhz校准装置。

背景技术：

应答器利用电磁感应原理，用于在特定地点实现地面与车载设备间高速点式数据传输的设备。应答器安装于两钢轨中心，平时处于休眠状态，仅靠瞬时接收车载天线的功率而工作，并能在接收到车载天线发送的27.095mhz信号的同时向车载天线发送报文信息。安装于机车底部的车载天线cau不断向地面发送功率并在机车通过地面应答器时接收来自应答器的编码信息。当列车经过应答器上方时，应答器接收到车载天线发射的电磁能量后(输入27.095mhz正弦波信号)，将其转换成电能，使应答器中的电子电路工作，把存储在应答器中的1023位数据报文循环发送出去(输出4.23mhz报文信号)，直至电能消失(即车载天线已经离去)。

应答器在出厂检测室，需要利用测试天线对应答器的27.095mhz信号接收功能和4.23mhz信号输出功能进行检测。如果测试天线的27.095mhz信号发送功能不准确，则会导致对应答器测试时的测试结果偏差过大，目前对于测试天线的27.095mhz信号发送功能的校准装置结构复杂，电路设计和装置成本高，使用便利性差。

技术实现要素：

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种结构简单、成本低的用于应答器测试天线的27.095mhz校准装置。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种用于应答器测试天线的27.095mhz校准装置，所述的测试天线包括27.095mhz信号发射天线，所述的27.095mhz信号发射天线上设有信号输入接口和第一功率采集接口，所述的校准装置包括信号发生组件、信号接收组件和功率检测组件，所述的信号发生组件的输出端连接信号输入接口，所述的信号接收组件包括平衡-不平衡变压器和27.095mhz信号参考环，所述的27.095mhz信号参考环与27.095mhz信号发射天线感应耦合，所述的27.095mhz信号参考环的信号输出端与平衡-不平衡变压器的输入端连接，所述的平衡-不平衡变压器的输出端和第一功率采集接口分别与功率检测组件连接。

优选地，所述的信号发生组件包括信号发生器、第一衰减器、射频功率放大器和第二衰减器，所述的信号发生器的输出端连接第一衰减器的输入端、所述的第一衰减器的输出端连接射频功率放大器的输入端，所述的射频功率放大器的输出端连接第二衰减器的输入端，所述的第二衰减器的输出端连接信号输入接口。

优选地，所述的第一衰减器为ts5-6db衰减器，所述的第二衰减器为wdts-100-3-2.5-c衰减器。

优选地，所述的测试天线还包括4.23mhz信号接收天线，所述的4.23mhz信号接收天线上设有第二功率采集接口，所述的校准装置还包括模拟电阻，所述的模拟电阻与第二功率采集接口连接。

优选地，所述的功率检测组件包括第一功率计和第二功率计，所述的第一功率计与第一功率采集接口连接，所述的第二功率计与平衡-不平衡变压器的输出端连接。

优选地，所述的功率检测组件还包括第三衰减器，所述的第三衰减器串联设于第二功率计与平衡-不平衡变压器间。

优选地，所述的第三衰减器为20db-10w衰减器。

优选地，所述的信号发生器为tektronixawg5202信号发生器。

优选地，所述的射频功率放大器为ar100a400a功率放大器。

优选地，所述的第一功率计和第二功率计均为nrx射频功率计。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

(1)本实用新型利用信号发生组件、信号接收组件和功率检测组件相结合，能够对测试天线的27.095mhz信号发射天线进行信号检测和对应校准，提高测试天线的可靠性；

(2)本实用新型结构简单，成本低廉，占用空间小，可通过较少的消耗和简单的电路设计满足测试天线的检测、校准需求，确保用于检测应答器的测试天线的准确性，进一步提高应答器出厂时的质量；

(3)本实用新型利用27.095mhz信号参考环作为标准件，对测试天线的27.095mhz信号发射天线进行检测，提高检测的准确性。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

其中，1、信号发生器，2、第一衰减器，3、射频功率放大器，4、第二衰减器，5、信号输入接口，6、第一功率采集接口，7、第二功率采集接口，8、27.095mhz信号参考环，9、平衡-不平衡变压器，10、第三衰减器，11、第一功率计，12、第二功率计，13、天线支架，14、27.095mhz信号发射天线，15、4.23mhz信号接收天线，16、模拟电阻。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。注意，以下的实施方式的说明只是实质上的例示，本实用新型并不意在对其适用物或其用途进行限定，且本实用新型并不限定于以下的实施方式。

实施例

一种用于应答器测试天线的27.095mhz校准装置，用于对测试天线的27.095mhz信号输出进行校准，测试天线用于对应答器进行输入信号进行调试。

具体地，测试天线包括27.095mhz信号发射天线14和4.23mhz信号接收天线15，27.095mhz信号发射天线14上设有信号输入接口5和第一功率采集接口6，4.23mhz信号接收天线15上设有第二功率采集接口7。测试天线还包括天线支架13，所述的4.23mhz信号接收天线17和27.095mhz信号接收天线16，架设在天线支架13上。

校准装置包括信号发生组件、信号接收组件和功率检测组件。

具体地，信号发生组件的输出端连接信号输入接口5，信号接收组件包括平衡-不平衡变压器9和27.095mhz信号参考环8，27.095mhz信号参考环8与27.095mhz信号发射天线14感应耦合，27.095mhz信号参考环8的信号输出端与平衡-不平衡变压器9的输入端连接，平衡-不平衡变压器9的输出端和第一功率采集接口6分别与功率检测组件连接。

进一步地，信号发生组件包括信号发生器1、第一衰减器2、射频功率放大器3和第二衰减器4，信号发生器1的输出端连接第一衰减器2的输入端、第一衰减器2的输出端连接射频功率放大器3的输入端，射频功率放大器3的输出端连接第二衰减器4的输入端，第二衰减器4的输出端连接信号输入接口5。

进一步地，功率检测组件包括第一功率计11和第二功率计12，第一功率计11与第一功率采集接口6连接，第二功率计12与平衡-不平衡变压器9的输出端连接。

为提高功率检测的稳定性，功率检测组件还包括第三衰减器10，第三衰减器10串联设于第二功率计12与平衡-不平衡变压器9间。

为了模拟测试天线的使用状态和使用环境，校准装置还包括模拟电阻16，模拟电阻16与第二功率采集接口7连接。

优选的，本实施例中，为提高调试装置的准确性和稳定性，第一衰减器2为ts5-6db衰减器，第二衰减器4为wdts-100-3-2.5-c衰减器，第三衰减器10为20db-10w衰减器，信号发生器1为tektronixawg5202信号发生器，射频功率放大器3为ar100a400a功率放大器，第一功率计11和第二功率计12均为nrx射频功率计。

本校准过程将对标准中规定的每个测试位置均给出一个p^27rl参考值，与对应位置的应答器测试结果p27ba进行比较。参考值p^27rl与发送环电流的平方成正比，该环电流能够使通过参考区域的磁通量为φdl。发送环电流由第一功率计11(pm2)测量，补偿后记为p^27rl。

校准环境的搭建及校准过程如下：

a)把测试天线放置于相对27.095mhz信号参考环8[x＝0，y＝0，z＝220]位置，测试天线的电气中心与27.095mhz信号参考环8的电气中心对齐，检查27.095mhz信号参考环8的x、y、z轴与定位系统的x、y、z轴对齐。

b)当通过27.095mhz信号参考环8的磁通量为“φdl”时，按公式1计算27.095mhz信号参考环8上对应的功率pl值；按公式2测量衰减值并计算pm3(单位为dbm)，记为p^m3ref。

具体地，公式1：

式中：

f频率为27.095mhz；

zloop为无天线时的27.095mhz信号参考环8实际阻抗；

pl为测量得到的27.095mhz信号参考环8输出功率，单位为瓦特(w)；

b为27.095mhz信号参考环8的匹配传输比。

公式2：

pm3＝10*log(pl*1000)-衰减值

式中：

衰减值[dbm]一般用20db衰减器。

c)设置信号发生器1产生频率为27.095mhz的连续波；

d)调整测试天线输入功率，使通过27.095mhz信号参考环8的磁通量为φdl，记录第二功率计12读数为pm3；

e)记录第一功率计11读数为pm2；

f)根据pm3的读数和步骤b)中计算得到的pm3ref的差按公式3补偿pm2的读数，记新值为p27rl(单位为dbm)；

公式3：

p^27rl＝p^m2+(p^m3ref-p^m3)，单位为dbm。

g)按标准中规定的所有位置重复步骤d)、e)、f)，激励天线相对应答器位置固定不变；

注：在步骤b)中的计算，假设zloop相对50ω很小，φd1＝7.7nvs，衰减值等于20db，则对于大尺寸27.095mhz信号参考环8，pm3等于-4.6dbm。而对于标准尺寸27.095mhz信号参考环8，φdl＝4.9nvs时的pm3等于-8.6dbm。步骤f)进行补偿的原因是不同位置间p27rl需要较高相对准确度，本过程补偿了调整信号发生器时带来的误差。

本实用新型使用时，信号发生组件向测试天线的27.095mhz信号发射天线14输入27.095mhz信号，27.095mhz信号发射天线14发出27.095mhz信号并由27.095mhz信号参考环8接收，第一功率计检测27.095mhz信号发射天线14的功率，第二功率计12检测27.095mhz信号参考环8的功率。

上述实施方式仅为例举，不表示对本实用新型范围的限定。这些实施方式还能以其它各种方式来实施，且能在不脱离本实用新型技术思想的范围内作各种省略、置换、变更。