本申請涉及射頻傳輸線測量，具體涉及一種射頻傳輸線長度測量方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、射頻傳輸線是一種用于傳輸射頻（rf）信號的導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其目的在于將射頻信號從輸入端傳輸?shù)捷敵龆?，同時降低信號的衰減和干擾。射頻傳輸線的長度對于信號傳統(tǒng)系統(tǒng)至關(guān)重要，射頻傳輸線的長度將影響阻抗匹配、相位關(guān)系和傳輸模型的準(zhǔn)確性。通常情況下，射頻傳輸線長度較長，纏繞在木桶上，或深埋在地下，此時采用常規(guī)基于外觀手段將難以準(zhǔn)確測量射頻傳輸線的長度。

2、因此，需要一種利用射頻信號傳輸特性的方式來測量射頻傳輸線的精確長度，其中時域反射測量法tdr(time?domain?reflectometer)可以被用來測量射頻傳輸線的長度，其主要依據(jù)的原理在于信號在傳輸路徑中傳輸時，當(dāng)傳輸路徑阻抗發(fā)生變化時，一部分信號將會被反射，利用發(fā)射信號和反射信號的時間差確定傳輸線的長度。理想情況下射頻傳輸線的線路阻抗是一致的，當(dāng)信號傳輸?shù)奖M頭時，線路為開路狀態(tài)，此時信號被反射到發(fā)送端，以此測量傳輸線的長度。但是在實際過程中，若射頻傳輸線發(fā)生彎折，或部分線路發(fā)生破損，導(dǎo)致射頻傳輸線出現(xiàn)阻抗變化差異，使得出現(xiàn)多重反射現(xiàn)象，由此無法準(zhǔn)確判斷輸入端測得的反射信號，由此造成測量長度出現(xiàn)誤差。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決上述技術(shù)問題，本申請的目的在于提供一種射頻傳輸線長度測量方法及系統(tǒng)，所采用的技術(shù)方案具體如下：

2、本申請實施例提供了一種射頻傳輸線長度測量方法，包括以下步驟：

3、獲取時域反射儀的發(fā)射信號以及待測射頻傳輸線的反射信號；

4、對反射信號進行基線校正并篩選獲取各反射脈沖信號，各反射脈沖信號的信號強度組成各反射脈沖序列；

5、根據(jù)各反射脈沖序列進行曲線擬合的擬合優(yōu)度，結(jié)合反射脈沖序列的起始點到第一個拐點之間的信號強度與最后一個拐點到結(jié)束點之間信號強度的相似性，確定各反射脈沖信號的失真度；分析擬合后各曲線上極大值數(shù)量以及各極大值的波動偏差情況，確定各反射脈沖信號的脈沖跳變系數(shù)；

6、基于各反射脈沖信號的失真度和脈沖跳變系數(shù)獲取各反射脈沖信號的反射穩(wěn)定度；

7、基于各反射脈沖序列與發(fā)射信號之間的相關(guān)關(guān)系，以及各反射脈沖信號與發(fā)射信號之間的基頻差異、基頻能量強度差異，結(jié)合各反射脈沖信號的反射穩(wěn)定度，得到各反射脈沖信號的反射判定系數(shù)；

8、基于反射判定系數(shù)的數(shù)值大小篩選真實尾端反射脈沖信號，根據(jù)發(fā)射信號與真實尾端反射脈沖信號之間的時間間隔，結(jié)合真空光速以及待測射頻傳輸線的預(yù)設(shè)速度因子，得到待測射頻傳輸線的傳輸長度。

9、優(yōu)選的，所述各反射脈沖信號進一步包括：

10、將反射信號的所有信號強度組成信號強度序列，對信號強度序列進行基線校正得到基線對應(yīng)的信號強度，若連續(xù)預(yù)設(shè)數(shù)量個信號強度均大于篩選閾值，將所述連續(xù)預(yù)設(shè)數(shù)量個信號強度對應(yīng)的部分信號作為一個反射脈沖信號，其中，篩選閾值為。

11、優(yōu)選的，所述各反射脈沖信號的失真度的表達式為：

12、；其中，b表示當(dāng)前反射脈沖信號的失真度，表示當(dāng)前反射脈沖序列曲線擬合的擬合優(yōu)度，cos()表示余弦值，、分別表示當(dāng)前反射脈沖序列的起始點到第一個拐點之間所有信號強度組成的序列、最后一個拐點到結(jié)束點之間所有信號強度組成的序列。

13、優(yōu)選的，所述各反射脈沖信號的脈沖跳變系數(shù)為各反射脈沖序列擬合后各曲線上的極大值數(shù)量與所有極大值方差的乘積。

14、優(yōu)選的，所述各反射脈沖信號的反射穩(wěn)定度的表達式為：；其中，a、b、c分別表示當(dāng)前反射脈沖信號的反射穩(wěn)定度、失真度、脈沖跳變系數(shù)；當(dāng)時，將反射穩(wěn)定度設(shè)定為大于10的數(shù)值。

15、優(yōu)選的，所述各反射脈沖信號的反射判定系數(shù)的表達式為：

16、；式中，d、a分別表示當(dāng)前反射脈沖信號的反射判定系數(shù)、反射穩(wěn)定度，和分別表示發(fā)射脈沖序列和當(dāng)前反射脈沖信號對應(yīng)的反射脈沖序列，其中，發(fā)射脈沖序列由發(fā)射信號的所有信號強度組成，表示皮爾遜相關(guān)系數(shù)，和表示當(dāng)前反射脈沖信號與發(fā)射信號的基頻能量偏差和基頻偏差。

17、優(yōu)選的，所述基頻能量偏差為當(dāng)前反射脈沖信號與發(fā)射信號在頻域中的基頻對應(yīng)能量強度之間的差異，所述基頻偏差為當(dāng)前反射脈沖信號與發(fā)射信號在頻域中的基頻之間的差異。

18、優(yōu)選的，所述真實尾端反射脈沖信號為反射判定系數(shù)的最大值所對應(yīng)的反射脈沖信號。

19、優(yōu)選的，所述待測射頻傳輸線的傳輸長度的表達式為：；其中，l表示待測射頻傳輸線的長度，表示真空中的光速，表示待測射頻傳輸線的速度因子，表示發(fā)射信號與真實尾端反射脈沖信號的時間間隔。

20、本申請實施例還提供了一種射頻傳輸線長度測量系統(tǒng)，包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器中并在所述處理器上運行的計算機程序，所述處理器執(zhí)行所述計算機程序時實現(xiàn)上述任意一項所述方法的步驟。

21、由以上可見，本申請?zhí)峁┑囊环N射頻傳輸線長度測量方法及系統(tǒng)，至少具有如下有益效果：

22、本申請通過時域反射儀獲取待檢測射頻傳輸線的反射脈沖信號，基于單個反射脈沖信號中反射脈沖序列數(shù)據(jù)的波動非平滑特征和跳變沿特征構(gòu)建反射穩(wěn)定度，反映了各反射脈沖信號的受阻抗變化異常點干擾，信號的失真情況，并利用反射脈沖信號與發(fā)射脈沖信號的頻域差異信息得到反射判定系數(shù)，由此判定出真實尾端反射脈沖信號，最終確定時間差得到真實射頻傳輸線的長度。與傳統(tǒng)的時域反射法相比，本申請重點分析在射頻傳輸線上出現(xiàn)多個彎折和破損而導(dǎo)致阻抗不連續(xù)情況，分析該情況下出現(xiàn)的多重反射現(xiàn)象對射頻傳輸線長度測量造成干擾的缺陷，旨在分析異常的反射脈沖信號和正常的反射脈沖信號之間在形態(tài)上的干擾差異，以確定真實的尾端反射脈沖信號，提高射頻傳輸線長度的檢測精度。

技術(shù)特征：

1.一種射頻傳輸線長度測量方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.如權(quán)利要求1所述的一種射頻傳輸線長度測量方法，其特征在于，所述各反射脈沖信號進一步包括：

3.如權(quán)利要求1所述的一種射頻傳輸線長度測量方法，其特征在于，所述各反射脈沖信號的失真度的表達式為：

4.如權(quán)利要求1所述的一種射頻傳輸線長度測量方法，其特征在于，所述各反射脈沖信號的脈沖跳變系數(shù)為各反射脈沖序列擬合后各曲線上的極大值數(shù)量與所有極大值方差的乘積。

5.如權(quán)利要求1所述的一種射頻傳輸線長度測量方法，其特征在于，所述各反射脈沖信號的反射穩(wěn)定度的表達式為：；其中，a、b、c分別表示當(dāng)前反射脈沖信號的反射穩(wěn)定度、失真度、脈沖跳變系數(shù)；當(dāng)時，將反射穩(wěn)定度設(shè)定為大于10的數(shù)值。

6.如權(quán)利要求1所述的一種射頻傳輸線長度測量方法，其特征在于，所述各反射脈沖信號的反射判定系數(shù)的表達式為：

7.如權(quán)利要求6所述的一種射頻傳輸線長度測量方法，其特征在于，所述基頻能量偏差為當(dāng)前反射脈沖信號與發(fā)射信號在頻域中的基頻對應(yīng)能量強度之間的差異，所述基頻偏差為當(dāng)前反射脈沖信號與發(fā)射信號在頻域中的基頻之間的差異。

8.如權(quán)利要求1所述的一種射頻傳輸線長度測量方法，其特征在于，所述真實尾端反射脈沖信號為反射判定系數(shù)的最大值所對應(yīng)的反射脈沖信號。

9.如權(quán)利要求1所述的一種射頻傳輸線長度測量方法，其特征在于，所述待測射頻傳輸線的傳輸長度的表達式為：；其中，l表示待測射頻傳輸線的長度，表示真空中的光速，表示待測射頻傳輸線的速度因子，表示發(fā)射信號與真實尾端反射脈沖信號的時間間隔。

10.一種射頻傳輸線長度測量系統(tǒng)，包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器中并在所述處理器上運行的計算機程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計算機程序時實現(xiàn)如權(quán)利要求1-9任意一項所述方法的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本申請涉及射頻傳輸線測量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種射頻傳輸線長度測量方法及系統(tǒng)，該方法包括：獲取發(fā)射信號以及待測射頻傳輸線的反射信號，篩選出各反射脈沖信號，根據(jù)各反射脈沖序列進行曲線擬合的擬合優(yōu)度，結(jié)合反射脈沖序列中信號強度的分布相似度，確定失真度，分析擬合后各曲線上極大值數(shù)量以及各極大值的波動偏差情況，確定脈沖跳變系數(shù)，進而得到各反射脈沖信號的反射穩(wěn)定度，結(jié)合各反射脈沖與發(fā)射信號之間的相關(guān)關(guān)系，以及各反射脈沖信號與發(fā)射信號之間的基頻差異、基頻能量強度差異，得到各反射脈沖信號的反射判定系，篩選真實尾端反射脈沖信號，計算待測射頻傳輸線的傳輸長度。本申請?zhí)岣吡松漕l傳輸線的長度檢測精度。

技術(shù)研發(fā)人員：詹佳境,張棣,詹庭鈞
受保護的技術(shù)使用者：南京從景生物技術(shù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30