CN101361290A

CN101361290A - Rf转发器

Info

Publication number: CN101361290A
Application number: CNA2006800494683A
Authority: CN
Inventors: 文营灿
Original assignee: KMW Co Ltd
Current assignee: KMW Co Ltd; KMW Inc
Priority date: 2005-12-26
Filing date: 2006-12-26
Publication date: 2009-02-04
Also published as: JP4588790B2; US20080299898A1; EP1969733A1; EP1969733A4; KR20070068079A; JP2009521889A; KR100859557B1; WO2007075021A1; US8244173B2

Abstract

提供了一种射频转发器。施主天线将信号传输至基站和从基站接收信号。服务天线将信号传输至移动站和从移动站接收信号。转发器在两个天线之间对信号进行滤波和放大。极化变化单元响应于用于检测两个天线之间的隔离的隔离检测器的检测信号，可变地选择施主天线和服务天线中至少一个的极化方向。可以充分保证施主天线和服务天线之间的隔离。

Description

RF转发器

技术领域

本发明一般涉及用于移动通信和广播系统的转发器，更具体地，涉及射频转发器，其可以充分保证施主天线和服务天线之间的隔离。

背景技术

移动通信系统具有移动交换中心(MCS)、基站控制器(BSC)、收发信基站(BTS)、移动站(MS)等。可以扩展通信可能区域，在那里安装了多重BTS。然而，当通过空中传播从BTS传输的信号时，该信号可能被削弱。因为信号强度可能由于自然或人造的障碍物，如山、建筑物、建筑物地下、隧道、建筑物内部等，而被进一步削弱，所以可能出现局部通信阴影区域，MS的平稳接收是不可能的。为了解决通信阴影区域的问题，传统地安装和使用转发器。

在移动通信和广播网络中，转发器被广泛用于覆盖扩展和电波阴影区缩减。在转发器中，具体地，射频(RF)转发器是便宜的，因为从基站接收的信号具有与从移动站传输的信号相同的频率。因为不需要构造特定传输线，所以RF转发器可以是无线基础上最首选的转发器。

如图1示出的，传统的RF转发器具有：用于与基站1通信的施主天线10、用于与移动站2通信的服务天线12、和用于对两个天线之间的信号进行滤波和放大的转发器14。当未保证两个天线之间的隔离时，通过服务天线12转发的信号在放大之后被反馈至施主天线10，从而放大器可以振荡。

因此，使用了如下方案，其中最大限度地保证两个天线之间的隔离(传统情况下在60～70dB)，并将放大增益设置在功率放大器不振荡的范围内。

因为转发器的振荡对于网络和系统是至关重要的，所以设置放大器增益具有高于传统隔离15～20dB的余量。

因此，放大器增益约为40～55dB。这限制了转发器的主要功能，也就是充分覆盖扩展或电波阴影区缩减功能，这也是RF转发器的最大缺点。

为了获得约80dB的、在RF转发器中具有充分效用的放大器增益，应该将两个天线之间的隔离值设置为约100dB或更多。在实际情况中满足该值是困难的。

为了传统地保证RF转发器中两个天线之间的隔离，可以使用用于保证高隔离值(40dB或更多的正反向比)的天线，或使用在其中有效隔开两个天线之间的距离(3m或更多)或调整天线方向的技术。

然而，因为在用于保证高隔离值的天线中反射体的尺寸将提高，所以可能出现重量、价格、风压等问题。

在安装上充分隔开两个天线是困难的。存在一个问题：由于电缆的长度，价格和信号损失可能提高。

因为从基站平稳接收信号的方向和服务区域方向是固定的，所以调整天线方向和提高隔离值的方法具有局限性。此外，存在一个问题：因为工人调整天线方向时的隔离值不同于调整之后工人远离天线时的隔离值，所以缺乏客观性。

因为外围情况根据转发器安装的位置而不同，所以对于天线调整需要大量努力，以保证在转发器安装时两个天线之间的充分隔离。

外围情况随时间变化，甚至在初始安装时保证了充分隔离时。存在一个问题：例如，由于诸如建筑物等之类的障碍物的变化以及交通工具和人的移动而导致隔离频繁变化，因而在一般情况下可能不能保证充分隔离。

发明内容

技术问题

因为传统的RF转发器使用用于辐射固定极化的天线，所以在保证两个天线之间的隔离中存在局限性。因此，可能没有最大使用转发器的性能。

技术方案

本发明示例实施例的一方面是解决至少以上问题和/或缺点，提供至少以下描述的优点。因此，本发明示例实施例的一方面是，提供一种射频(RF)转发器，其可以通过主动改变从两个天线辐射的电波的极化方向，保证适于转发器外围情况的最佳隔离。

此外，本发明示例实施例的一方面是，提供一种RF转发器，在其中可以将施主和服务天线和转发器24安装在一个天线屏蔽器的内部。

依照本发明示例实施例的一方面，提供了一种RF转发器，包括：施主天线，用于将信号传输至基站和从基站接收信号；服务天线，用于将信号传输至移动站和从移动站接收信号；转发器，用于在两个天线之间对信号进行滤波和放大；以及极化变化单元，用于响应于用于检测两个天线之间的隔离的隔离检测器的检测信号，可变地选择施主天线和服务天线中的至少一个的极化方向。

有益效果

通过主动改变从天线辐射的极化，可以根据转发器的外围情况保证最佳隔离。

因为在改变极化的方法中可以保证隔离，所以可以缩短两个天线之间的距离。

因为可以将所有施主和服务天线和转换器安装在一个天线屏蔽器内部，所以可以缩减尺寸。

附图说明

图1是示出了传统RF转发器的方框图；

图2是依照本发明第一实施例的方框图；

图3是传统隔离检测器包含于图2中的方框图；

图4是开关也包含于图2中的方框图；

图5示出了图2中天线的极化方向的类型；

图6是依照本发明第二示例实施例的方框图；

图7是依照本发明第三示例实施例的方框图。

具体实施方式

下面将参考附图在这里详细描述本发明的示例实施例。

图2是依照本发明第一示例实施例的方框图。如图2示出的，提供了施主天线20，用于将信号传输至基站和从基站接收信号；服务天线22，用于将信号传输至移动站和从移动站接收信号；转发器24，用于在两个天线之间对信号进行滤波和放大；和第一开关26，用于可变地选择服务天线22的极化方向。

第一开关26响应于用于检测两个天线之间的隔离的传统隔离检测器(未示出)的检测信号，执行切换操作。

在基本操作中，在转发器24中对通过施主天线20接收的信号进行滤波和放大，并通过服务天线22将该信号辐射至服务区域。

相反，通过服务天线22接收从服务区域的移动站辐射的信号。在转发器24中对接收的信号进行滤波并放大，并通过施主天线20将该信号传输至基站。

传统地，施主天线20和服务天线22的极化方向是等同地固定的。然而，依照本发明示例实施例，可以将服务天线22构造为具有两个水平和垂直极化方向。可以将第一开关26构造为选择极化方向。

也就是，可以响应于传统隔离检测器检测的信号，选择具有高隔离的极化方向。

一般，可以如图3中所示的示出隔离检测器30。然而，因为可以采用多种方式实现隔离检测器30，所以在本发明示例实施例中没有示出隔离检测器。因此，本发明不限于特定结构。

参照如图3示出的示例，在传统隔离检测器30的隔离检测操作中，与转发器24的输入端子连接的双向耦合器31将从导频信号源32产生的导频信号耦合至通过施主天线20接收的信号，从而可以通过服务天线22辐射被耦合至所接收信号的导频信号。然后，隔离检测控制器33检测通过双向耦合器31从服务天线22反馈的信号，检测反馈的信号上携带的导频信号量。

响应于隔离检测器的输出信号，可以采用许多方法实现切换操作。

在预设时间间隔处执行切换操作且检测垂直和水平极化方向上的隔离之后，将隔离相互比较。可以在具有较高隔离的方向上执行最终切换操作。

当设置了参考值时，将当前的隔离值与设置的参考值相比较。如果该隔离值小于参考值，则可以执行切换操作。

第一开关26可以使用电、机械和机电开关。

另一方面，两个天线不限于具有垂直和水平极化方向的结构。也就是，可以将天线构造为具有倾斜45度角的极化方向、多重极化方向、分离的极化方向和圆极化方向。

在将天线改变为能够辐射多重极化的结构时，采用能够选择极化方向的切换结构来构造开关26。

图4示出了一种结构，通过在图2中添加第二开关27，不仅可以选择服务天线的极化方向，还可以选择施主天线的极化方向。

图6示出了依照本发明第二示例实施例的方框图。如图6示出的，提供了施主天线20，用于将信号传输至基站和从基站接收信号；服务天线22，用于将信号传输至移动站和从移动站接收信号；转发器24，用于在两个天线之间对信号进行滤波和放大；和相位控制器(或移相器)36，用于通过改变将要被传输至服务天线22的信号的相位来改变极化方向。

相位控制器36响应于用于检测两个天线之间的隔离的传统检测器的检测信号进行操作。

通过在选择了两个天线的极化方向时，使用移相器36控制将要被传输至每个天线的信号的相位，实现了本发明第二示例实施例。

当使用了以上描述的相位控制时，可以采用各种形状和方向来设置极化。可选地，可以设置连续的极化，而无需使用开关进行切换。

不仅可以将移相器36安装在服务天线22中，还可以安装在施主天线20中。可选地，可以安装至少一个移相器。

图7示出了依照本发明第三示例实施例的方框图。如图7示出的，提供了施主天线20，用于传输信号值基站和从基站接收信号；服务天线22，用于传输信号值移动站和从移动站接收信号；转发器24，用于在两个天线之间对信号进行滤波和放大；和可变分频器(divider)38，用于通过控制将要被传输至服务天线22的信号的分频比(divisionrate)，改变极化方向。

可变分频器38响应于用于检测两个天线之间的隔离的传统检测器的检测信号而进行操作。

通过在选择了两个天线的极化方向时，使用可变分频器38控制将要被传输至每个天线的信号的分频比，实现了本发明第三示例实施例。

在本发明示例实施例中，可以采用移相器36和混合耦合器来构造可变分频器38。然而，本发明不限于可变分频器38的结构。可选地，可以将可变分频器38安装在施主天线20中。

在第一至第三示例实施例中，用于改变天线的极化方向的操作可以使能具有最高隔离值的极化方向，可以通过在预设时段内连续地改变极化方向来执行该操作，以具有平均隔离值。

当改变了天线的极化方向时，可以缩减施主天线和服务天线之间的间隔距离，并可以将施主天线、服务天线和转发器24安装在一个天线屏蔽器内部。

当参考本发明的某些示例实施例示出并描述了本发明时，本领域技术人员将理解，可以不偏离本由权利要求及其等同物所限度的本发明的精神和范围的情况下进行各种形式和细节上的改变。

Claims

1、一种射频(RF)转发器，包括：

施主天线，用于将信号传输至基站和从基站接收信号；

服务天线，用于将信号传输至移动站和从移动站接收信号；

转发器，用于在两个天线之间对信号进行滤波和放大；和

极化变化单元，用于响应于检测两个天线之间的隔离的隔离检测器的检测信号，可变地选择施主天线和服务天线中至少一个的极化方向。

2、根据权利要求1的RF转发器，其中，采用开关、相位控制器和可变分频器中的至少一个构造极化变化单元，

其中，所述开关通过响应于所述隔离检测器的检测信号，执行切换操作，可变地选择施主天线和服务天线中所述至少一个的极化方向，

所述相位控制器通过响应于所述隔离检测器的检测信号，改变将要被传送至施主天线和服务天线中所述至少一个的信号的相位，改变所述极化方向，和

所述可变分频器通过响应于所述隔离检测器的检测信号，控制将要被传送至施主天线和服务天线中所述至少一个的信号的分频比，改变所述极化方向。

3、根据权利要求1或2的RF转发器，还包括：

隔离检测器，用于检测施主天线和服务天线之间的隔离，并输出用于将天线极化控制在具有最高隔离的方向上的控制信号。

4、根据权利要求1或2的RF转发器，其中，在一时段内连续改变天线的极化。

5、根据权利要求1或2的RF转发器，其中，将转发器安装在一个天线屏蔽器的内部。