CN102025433B - 信号检测方法、装置和基站 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种信号检测方法、装置和基站。一种信号检测装置，包括第一耦合器、第二耦合器、功率检波单元和信号获得单元，第一耦合器和第二耦合器之间的传输线的长度为四分之一波长的奇数倍，第一耦合器和第二耦合器的方向性相同；功率检波单元，与第一耦合器和第二耦合器相连，用于对第一耦合器和第二耦合器输出的信号进行功率检波，分别获得待测通道上的信号的功率的第一检测结果和第二检测结果；信号获得单元，与功率检波单元相连，用于获得第一检测结果和第二检测结果的均量，作为待测通道上的信号的功率的第三检测结果。采用本发明提供的方法、装置和基站，可以降低耦合器方向性不理想造成的不确定误差。

Description

信号检测方法、装置和基站

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及信号检测方法、信号检测装置和基站。

背景技术

在无线通信系统中，驻波比检测是衡量发信系统工作状态的重要手段。目前驻波比检测常用的方法是，采用定向耦合器耦合射频通道上的信号，该信号包括前向信号和反射信号，然后利用耦合到的前向信号的功率和耦合到的反射信号的功率来计算驻波比、反射系数等反映馈线特性阻抗与负载阻抗匹配程度的表征量(简称为阻抗匹配表征参数)。

在本发明的研究过程中，发明人发现，这种测试方法中，定向耦合器的方向性对阻抗匹配表征参数的影响难以确定，对驻波比检测精度影响较大。

发明内容

本发明提供了一种信号检测方法、信号检测装置和基站，以降低耦合器方向性不理想造成的不确定误差。

本发明一方面提供了一种信号检测方法，该方法包括：

通过第一耦合器和第二耦合器耦合待测通道上的信号，第一耦合器和第二耦合器之间的传输线的长度为四分之一波长的奇数倍，所述第一耦合器和第二耦合器的方向性相同；

对第一耦合器耦合到的信号进行功率检波获得待测通道上的信号的功率的第一检测结果，对第二耦合器耦合到的信号进行功率检波获得待测通道上的信号的功率的第二检测结果；

获取待测通道上的信号的功率的第一检测结果和待测通道上的信号的功率的第二检测结果的均量本发明另一方面提供了一种信号检测装置，用于对待测通道进行信号检测，该装置包括：第一耦合器、第二耦合器、功率检波单元和信号获得单元，

所述第一耦合器和第二耦合器均用于耦合所述待测通道上的信号，第一耦合器和第二耦合器之间的传输线的长度为四分之一波长的奇数倍，所述第一耦合器和第二耦合器的方向性相同；

功率检波单元，与第一耦合器和第二耦合器相连，用于对第一耦合器输出的信号进行功率检波，获得待测通道上的信号的功率的第一检测结果，并对第二耦合器输出的信号进行功率检波，获得待测通道上的信号的功率的第二检测结果；

信号获得单元，与功率检波单元相连，用于获得待测通道上的信号的功率的第一检测结果和待测通道上的信号的功率的第二检测结果的均量，作为待测通道上的信号的功率的第三检测结果。

本发明另一方面提供了一种基站，该基站包括射频通道和用于对该射频通道进行信号检测的本发明提供的信号检测装置。

采用本发明提供的信号检测的方法、装置和基站，可以降低耦合器方向性不理想造成的不确定误差，从而使耦合器的方向性对阻抗匹配表征参数的影响可校正，降低耦合器的方向性对驻波检测精度的影响，并提高驻波检测精度。

附图说明

图1为现有技术中驻波检测装置的示意图；

图2为本发明实施例一中提供的一种信号检测装置的示意图；

图3a为本发明实施例二中提供的一种信号检测装置的示意图；

图3b为本发明实施例二中提供的另一种信号检测装置的示意图；

图4为本发明实施例三中提供的一种信号检测装置的示意图；

图5为本发明实施例四中提供的一种信号检测装置的示意图；

图6a为本发明实施例五中提供的一种信号检测装置的示意图；

图6b为本发明实施例五中提供的另一种信号检测装置的示意图；

图7a为本发明实施例六中提供的一种信号检测装置的示意图；

图7b为本发明实施例六中提供的另一种信号检测装置的示意图；

图8a为本发明实施例八中提供的一种信号检测方法的流程示意图；

图8b为本发明实施例八中提供的另一种信号检测方法的流程示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种信号检测方法、信号检测装置和基站，以降低耦合器方向性不理想造成的不确定误差，从而使耦合器的方向性对阻抗匹配表征参数的影响可校正，降低耦合器的方向性对驻波检测精度的影响，并提高驻波检测精度。

在现有技术中，通常采用如图1所示的单个定向耦合器101，定向耦合器可以对输入信号进行耦合，并将耦合到的信号从耦合端输出。以定向耦合器耦合射频通道上的信号为例，该定向耦合器101可以对射频通道上的前向信号或反射信号进行耦合，即输入信号为射频通道上的前向信号或反射信号。定向耦合器101包括两个输出端口，若定向耦合器用于耦合前向信号，则将定向耦合器输出耦合到的前向信号的端口称为耦合端，将另一个端口称为隔离端，若定向耦合器用于耦合反射信号，则将定向耦合器输出耦合到的反射信号的端口称为耦合端，将另一个端口称为隔离端。图1所示的定向耦合器101用于耦合反射信号，包括耦合端1011和隔离端1013。

假设该定向耦合器方向性参数为D，D为非对数值，通常为大于1的值。前向信号耦合到隔离端1013的信号的功率为A′²，前向信号耦合到耦合端1011的信号的功率为A²＝′²/D，反射信号耦合到耦合端1011的信号的功率为B²，反射信号耦合到隔离端1013的信号的功率为B²/D，若不考虑耦合到耦合端的前向信号和耦合到隔离端的反射信号，即定向耦合器方向性为无穷大，则真实的反射系数幅度为

(0-1)

在通常情况下，定向耦合器的方向性不会无穷大，耦合到定向耦合器101耦合端的信号可以表示为：

其中ω为信号频率，

是前向信号和反射信号耦合到耦合器耦合端的信号之间的相位差。

式1-1可以变换为：

其中

如图1所示，采用功率检波单元102，如对数检波器对定向耦合器输出的信号进行检波，由于功率检波单元为功率检波，因此其输出为

由此可以根据该功率检波单元的输出计算反射系数，反射系数为

反射系数的平方可以表示为

从式1-3可以看出，|Г|与

和D有关，其中，

为前向信号和反射信号耦合到耦合器耦合端的信号之间的相位差，其随着负载反射系数的变化而变化，而D为定向耦合器的方向性参数。可以看出的是，由于定向耦合器的输出包含了前向信号分量，使得

的变化造成了反射系数|Г|的波动，且该波动与

相关，导致定向耦合器的方向性对反射系数的影响较大。进一步的，由于

的不确定，使得即使定向耦合器的方向性通过测试可以获得，真实的反射系数|Г₀|也难以获得。

本发明实施例一提供了一种信号检测装置，用于对待测通道200进行信号检测，如图2所示，包括第一耦合器202、第二耦合器204、功率检波单元206和信号获得单元208。

第一耦合器202和第二耦合器204均用于耦合待测通道200上的信号，第一耦合器202和第二耦合器204之间的传输线的长度为四分之一波长的奇数倍，第一耦合器202和第二耦合器204的方向性相同；

功率检波单元206，与第一耦合器202和第二耦合器204相连，用于对第一耦合器202输出的信号进行功率检波，获得待测通道上的信号的功率的第一检测结果，并对第二耦合器204输出的信号进行功率检波，获得待测通道上的信号的功率的第二检测结果；

信号获得单元208，与功率检波单元206相连，用于获得待测通道上的信号的功率的第一检测结果和待测通道上的信号的功率的第二检测结果的均量，作为待测通道上的信号的功率的第三检测结果。

可以理解的是，本发明实施例中的检测结果可以为模拟量也可以为数字量。

本发明所有实施例中的耦合器指的是实现功率分配的元器件，包括但不限于定向耦合器、环行器或隔离器。

本发明所有实施例中的第一耦合器和第二耦合器的方向性相同，可以理解的是，在理论上相同指的是完全一致，而在具体实施过程中，该相同涵盖大致相同，即在对检测结果允许一定偏差的情况下，第一耦合器和第二耦合器的方向性相同涵盖有一定偏差的情况。本发明所有实施例中的方向性相同，包括方向性参数相同。

采用本发明实施例提供的信号检测装置，可以降低耦合器方向性不理想造成的不确定误差。

本发明实施例二提供了一种信号检测装置，本实施例中的耦合器以定向耦合器为例进行说明。如图3a所示，包括第一定向耦合器302、第二定向耦合器304、功率检波单元206和信号获得单元208。

第一定向耦合器302和第二定向耦合器304均用于耦合待测通道200上的信号，第一定向耦合器302和第二定向耦合器304之间的传输线的长度为四分之一波长的奇数倍，所述第一定向耦合器302和第二定向耦合器304的方向性相同；

功率检波单元206，与第一定向耦合器302和第二定向耦合器304相连，用于对第一定向耦合器302输出的信号进行功率检波，获得待测通道上的信号的功率的第一检测结果，并对第二定向耦合器304输出的信号进行功率检波，获得待测通道上的信号的功率的第二检测结果；

信号获得单元208，与功率检波单元206相连，用于获得待测通道上的信号的功率的第一检测结果和待测通道上的信号的功率的第二检测结果的均量，作为待测通道上的信号的功率的第三检测结果。

本发明实施例中的待测通道200可以为射频通道。

假若耦合到第一定向耦合器302耦合端的信号为：

其中ω为信号频率，

是前向信号和反射信号耦合到耦合器耦合端的信号之间的相位差；

则由于第一定向耦合器302和第二定向耦合器304之间的传输线的长度为四分之一波长的奇数倍，第一定向耦合器302和第二定向耦合器304的方向性相同，耦合到第二定向耦合器304耦合端的信号为：

功率检波单元206对第一定向耦合器302输出的信号进行功率检波，获得的待测通道上的信号的功率的第一检测结果为：

功率检波单元206对第二定向耦合器304输出的信号进行功率检波，获得的待测通道上的信号的功率的第二检测结果为：

信号获得单元208获得的待测通道上的信号的功率的第三检测结果为：

|T|²＝A²+B²                        (3-5)

可以看到的是，信号获得单元208所获得的待测通道上的信号的功率的第三检测结果较现有技术中的输出，降低了前向信号和反射信号耦合到耦合器耦合端的信号之间的相位差不确定所造成的不确定误差，也降低了耦合器方向性不理想造成的不确定误差，使得该信号可以被校正。

基于以上实施例提供的信号检测装置，本发明实施例还提供了一种信号检测装置，该信号检测装置也可称为驻波检测装置，如图3b所示，还包括阻抗匹配表征参数获得单元210，与信号获得单元208相连，用于根据信号获得单元208的待测通道上的信号的功率的第三检测结果计算阻抗匹配表征参数。该阻抗匹配表征参数包括但不限于驻波比或反射系数。同样，以计算反射系数为例，根据式3-5的待测通道上的信号的功率的第三检测结果和前向信号的功率A′²，获得反射系数的平方为：

${\left|\mathrm{\Γ}\right|}^2=\frac{A^2+B^2}{A^{\′2}}---(3-6)$

依据式0-1的|Г₀|²＝B²/A′²和A²＝A′²/D，式3-6中的反射系数的平方可以为：

${\left|\mathrm{\Γ}\right|}^2=\frac{A^2+B^2}{A^{\′2}}={\left|{\mathrm{\Γ}}_0\right|}^2+\frac{1}{D}---(3-7)$

比较式3-7和式1-3中的反射系数，本发明实施例中的反射系数中不包括含有

的项，因而可以降低前向信号和反射信号耦合到耦合器耦合端的信号之间的相位差这个不确定项对反射系数的影响，降低耦合器方向性不理想造成的不确定误差，使得反射系数可以被校正。进一步，由于定向耦合器的方向性参数D的值通常大于1，因而即使方向性参数的影响不被校正，也可以降低方向性参数对反射系数的影响。

因此，本发明实施例提供的信号检测装置，可以降低耦合器方向性不理想造成的不确定误差，并降低前向信号和反射信号耦合到耦合器耦合端的信号之间的相位差这个不确定项对阻抗匹配表征参数的影响，使得阻抗匹配表征参数可以被校正。进一步，由于定向耦合器的方向性参数D的值通常大于1，因而即使方向性参数的影响不被校正，也可以降低方向性参数对阻抗匹配表征参数的影响。

本发明实施例三还提供了一种信号检测装置，如图4所示，本发明实施例较实施例一中所提供的信号检测装置，功率检波单元206进一步包括开关2061和功率检波器2063，其中，

开关2061与第一耦合器202和第二耦合器204分别相连，用于对第一耦合器202和第二耦合器204的输出进行切换，使功率检波器2063分时对第一耦合器202和第二耦合器204的输出进行功率检波；

功率检波器2063与开关2061和信号获得单元208相连，用于对第一耦合器202或第二耦合器204的输出进行功率检波，并输出给信号获得单元208。

其中，开关可以为射频开关，功率检波器可以为对数检波器。

本发明实施例四还提供了一种信号检测装置，如图5所示，本发明实施例较实施例一中所提供的信号检测装置，功率检波单元206进一步包括第一功率检波器2062和第二功率检波器2064，其中，

第一功率检波器2062与第一耦合器202和信号获得单元208相连，用于对第一耦合器202的输出进行功率检波，并输出给信号获得单元208；

第二功率检波器2064与第二耦合器204和信号获得单元208相连，用于对第二耦合器204的输出进行功率检波，并输出给信号获得单元208。

本发明实施例采用两个功率检波器分别对两个耦合器的输出进行功率检波，可以使对两个耦合器的输出进行功率检波的时间一致，可以使获得的待测通道上的信号的功率的第三检测结果精度更高，进而可以提高所需获得的阻抗匹配表征参数的精度。

本发明实施例五还提供了一种信号检测装置，本实施例中的耦合器以环行器为例进行说明。如图6a所示，包括第一环行器602、第二环行器604、功率检波单元206和信号获得单元208。

第一环行器602和第二环行器604均用于耦合待测通道200上的信号，第一环行器602和第二环行器604之间的传输线的长度为四分之一波长的奇数倍，第一环行器602和第二环行器604的方向性相同；

功率检波单元206，与第一环行器602和第二环行器604相连，用于对第一环行器602输出的信号进行功率检波，获得待测通道上的信号的功率的第一检测结果，并对第二环行器604输出的信号进行功率检波，获得待测通道上的信号的功率的第二检测结果；

信号获得单元208，与功率检波单元206相连，用于获得待测通道上的信号的功率的第一检测结果和待测通道上的信号的功率的第二检测结果的均量，作为待测通道上的信号的功率的第三检测结果。

本发明实施例提供的信号检测装置，如图6b所示，还包括，衰减器603，用于对第一环行器602或第二环行器604输出的信号进行衰减后输入功率检波单元206。其中，衰减器可以包括第一衰减器6031和第二衰减器6033，第一衰减器6031连接于第一环行器602和功率检波单元206之间，用于对第一环行器602输出的信号进行衰减后输入功率检波单元206；第二衰减器6033，连接于第二环行器604和功率检波单元206之间，用于对第二环行器604输出的信号进行衰减后输入功率检波单元206。

本发明实施例六还提供了一种信号检测装置，如图7a所示，与上述实施例不同的是，本实施例中的耦合器为环行器702和定向耦合器704。进一步的，如图7b所示，本发明实施例中的环行器702可以通过衰减器703进行信号衰减后输入功率检波单元206。

本发明实施例七还提供了一种基站，该基站包括本发明实施例提供的任意一种信号检测装置。

本发明实施例八还提供了一种信号检测方法，如图8a所示，包括：

S801，通过第一耦合器和第二耦合器耦合待测通道上的信号，第一耦合器和第二耦合器之间的传输线的长度为四分之一波长的奇数倍，第一耦合器和第二耦合器的方向性相同；

其中，第一耦合器和第二耦合器的方向性相同包括第一耦合器和第二耦合器的方向性参数相同；

S803，对第一耦合器耦合到的信号进行功率检波获得待测通道上的信号的功率的第一检测结果，对第二耦合器耦合到的信号进行功率检波获得待测通道上的信号的功率的第二检测结果；

S805，获取待测通道上的信号的功率的第一检测结果和待测通道上的信号的功率的第二检测结果的均量。

其中，对第一耦合器耦合到的信号进行功率检波获得待测通道上的信号的功率的第一检测结果，对第二耦合器耦合到的信号进行功率检波获得待测通道上的信号的功率的第二检测结果可以包括：

通过第一功率检波器对第一耦合器耦合到的信号进行功率检波获得待测通道上的信号的功率的第一检测结果，通过第二功率检波器对第二耦合器耦合到的信号进行功率检波获得待测通道上的信号的功率的第二检测结果，或者

分时对第一耦合器耦合到的信号和第二耦合器耦合到的信号进行功率检波，分时获得待测通道上的信号的功率的第一检测结果和待测通道上的信号的功率的第二检测结果。

本发明实施例提供的信号检测方法，也可以称为驻波检测方法，如图8b所示，还可以进一步包括：

S807，根据待测通道上的信号的功率的第一检测结果和待测通道上的信号的功率的第二检测结果的均量计算阻抗匹配表征参数。

该阻抗匹配表征参数可以包括但不限于驻波比或反射系数。

更进一步的，可以通过测试获得第一耦合器或第二耦合器的方向性参数，根据所获得的耦合器的方向性参数对阻抗匹配表征参数进行修正，获得更为精确的阻抗匹配表征参数。以阻抗匹配表征参数为反射系数为例，在本发明实施例中，耦合器的方向性参数、反射系数和真实的反射系数之间的关系可以为：

其中，|Г|为通过检波获得的反射系数，|Г₀|为真实的反射系数，D为耦合器的方向性参数，依据测试获得的耦合器的方向性参数对通过检波获得的反射系数进行修正，可以获得真实的反射系数。

根据本发明实施例所提供的信号检测方法，可以降低耦合器方向性不理想对信号检测造成的不确定误差，进一步，可以降低耦合器的方向性不理想对阻抗匹配表征参数的影响，使得阻抗匹配表征参数可以被校正，如可以通过测试获得耦合器的方向性参数，从而获得真实的阻抗匹配表征参数，进而可以提高驻波检测的精度。

利用本发明实施例提供的信号检测方法、装置和基站，可以降低耦合器方向性不理想对信号检测造成的不确定误差，进一步，可以降低耦合器的方向性对阻抗匹配表征参数的影响，使得阻抗匹配表征参数可以被校正，如可以通过测试获得耦合器的方向性参数，从而获得真实的阻抗匹配表征参数，进而可以提高驻波检测的精度。

本发明实施例以耦合器用于耦合反射信号为例进行说明，可以理解的是，对于任何输入信号，如待测信号中的前向信号，本发明实施例所提供的技术方案均成立。

本发明实施例中的实施例编号仅用于让表述清楚，不表示方案的优劣。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本领域普通技术人员可以理解：本发明实施例中的装置或模块的名称可以随技术演进或应用场景的不同而改变，但这并不影响本发明实施例的实现，也应落在本发明的范围内；本发明实施例中的装置或模块是依据功能进行的划分，在物理上可以进行合并或分割。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (13)

1.一种信号检测装置，用于对待测通道进行信号检测，其特征在于，包括第一耦合器、第二耦合器、功率检波单元和信号获得单元，

所述第一耦合器和第二耦合器均用于耦合所述待测通道上的信号，第一耦合器和第二耦合器之间的传输线的长度为四分之一波长的奇数倍，所述第一耦合器和第二耦合器的方向性相同；

功率检波单元，与第一耦合器和第二耦合器相连，用于对第一耦合器输出的信号进行功率检波，获得待测通道上的信号的功率的第一检测结果，并对第二耦合器输出的信号进行功率检波，获得待测通道上的信号的功率的第二检测结果；

信号获得单元，与功率检波单元相连，用于获得所述功率检波单元输出的待测通道上的信号的功率的第一检测结果和待测通道上的信号的功率的第二检测结果的均量，作为待测通道上的信号的功率的第三检测结果。

2.如权利要求1所述的信号检测装置，其特征在于，所述功率检波单元包括第一功率检波器和第二功率检波器，其中，

第一功率检波器与第一耦合器和信号获得单元相连，用于对第一耦合器的输出进行功率检波，并输出给信号获得单元；

第二功率检波器与第二耦合器和信号获得单元相连，用于对第二耦合器的输出进行功率检波，并输出给信号获得单元。

3.如权利要求1所述的信号检测装置，其特征在于，所述功率检波单元包括开关和功率检波器，其中，

开关与第一耦合器和第二耦合器分别相连，用于对第一耦合器和第二耦合器的输出进行切换，使功率检波器分时对第一耦合器和第二耦合器的输出进行功率检波；

功率检波器与开关和信号获得单元相连，用于对第一耦合器或第二耦合器的输出进行功率检波，并输出给信号获得单元。

4.如权利要求1所述的信号检测装置，其特征在于，所述待测通道为射频或微波通道，所述射频或微波通道上的信号包括前向信号和反射信号，所述第一耦合器和第二耦合器均用于耦合所述前向信号或反射信号。

5.如权利要求4所述的信号检测装置，其特征在于，还包括阻抗匹配表征参数获得单元，与所述信号获得单元相连，用于根据所述待测通道上的信号的功率的第三检测结果计算阻抗匹配表征参数。

6.如权利要求5所述的信号检测装置，其特征在于，还包括用于根据所获得的第一耦合器或第二耦合器的方向性参数对所述阻抗匹配表征参数获得单元所计算出的阻抗匹配表征参数进行校正的单元。

7.如权利要求1至6任意一项所述的信号检测装置，其特征在于，所述第一耦合器或第二耦合器为定向耦合器、环行器、隔离器中的一种。

8.一种基站，其特征在于，包括射频通道和如权利要求1至7任意一项所述的信号检测装置，所述待测通道为射频通道。

9.一种信号检测方法，其特征在于，包括：

通过第一耦合器和第二耦合器耦合待测通道上的信号，第一耦合器和第二耦合器之间的传输线的长度为四分之一波长的奇数倍，所述第一耦合器和第二耦合器的方向性相同；

对第一耦合器耦合到的信号进行功率检波获得待测通道上的信号的功率的第一检测结果，对第二耦合器耦合到的信号进行功率检波获得待测通道上的信号的功率的第二检测结果；

获取待测通道上的信号的功率的第一检测结果和待测通道上的信号的功率的第二检测结果的均量。

10.如权利要求9所述的信号检测方法，其特征在于，所述对第一耦合器耦合到的信号进行功率检波获得待测通道上的信号的功率的第一检测结果，对第二耦合器耦合到的信号进行功率检波获得待测通道上的信号的功率的第二检测结果包括：

通过第一功率检波器对第一耦合器耦合到的信号进行功率检波获得待测通道上的信号的功率的第一检测结果，通过第二功率检波器对第二耦合器耦合到的信号进行功率检波获得待测通道上的信号的功率的第二检测结果；或者，

分时对第一耦合器耦合到的信号和第二耦合器耦合到的信号进行功率检波，分时获得待测通道上的信号的功率的第一检测结果和待测通道上的信号的功率的第二检测结果。

11.如权利要求9或10所述的信号检测方法，其特征在于，还包括：

根据所述待测通道上的信号的功率的第一检测结果和待测通道上的信号的功率的第二检测结果的均量计算阻抗匹配表征参数。

12.如权利要求11所述的信号检测方法，其特征在于，还包括：

根据第一耦合器或第二耦合器的方向性参数对阻抗匹配表征参数进行校正。

13.如权利要求11所述的信号检测方法，其特征在于，所述阻抗匹配表征参数为驻波比或反射系数。

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