CN102571217A - 一种射频设备，以及驻波比检测的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无线通信技术领域，公开了一种射频设备，以及驻波比检测的装置和方法。本发明的射频设备中，首先，对射频设备的天线端口分别进行开路、短路检测，根据反向检波器检测获得的开路检波信号和短路检波信号，计算获得环形器的泄露信号和前反向的增益差异系数；检测接标准50欧姆负载及接实际负载时反向检波器的反向检波信号，再结合所述泄露信号和增益差异系数，分别计算得到源反射系数和实际反射系数；根据所述源反射系数和实际反射系数确定出待测负载的反射系数，根据所述待测负载的反射系数最终确定该天线端口的驻波比。应用本发明可有效的提高射频设备驻波比检测的精度和准确性。

Description

一种射频设备,以及驻波比检测的装置和方法

技术领域

本发明涉及无线通讯技术领域，尤其涉及一种射频设备，以及驻波比检测的装置和方法。

背景技术

在无线通讯系统中，射频单元的射频通道性能的优良与否以及各通道天线馈线的连接是否正常，都会直接影响射频信号输出的幅度以及相位等性能指标，从而对用户通话的感官造成一定程度的影响。驻波比检测的目的就是通过检测驻波比判断天线是否连接正常。但目前关于驻波比的性能要求，并没有给出精度要求，所以目前驻波比检测通常按简易方式进行，并未关注如何实现高精度驻波比检测的技术方案。

例如，针对RRU(远端射频单元，Remote Radio Unit)上的驻波比检测，如图1所示，给出了现有的驻波比检测的硬件原理示意图。检测驻波比的计算方法主要包括：

从功率放大器PA(Power Amplifier)的输出端获取前向信号，前向信号通过前向检测通道(增益为G_fd)送到检波器，由检波器检测出前向取样功率P_fd；

从功率放大器PA(Power Amplifier)的输出端获取反向信号，反向信号通过反向检测通道(增益为G_rd)送到检波器，由检波器检测出反向取样功率P_rd；

假设天线端口的驻波比为VSWR，反射系数为Г，前向功率为P_f，反向功率为P_r，则按照现有的驻波比检测方法，可以根据如下公式计算出该天线端口的驻波比：

$\mathrm{VSWR}=\frac{1+\mathrm{\Γ}}{1-\mathrm{\Γ}}---\left(1\right)$

$\mathrm{\Γ}=\sqrt{\frac{P_r}{P_f}}---\left(2\right)$

$P_r=\frac{P_{\mathrm{rd}}}{G_{\mathrm{rd}}}$ $P_f=\frac{P_{\mathrm{fd}}}{G_{\mathrm{fd}}}---\left(3\right)$

由上述公式(1)、(2)、(3)，可以推出该天线端口的驻波比为：

$\mathrm{VSWR}=\frac{\sqrt{P_{\mathrm{fd}}\×G_{\mathrm{rd}}}+\sqrt{P_{\mathrm{rd}}\×G_{\mathrm{fd}}}}{\sqrt{P_{\mathrm{fd}}\×G_{\mathrm{rd}}}-\sqrt{P_{\mathrm{rd}}\×G_{\mathrm{fd}}}}---\left(4\right)$

在现有的驻波比测试方案中，是直接将前向功率检测增益G_fd作为反向功率检测增益G_rd使用，即G_fd＝G_rd，那么方程(4)可简化为公式(5)：

$\mathrm{VSWR}=\frac{\sqrt{P_{\mathrm{fd}}}+\sqrt{P_{\mathrm{rd}}}}{\sqrt{P_{\mathrm{fd}}}-\sqrt{P_{\mathrm{rd}}}}---\left(5\right)$

现有的驻波比检测方案，采用标量检测方式，需在满足如下3个假设条件下成立的情况下，方可准确检测：

假设条件1：环行器的隔离度足够高，前向功率传输通道与反向功率传输通道之间具有足够高的隔离度，此时，两个传输通道间的相互泄露对检测结果影响忽略不计；

假设条件2：天线端口的源阻抗为标准的50欧姆，即源发射系数Γ_s为0；

假设条件3：前向检测增益与反向检测增益是一致的，即G_fd＝G_rd。

但按照现有的采用标量进行驻波比检测的方法在实际实施过程中存在如下问题：

问题1：环行器的隔离度并不会满足假设条件1，这就在两个传输通道间的相互泄露，因隔离度不够高而产生的泄漏会影响驻波比检测精度；

问题2：设备天线的输出端口的源阻抗并不是标准的50欧姆，在实际测量中，源驻波比在1.1～1.4左右，这个源驻波比会影响到驻波比检测精度；

问题3：在实际检测过程中，前向功率检测增益G_fd是可通过计算准确获得，但对于反向功率检测增益G_rd的计算由于没有经过定标校准，其计算值会与实际值有一定偏差。由于现有技术中，反向功率的检测通道增益值是采用前向功率的检测通道增益值，所以增益存在一定偏差。

因此，采用现有的驻波比检测方法会存在诸多缺点，其中，主要是驻波比告警的误警和漏警的问题。虽然表面看来是驻波比告警门限设置不合理所造成的，但经深入分析发现是由于驻波比检测精度上存在问题，即驻波比检测存在比较大的随机分布模糊区。比如实际驻波为1.5的负载，设备检测出的驻波比分布范围也许在1.2～2.2之间，检测误差较大。因而，若要实现准确的驻波比检测，必须消除以上因素的影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种一种射频设备，以及驻波比检测的装置和方法，用于解决现有技术中存在的驻波比检测精度较差，较大的检测误差导致驻波比告警的误警和漏警等问题，达到准确进行驻波比检测，消除影响驻波比检测精度的因素影响。

为了解决上述问题，本发明提出了一种驻波比检测的方法，包括：

对射频设备的天线端口分别进行开路、短路检测，根据反向检波器检测获得的开路检波信号和短路检波信号，计算获得环形器的泄露信号和前反向的增益差异系数；

检测接标准50欧姆负载及接实际负载时反向检波器的反向检波信号，再结合所述泄露信号和增益差异系数，分别计算得到源反射系数和实际反射系数；

根据所述源反射系数和实际反射系数确定出待测负载的反射系数，根据所述待测负载的反射系数最终确定该天线端口的驻波比。

进一步地，根据反向检波器检测获得的开路检波信号和短路检波信号，计算获得环形器的泄露信号和前反向的增益差异系数的方式为：

对射频设备的天线端口进行开路检测获得反向检波器的开路检波信号

以前向取样功率

为基准进行归一化处理获得归一化的开路检波信号

对射频设备的天线端口进行短路检测获得反向检波器的短路检波信号

以前向取样功率为基准进行归一化处理获得归一化的短路检波信号

根据归一化的开路检波信号

和短路检波信号获得环形器的泄露信号为：

${\stackrel{\→}{a}}_{\mathrm{leakd}}=\frac{{\stackrel{\→}{a}}_{\mathrm{rd}}^{\mathrm{open}}+{\stackrel{\→}{a}}_{\mathrm{rd}}^{\mathrm{short}}}{2};$

根据归一化的开路检波信号

和短路检波信号

获得前反向的增益差异系数为：

$\stackrel{\→}{\mathrm{\ξ}}=\frac{2}{{\stackrel{\→}{a}}_{\mathrm{rd}}^{\mathrm{open}}-{\stackrel{\→}{a}}_{\mathrm{rd}}^{\mathrm{short}}}.$

进一步地，计算得到源反射系数和实际反射系数的具体方式包括：

检测天线端口接标准50欧姆负载时的反向检波器的源反向检波信号

以前向取样功率

为基准进行归一化处理获得归一化的标准反向检波信号

根据所述环形器的泄露信号和前反向的增益差异系数

获得源反射系数

为：

${\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_s=(-{\stackrel{\→}{a}}_{\mathrm{rd}}^s+{\stackrel{\→}{a}}_{\mathrm{leakd}})\×\stackrel{\→}{\mathrm{\ξ}};$

检测天线端口接实际负载时的反向检波器的实际反向检波信号

以前向取样功率

为基准进行归一化处理获得归一化的实际反向检波信号根据所述环形器的泄露信号

和前反向的增益差异系数

获得实际反射系数

为：

${\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_l^{\′}=({\stackrel{\→}{a}}_{\mathrm{rd}}^l-{\stackrel{\→}{a}}_{\mathrm{leakd}})\×\stackrel{\→}{\mathrm{\ξ}}.$

进一步地，根据所述源反射系数和实际反射系数确定出待测负载的反射系数，根据所述待测负载的反射系数最终确定该天线端口的驻波比的具体方式包括：

根据所述源反射系数和实际反射系数

获得待测负载的反射系数为：

${\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_l=\frac{{\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_l^{\′}+{\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_s}{1+{\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_s{\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_l^{\′}};$

根据待测负载的反射系数

计算得到驻波比为：

${\mathrm{VSWR}}_{\mathrm{new}}=\frac{1+{\mathrm{\Γ}}_l}{1-{\mathrm{\Γ}}_l}.$

进一步地，所述进行开路检测、短路检测获得开路及短路检波信号，以及检测天线端口接50欧姆负载和接实际负载时获得反向检波器的标准反向检波信号和实际反向检波信号，都是采取前向和反向检测的IQ数组，并将反向检测数据归一化处理后获得归一化的反向检波信号。

本发明还提供一种驻波比检测的装置，包括：

参数存储单元，用于存储环形器的泄露信号和前反向的增益差异系数，以及接标准50欧姆负载时的源反射系数；

驻波比计算单元，用于从反向检波器获取接实际负载时反向检波器的实际反向检波信号

以前向取样功率

为基准进行归一化处理获得归一化的实际反向检波信号根据并结合所述泄露信号和增益差异系数计算得到实际反射系数；进一步根据所述源反射系数和实际反射系数确定出待测负载的反射系数，根据所述待测负载的反射系数最终确定该天线端口的驻波比。

进一步地，所述环形器的泄露信号和前反向的增益差异系数是预先根据反向检波器检测获得的开路检波信号和短路检波信号，进行归一化处理后计算获得，获取方式为：

对射频设备的天线端口进行开路检测获得反向检波器的开路检波信号

以前向取样功率

为基准进行归一化处理获得归一化的开路检波信号

对射频设备的天线端口进行短路检测获得反向检波器的短路检波信号以前向取样功率

为基准进行归一化处理获得归一化的短路检波信号

根据归一化的开路检波信号

和短路检波信号

获得环形器的泄露信号

为：

${\stackrel{\→}{a}}_{\mathrm{leakd}}=\frac{{\stackrel{\→}{a}}_{\mathrm{rd}}^{\mathrm{open}}+{\stackrel{\→}{a}}_{\mathrm{rd}}^{\mathrm{short}}}{2};$

根据归一化的开路检波信号

和短路检波信号

获得前反向的增益差异系数为：

$\stackrel{\→}{\mathrm{\ξ}}=\frac{2}{{\stackrel{\→}{a}}_{\mathrm{rd}}^{\mathrm{open}}-{\stackrel{\→}{a}}_{\mathrm{rd}}^{\mathrm{short}}}.$

进一步地，所述源反射系数是预先获得的，获取方式为：

检测天线端口接标准50欧姆负载时的反向检波器的源反向检波信号

以前向取样功率

为基准进行归一化处理获得归一化的标准反向检波信号

根据

并结合所述环形器的泄露信号

和前反向的增益差异系数

获得源反射系数

为：

${\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_s=(-{\stackrel{\→}{a}}_{\mathrm{rd}}^s+{\stackrel{\→}{a}}_{\mathrm{leakd}})\×\stackrel{\→}{\mathrm{\ξ}}.$

进一步地，所述驻波比计算单元计算得到实际反射系数的具体方式为：

检测天线端口接实际负载时的反向检波器的实际反向检波信号

以前向取样功率

为基准进行归一化处理获得归一化的实际反向检波信号

根据

并结合所述环形器的泄露信号

和前反向的增益差异系数

获得实际反射系数

为：

${\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_l^{\′}=({\stackrel{\→}{a}}_{\mathrm{rd}}^l-{\stackrel{\→}{a}}_{\mathrm{leakd}})\×\stackrel{\→}{\mathrm{\ξ}}.$

进一步地，所述驻波比计算单元计算得到驻波比的具体方式为：

根据所述源反射系数

和实际反射系数获得待测负载的反射系数

${\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_l=\frac{{\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_l^{\′}+{\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_s}{1+{\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_s{\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_l^{\′}};$

根据待测负载的反射系数

计算得到驻波比为：

${\mathrm{VSWR}}_{\mathrm{new}}=\frac{1+{\mathrm{\Γ}}_l}{1-{\mathrm{\Γ}}_l}.$

本发明还提供一种射频设备，包括：功率放大器，前向检波器，反向检波器，环形器，驻波比检测装置，

所述前向检波器通过前向检测通道检测功率放大器输出端获取前向功率采样信号；

所述反向检波器通过反向检测通道及环形器从功率放大器输出端检测获取反向功率采样信号；

驻波比检测装置从前向检波器获得前向取样功率、从反向检波器获得反向取样功率，采用矢量分析计算得到驻波比。

进一步地，所述驻波比检测装置包括：

参数存储单元，用于存储环形器的泄露信号和前反向的增益差异系数，以及接标准50欧姆负载时的源反射系数；

驻波比计算单元，用于从反向检波器获取接实际负载时反向检波器的实际反向检波信号

以前向取样功率

为基准进行归一化处理获得归一化的实际反向检波信号

根据

并结合所述泄露信号和增益差异系数计算得到实际反射系数；进一步根据所述源反射系数和实际反射系数确定出待测负载的反射系数，根据所述待测负载的反射系数最终确定该天线端口的驻波比。

进一步地，所述参数存储单元存储的所述环形器的泄露信号和前反向的增益差异系数是预先根据反向检波器检测获得的开路检波信号和短路检波信号，进行归一化处理后计算获得，获取方式为：

对射频设备的天线端口进行开路检测获得反向检波器的开路检波信号

以前向取样功率为基准进行归一化处理获得归一化的开路检波信号

对射频设备的天线端口进行短路检测获得反向检波器的短路检波信号

以前向取样功率

为基准进行归一化处理获得归一化的短路检波信号

根据归一化的开路检波信号

和短路检波信号

获得环形器的泄露信号

为：

${\stackrel{\→}{a}}_{\mathrm{leakd}}=\frac{{\stackrel{\→}{a}}_{\mathrm{rd}}^{\mathrm{open}}+{\stackrel{\→}{a}}_{\mathrm{rd}}^{\mathrm{short}}}{2};$

根据归一化的开路检波信号

和短路检波信号

获得前反向的增益差异系数

为：

$\stackrel{\→}{\mathrm{\ξ}}=\frac{2}{{\stackrel{\→}{a}}_{\mathrm{rd}}^{\mathrm{open}}-{\stackrel{\→}{a}}_{\mathrm{rd}}^{\mathrm{short}}}.$

进一步地，所述参数存储单元的源反射系数是预先获得的，获取方式为：

检测天线端口接标准50欧姆负载时的反向检波器的源反向检波信号

以前向取样功率

为基准进行归一化处理获得归一化的标准反向检波信号根据

并结合所述环形器的泄露信号

和前反向的增益差异系数

获得源反射系数为：

${\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_s=(-{\stackrel{\→}{a}}_{\mathrm{rd}}^s+{\stackrel{\→}{a}}_{\mathrm{leakd}})\×\stackrel{\→}{\mathrm{\ξ}}.$

进一步地，所述驻波比计算单元计算得到实际反射系数的具体方式为：

检测天线端口接实际负载时的反向检波器的实际反向检波信号

以前向取样功率

为基准进行归一化处理获得归一化的实际反向检波信号

根据

并结合所述环形器的泄露信号

和前反向的增益差异系数

获得实际反射系数

为：

${\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_l^{\′}=({\stackrel{\→}{a}}_{\mathrm{rd}}^l-{\stackrel{\→}{a}}_{\mathrm{leakd}})\×\stackrel{\→}{\mathrm{\ξ}}.$

进一步地，所述驻波比计算单元计算得到驻波比的具体方式为：

根据所述源反射系数

和实际反射系数

获得待测负载的反射系数

${\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_l=\frac{{\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_l^{\′}+{\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_s}{1+{\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_s{\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_l^{\′}};$

根据待测负载的反射系数

计算得到驻波比为：

${\mathrm{VSWR}}_{\mathrm{new}}=\frac{1+{\mathrm{\Γ}}_l}{1-{\mathrm{\Γ}}_l}.$

本发明提供一种射频设备，以及驻波比检测装置和方法，用于提高驻波比检测精度，从而克服了现有通讯领域系统中驻波比检测值偏差比较大，不准的缺点，并解决现有技术中存在的驻波比告警的误警和漏警的问题。

本发明的有益效果是：与现有驻波比检测算法相比，本发明由于通过校准的方法对接不同的开路，短路以及标准50欧负载下分别测试校准，让射频设备自发模拟测试数据并采集到原始前反向IQ数据值，并通过计算得出不同CHIP平均后的归一化的IQ数据，随后经过源反射系数和实测反射系数模值以及相位得出相应的归一化IQ数据，最终同样是通过射频设备内部自发模拟测试数据并利用到这些归一化值进行驻波比检测，进行实时周期计算得出驻波比结果值。通过一系列的验证测试，利用本发明的驻波比计算方法验证出的结果表明检测的精度和准确性、通道对同一负载检测的一致性较现有算法有比较大的提升，从而有效的提高射频设备驻波比检测精度。

附图说明

图1是TD RRU驻波比检测实现原理示意图；

图2是本发明的驻波比检测矢量关系及结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图对本发明作进一步地详细说明。

为了提高RRU(远端射频单元，Remote Radio Unit)的驻波比检测精度，本发明的实施例在图1所示的现有驻波比检测方案基础上，采用矢量分析方式，并考虑隔离度、源反射系数、前向与反向增益的差异，给出了如图2所示的驻波比检测方案。

由于图1所示的现有驻波比检测方案存在环行器隔离度因素的影响、前反向取样增益差异的影响、以及天线端口非标准50欧姆的影响，导致现有驻波比检测存在检测偏差，无法进行准确的驻波比检测。若要进行准确的驻波比检测，必须消除上述因素的影响。

首先，基于图2所示的装置，按照矢量分析定义出环行器隔离度的泄露信号，前反向增益差异系数矢量，实际反射系数。

在不考虑所述3个因素影响的情况下，假定驻波比为VSWR_old，反射系数为

则可得到：

${\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_{\mathrm{old}}=\frac{{\stackrel{\→}{A}}_{\mathrm{rd}}}{{\stackrel{\→}{A}}_{\mathrm{fd}}},$ ${\mathrm{VSWR}}_{\mathrm{old}}=\frac{1+{\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_{\mathrm{old}}}{1-{\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_{\mathrm{old}}}---\left(6\right)$

按照图2所示的本发明实施例的驻波比检测方案，假定天线端口的前向功率信号为

天线端口的反向功率信号为

前向功率取样增益为

反向功率取样增益为

则可以获得

环行器隔离度X(dB)导致的泄露信号

为：

${\stackrel{\→}{A}}_{\mathrm{leak}}={\stackrel{\→}{A}}_f\×({10}^{-\frac{X}{20}}*e^{j{\mathrm{\Φ}}_{\mathrm{leak}}})---\left(7\right)$

前向取样功率

为：

${\stackrel{\→}{A}}_{\mathrm{fd}}={\stackrel{\→}{A}}_f\×{\stackrel{\→}{G}}_{\mathrm{fd}}---\left(8\right)$

反向功率取样检测功率

为：

${\stackrel{\→}{A}}_{\mathrm{rd}}=({\stackrel{\→}{A}}_r+{\stackrel{\→}{A}}_{\mathrm{leak}})\×{\stackrel{\→}{G}}_{\mathrm{rd}}---\left(9\right)$

假设前反向取样增益存在差异：

则可定义前反向的增益差异系数矢量为：

定义天线端口相对于标准50欧姆系统的源反射系数为：定义负载相对于标准50欧姆系统的驻波比为VSWR_new，其反射系数为

在天线端口连接负载时，定义该端面的实际反射系数为：

通过对以上定义的参数，可以进一步地分析各因素对目前驻波比检测方式的精度影响，以及分析对源反射系数的影响，具体分析如下所述。

对于一个源反射系数为

的端口，接反射系数为

的负载，负载的反射系数

与端口的源反射系数

和实际反射系数

的关系如下所示：

${\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_l=\frac{{\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_l^{\′}+{\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_s}{1+{\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_l^{\′}*{\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_s}---\left(\text{10}\right)$

经推导，负载反射系数

和驻波比方程如下所示：

${\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_l=\frac{({\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_{\mathrm{old}}-\frac{{\stackrel{\→}{A}}_{\mathrm{leak}}}{{\stackrel{\→}{A}}_f})\×\stackrel{\→}{\mathrm{\ξ}}+{\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_s}{1+({\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_{\mathrm{old}}-\frac{{\stackrel{\→}{A}}_{\mathrm{leak}}}{{\stackrel{\→}{A}}_f})\×\stackrel{\→}{\mathrm{\ξ}}\×{\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_s}---\left(11\right)$

${\mathrm{VSWR}}_{\mathrm{new}}=\frac{1+\left|\frac{({\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_{\mathrm{old}}-\frac{{\stackrel{\→}{A}}_{\mathrm{leak}}}{{\stackrel{\→}{A}}_f})\×\stackrel{\→}{\mathrm{\ξ}}+{\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_s}{1+({\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_{\mathrm{old}}-\frac{{\stackrel{\→}{A}}_{\mathrm{leak}}}{{\stackrel{\→}{A}}_f})\×\stackrel{\→}{\mathrm{\ξ}}\×{\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_s}\right|}{1-\left|\frac{({\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_{\mathrm{old}}-\frac{{\stackrel{\→}{A}}_{\mathrm{leak}}}{{\stackrel{\→}{A}}_f})\×\stackrel{\→}{\mathrm{\ξ}}+{\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_s}{1+({\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_{\mathrm{old}}-\frac{{\stackrel{\→}{A}}_{\mathrm{leak}}}{{\stackrel{\→}{A}}_f})\×\stackrel{\→}{\mathrm{\ξ}}\×{\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_s}\right|}---\left(12\right)$

进一步地，分别对环行器隔离度因素的影响、前反向取样增益差异的影响、以及天线端口非标准50欧姆的影响的三个因素的影响进行分析。

首先，对非反馈通道的泄露进行分析，假设

根据方程(12)可以得到驻波比方程为：

${\mathrm{VSWR}}_{\mathrm{new}}=\frac{1+|{\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_{\mathrm{old}}-\frac{{\stackrel{\→}{A}}_{\mathrm{leak}}}{{\stackrel{\→}{A}}_f}|}{1-|{\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_{\mathrm{old}}-\frac{{\stackrel{\→}{A}}_{\mathrm{leak}}}{{\stackrel{\→}{A}}_f}|}---\left(13\right)$

将方程(7)代入方程(13)，可得到驻波比为：

${\mathrm{VSWR}}_{\mathrm{new}}=\frac{1+|{\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_{\mathrm{old}}-{10}^{-\frac{X}{20}}*e^{j{\mathrm{\Φ}}_{\mathrm{leak}}}|}{1-|{\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_{\mathrm{old}}-{10}^{-\frac{X}{20}}*e^{j{\mathrm{\Φ}}_{\mathrm{leak}}}|}---\left(14\right)$

令θ＝Φ_rd-Φ_fd+Φ_leak，那么驻波比为：

${\mathrm{VSWR}}_{\mathrm{new}}=\frac{1+\sqrt{{\mathrm{\Γ}}_d^2+{10}^{-\frac{X}{10}}+2*{\mathrm{\Γ}}_d*{10}^{-\frac{X}{20}}*\cos \mathrm{\θ}}}{1-\sqrt{{\mathrm{\Γ}}_d^2+{10}^{-\frac{X}{10}}+2*{\mathrm{\Γ}}_d*{10}^{-\frac{X}{20}}*\cos \mathrm{\θ}}}---\left(15\right)$

其次，对天线端口的源反射系数进行分析，假设

根据方程(12)可以得到驻波比方程为：

${\mathrm{VSWR}}_{\mathrm{new}}=\frac{1+\left|\frac{{\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_{\mathrm{old}}+{\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_s}{1+{\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_{\mathrm{old}}\×{\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_s}\right|}{1-\left|\frac{{\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_{\mathrm{old}}+{\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_s}{1+{\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_{\mathrm{old}}\×{\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_s}\right|}---\left(16\right)$

最后，对前反向检测路径增益差进行分析，假设

根据方程(9)(12)可以得到驻波比方程为：

${\mathrm{VSWR}}_{\mathrm{new}}=\frac{1+|{\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_{\mathrm{old}}\×\stackrel{\→}{\mathrm{\ξ}}|}{1-|{\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_{\mathrm{old}}\×\stackrel{\→}{\mathrm{\ξ}}|}---\left(17\right)$

通过综合考虑，本发明通过对如下几个环节进行校准实现准确检测的目的，即：(1)开路校准；(2)短路校准；(3)标准50欧负载校准。通过以上校准环节，确定出

量，然后再实测时通过算法扣除。具体实施时，假设设备ANT端口开路时，反向检测器的检波信号为

假设设备ANT端口短路时，反向检测器的检波信号为

假设设备ANT端口接50欧姆标准负载时，反向检测器的检波信号为

参照图2，可以得出如下方程式；

${\stackrel{\→}{A}}_{\mathrm{rd}}^{\mathrm{short}}=(-{\stackrel{\→}{A}}_f+{\stackrel{\→}{A}}_{\mathrm{leak}})\×{\stackrel{\→}{G}}_{\mathrm{rd}}---\left(18\right)$

${\stackrel{\→}{A}}_{\mathrm{rd}}^{\mathrm{open}}=({\stackrel{\→}{A}}_f+{\stackrel{\→}{A}}_{\mathrm{leak}})\×{\stackrel{\→}{G}}_{\mathrm{rd}}---\left(19\right)$

${\stackrel{\→}{A}}_{\mathrm{rd}}^s=({\stackrel{\→}{A}}_f\×(-{\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_s)+{\stackrel{\→}{A}}_{\mathrm{leak}})\×{\stackrel{\→}{G}}_{\mathrm{rd}}---\left(20\right)$

${\stackrel{\→}{A}}_{\mathrm{rd}}^l=({\stackrel{\→}{A}}_f\×{\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_l^{\′})+{\stackrel{\→}{A}}_{\mathrm{leak}})\×{\stackrel{\→}{G}}_{\mathrm{rd}}---\left(21\right)$

令

根据方程(18)，(19)，(20)，(21)并以前向取样功率

为基准进行归一化得：

${\stackrel{\→}{a}}_{\mathrm{rd}}^{\mathrm{short}}=-\frac{1}{\stackrel{\→}{\mathrm{\ξ}}}+{\stackrel{\→}{a}}_{\mathrm{leakd}}---\left(22\right)$

${\stackrel{\→}{a}}_{\mathrm{rd}}^{\mathrm{open}}=\frac{1}{\stackrel{\→}{\mathrm{\ξ}}}+{\stackrel{\→}{a}}_{\mathrm{leakd}}---\left(23\right)$

${\stackrel{\→}{a}}_{\mathrm{rd}}^s=-{\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_s\×\frac{1}{\stackrel{\→}{\mathrm{\ξ}}}+{\stackrel{\→}{a}}_{\mathrm{leakd}}---\left(24\right)$

${\stackrel{\→}{a}}_{\mathrm{rd}}^l={\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_l^{\′}\×\frac{1}{\stackrel{\→}{\mathrm{\ξ}}}+{\stackrel{\→}{a}}_{\mathrm{leakd}}---\left(25\right)$

根据方程(22)～(25)，推导出：

${\stackrel{\→}{a}}_{\mathrm{leakd}}=\frac{{\stackrel{\→}{a}}_{\mathrm{rd}}^{\mathrm{open}}+{\stackrel{\→}{a}}_{\mathrm{rd}}^{\mathrm{short}}}{2}---\left(26\right)$

$\stackrel{\→}{\mathrm{\ξ}}=\frac{2}{{\stackrel{\→}{a}}_{\mathrm{rd}}^{\mathrm{open}}-{\stackrel{\→}{a}}_{\mathrm{rd}}^{\mathrm{short}}}---\left(27\right)$

${\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_s=(-{\stackrel{\→}{a}}_{\mathrm{rd}}^s+{\stackrel{\→}{a}}_{\mathrm{leakd}})\×\stackrel{\→}{\mathrm{\ξ}}---\left(28\right)$

${\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_l^{\′}=({\stackrel{\→}{a}}_{\mathrm{rd}}^l-{\stackrel{\→}{a}}_{\mathrm{leakd}})\×\stackrel{\→}{\mathrm{\ξ}}---\left(29\right)$

而

与换算关系如下：

${\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_l=\frac{{\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_l^{\′}+{\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_s}{1+{\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_s{\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_l^{\′}}---\left(30\right)$

从而可以得到实际应用时接负载时的反射系数。

根据上述的推导，驻波比检测分为如下步骤：

(1)ANT(天线)端口接开路负载进行检测，

(2)ANT(天线)端口接短路负载进行检测，

根据开路检测及短路检测结果，计算出

计算公式如下：

${\stackrel{\→}{a}}_{\mathrm{leakd}}=\frac{{\stackrel{\→}{a}}_{\mathrm{rd}}^{\mathrm{open}}+{\stackrel{\→}{a}}_{\mathrm{rd}}^{\mathrm{short}}}{2}$

$\stackrel{\→}{\mathrm{\ξ}}=\frac{2}{{\stackrel{\→}{a}}_{\mathrm{rd}}^{\mathrm{open}}-{\stackrel{\→}{a}}_{\mathrm{rd}}^{\mathrm{short}}}$

(3)ANT(天线)端口接标准50欧负载进行检测，计算出

${\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_s=(-{\stackrel{\→}{a}}_{\mathrm{rd}}^s+{\stackrel{\→}{a}}_{\mathrm{leakd}})\×\stackrel{\→}{\mathrm{\ξ}}$

(4)ANT(天线)端口接实际负载进行测试检测，计算出

公式如下：

${\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_l^{\′}=({\stackrel{\→}{a}}_{\mathrm{rd}}^l-{\stackrel{\→}{a}}_{\mathrm{leakd}})\×\stackrel{\→}{\mathrm{\ξ}};$

${\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_l=\frac{{\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_l^{\′}+{\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_s}{1+{\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_s{\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_l^{\′}}$

上述(1)，(2)，(3)步骤在出厂前完成，第(4)步可在现场完成，就是现场检测。本发明研究出的新的驻波比检测算法在检测精度上有大幅提高。

如图2所示，本发明实施例的驻波比检测方法可应用于一种射频设备，该射频设备可以是基站或远端射频单元或基站射频单元或直放站等。该射频设备具有天线端口，其还包括：功率放大器，前向检波器，反向检波器，环形器，驻波比检测装置，

所述前向检波器通过前向检测通道检测功率放大器输出端获取前向功率采样信号；

所述反向检波器通过反向检测通道及环形器从功率放大器输出端检测获取反向功率采样信号；

驻波比检测装置从前向检波器获得前向取样功率、从反向检波器获得反向取样功率，采用矢量分析计算得到驻波比。

如图2所示，所述驻波比检测装置包括：

参数存储单元，用于存储环形器的泄露信号和前反向的增益差异系数，以及接标准50欧姆负载时的源反射系数；

驻波比计算单元，用于从反向检波器获取接实际负载时反向检波器的实际反向检波信号

以前向取样功率

为基准进行归一化处理获得归一化的实际反向检波信号

根据并结合所述泄露信号和增益差异系数计算得到实际反射系数；进一步根据所述源反射系数和实际反射系数确定出待测负载的反射系数，根据所述待测负载的反射系数最终确定该天线端口的驻波比。

所述参数存储单元存储的所述环形器的泄露信号和前反向的增益差异系数是预先根据反向检波器检测获得的开路检波信号和短路检波信号，进行归一化处理后计算获得，获取方式为：

对射频设备的天线端口进行开路检测获得反向检波器的开路检波信号以前向取样功率

为基准进行归一化处理获得归一化的开路检波信号

对射频设备的天线端口进行短路检测获得反向检波器的短路检波信号

以前向取样功率

为基准进行归一化处理获得归一化的短路检波信号

根据归一化的开路检波信号

和短路检波信号

获得环形器的泄露信号

为：

${\stackrel{\→}{a}}_{\mathrm{leakd}}=\frac{{\stackrel{\→}{a}}_{\mathrm{rd}}^{\mathrm{open}}+{\stackrel{\→}{a}}_{\mathrm{rd}}^{\mathrm{short}}}{2};$

根据归一化的开路检波信号

和短路检波信号获得前反向的增益差异系数为：

$\stackrel{\→}{\mathrm{\ξ}}=\frac{2}{{\stackrel{\→}{a}}_{\mathrm{rd}}^{\mathrm{open}}-{\stackrel{\→}{a}}_{\mathrm{rd}}^{\mathrm{short}}}.$

所述参数存储单元的源反射系数是预先获得的，获取方式为：

检测天线端口接标准50欧姆负载时的反向检波器的源反向检波信号以前向取样功率为基准进行归一化处理获得归一化的标准反向检波信号

根据

并结合所述环形器的泄露信号

和前反向的增益差异系数

获得源反射系数

为：

${\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_s=(-{\stackrel{\→}{a}}_{\mathrm{rd}}^s+{\stackrel{\→}{a}}_{\mathrm{leakd}})\×\stackrel{\→}{\mathrm{\ξ}}.$

所述驻波比计算单元计算得到实际反射系数的具体方式为：

检测天线端口接实际负载时的反向检波器的实际反向检波信号

以前向取样功率

为基准进行归一化处理获得归一化的实际反向检波信号

根据并结合所述环形器的泄露信号

和前反向的增益差异系数

获得实际反射系数

为：

${\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_l^{\′}=({\stackrel{\→}{a}}_{\mathrm{rd}}^l-{\stackrel{\→}{a}}_{\mathrm{leakd}})\×\stackrel{\→}{\mathrm{\ξ}}.$

所述驻波比计算单元计算得到驻波比的具体方式为：

根据所述源反射系数

和实际反射系数获得待测负载的反射系数

${\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_l=\frac{{\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_l^{\′}+{\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_s}{1+{\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_s{\stackrel{\→}{\mathrm{\Γ}}}_l^{\′}};$

根据待测负载的反射系数

计算得到驻波比为：

${\mathrm{VSWR}}_{\mathrm{new}}=\frac{1+{\mathrm{\Γ}}_l}{1-{\mathrm{\Γ}}_l}.$

下面具体说明本发明实施例的驻波比检测方案的详细实施步骤。

第一，设备ANT端口开路时，采取前向和反向检测的IQ数组，并将反向检测数据归一化(以前向检测IQ为基准)；

开路前向检测数组I_f-open(j)，Q_f-open(j)，j＝1～n；

开路反向检测数组I_r-open(j)，Q_r-open(j)，j＝1～n；

反向检测数据归一化：

$a_{r-\mathrm{open}}\left(j\right)=\sqrt{\frac{I_{r-\mathrm{open}}^2\left(j\right)+Q_{r-\mathrm{open}}^2\left(j\right)}{I_{f-\mathrm{open}}^2\left(j\right)+Q_{f-\mathrm{open}}^2\left(j\right)}}$

${\mathrm{\&Phi;}}_{r-\mathrm{open}}\left(j\right)=\left\{\begin{array}{c}\mathrm{ATAN}\left(\frac{Q_{r-\mathrm{open}}\left(j\right)}{I_{r-\mathrm{open}}\left(j\right)}\right)---------------------I_{r-\mathrm{open}}\left(j\right)>0;\\ \mathrm{ATAN}\left(\frac{Q_{r-\mathrm{open}}\left(j\right)}{I_{r-\mathrm{open}}\left(j\right)}\right)+\mathrm{\&pi;}-------------------I_{r-\mathrm{open}}\left(j\right)<0;\end{array}\right.$

${\mathrm{\&Phi;}}_{f-\mathrm{open}}\left(j\right)=\left\{\begin{array}{c}\mathrm{ATAN}\left(\frac{Q_{f-\mathrm{open}}\left(j\right)}{I_{f-\mathrm{open}}\left(j\right)}\right)---------------------I_{f-\mathrm{open}}\left(j\right)>0;\\ \mathrm{ATAN}\left(\frac{Q_{f-\mathrm{open}}\left(j\right)}{I_{f-\mathrm{open}}\left(j\right)}\right)+\mathrm{\&pi;}-------------------I_{f-\mathrm{open}}\left(j\right)<0;\end{array}\right.$

i_r-open(j)＝a_r-open(j)×COS(Φ_r-open(j)-Φ_f-open(j))

q_r-open(j)＝a_r-open(j)×SIN(Φ_r-open(j)-Φ_f-open(j))

第二，设备ANT端口短路时，采取前向和反向检测的IQ数组，并将反向检测数据归一化(以前向检测IQ为基准)；

短路前向检测数组I_f-short(j)，Q_f-short(j)，j＝1～n；

短路反向检测数组I_r-short(j)，Q_r-short(j)，j＝1～n；

反向检测数据归一化：

$a_{r-\mathrm{short}}\left(j\right)=\sqrt{\frac{I_{r-\mathrm{short}}^2\left(j\right)+Q_{r-\mathrm{short}}^2\left(j\right)}{I_{f-\mathrm{short}}^2\left(j\right)+Q_{f-\mathrm{short}}^2\left(j\right)}}$

${\mathrm{\&Phi;}}_{r-\mathrm{short}}\left(j\right)=\left\{\begin{array}{c}\mathrm{ATAN}\left(\frac{Q_{r-\mathrm{short}}\left(j\right)}{I_{r-\mathrm{short}}\left(j\right)}\right)---------------------I_{r-\mathrm{short}}\left(j\right)>0;\\ \mathrm{ATAN}\left(\frac{Q_{r-\mathrm{short}}\left(j\right)}{I_{r-\mathrm{short}}\left(j\right)}\right)+\mathrm{\&pi;}-------------------I_{r-\mathrm{short}}\left(j\right)<0;\end{array}\right.$

${\mathrm{\&Phi;}}_{f-\mathrm{short}}\left(j\right)=\left\{\begin{array}{c}\mathrm{ATAN}\left(\frac{Q_{f-\mathrm{short}}\left(j\right)}{I_{f-\mathrm{short}}\left(j\right)}\right)---------------------I_{f-\mathrm{short}}\left(j\right)>0;\\ \mathrm{ATAN}\left(\frac{Q_{f-\mathrm{short}}\left(j\right)}{I_{f-\mathrm{short}}\left(j\right)}\right)+\mathrm{\&pi;}-------------------I_{f-\mathrm{short}}\left(j\right)<0;\end{array}\right.$

i_r-short(j)＝a_r-short(j)*COS[Φ_r-short(j)-Φ_f-short(j)]

q_r-short(j)＝a_r-short(j)*SIN[Φ_r-short(j)-Φ_f-short(j)]

第三，计算前反向增益系数矢量：

$i_{\mathrm{\&xi;}}\left(j\right)=\frac{2}{i_{r-\mathrm{open}}\left(j\right)-i_{r-\mathrm{short}}\left(j\right)}$

$q_{\mathrm{\&xi;}}\left(j\right)=\frac{2}{q_{r-\mathrm{open}}\left(j\right)-q_{r-\mathrm{short}}\left(j\right)}$

$\mathrm{\&xi;}\left(j\right)=\sqrt{i_{\mathrm{\&xi;}}^2\left(j\right)+q_{\mathrm{\&xi;}}^2\left(j\right)}$

${\mathrm{\&phi;}}_{\mathrm{\&xi;}}\left(j\right)=\left\{\begin{array}{c}\mathrm{ATAN}\left(\frac{q_{\mathrm{\&xi;}}\left(j\right)}{i_{\mathrm{\&xi;}}\left(j\right)}\right)------------------i_{\mathrm{\&xi;}}\left(j\right)>0\\ \mathrm{ATAN}\left(\frac{q_{\mathrm{\&xi;}}\left(j\right)}{i_{\mathrm{\&xi;}}\left(j\right)}\right)+\mathrm{\&pi;}----------------i_{\mathrm{\&xi;}}\left(j\right)<0\end{array}\right.$

第四，设备ANT端口接标准50欧姆负载时，采取前向和反向检测的IQ数组，并进行归一化操作(以前向检测IQ为基准)；

匹配标准前向检测数组I_f-s(j)，Q_f-s(j)，j＝1～n；

匹配标准反向检测数组I_r-s(j)，Q_r-s(j)，j＝1～n；

$a_{r-s}\left(j\right)=\sqrt{\frac{I_{r-s}^2\left(j\right)+Q_{r-s}^2\left(j\right)}{I_{f-s}^2\left(j\right)+Q_{f-s}^2\left(j\right)}}$

${\mathrm{\&Phi;}}_{r-s}\left(j\right)=\left\{\begin{array}{c}\mathrm{ATAN}\left(\frac{Q_{r-s}\left(j\right)}{I_{r-s}\left(j\right)}\right)---------------------I_{r-s}\left(j\right)>0;\\ \mathrm{ATAN}\left(\frac{Q_{r-s}\left(j\right)}{I_{r-s}\left(j\right)}\right)+\mathrm{\&pi;}-------------------I_{r-s}\left(j\right)<0;\end{array}\right.$

${\mathrm{\&Phi;}}_{f-s}\left(j\right)=\left\{\begin{array}{c}\mathrm{ATAN}\left(\frac{Q_{f-s}\left(j\right)}{I_{f-s}\left(j\right)}\right)---------------------I_{f-s}\left(j\right)>0;\\ \mathrm{ATAN}\left(\frac{Q_{f-s}\left(j\right)}{I_{f-s}\left(j\right)}\right)+\mathrm{\&pi;}-------------------I_{f-s}\left(j\right)<0;\end{array}\right.$

i_r-s(j)＝a_r-s(j)×COS(Φ_r-s(j)-Φ_f-s(j))

q_r-s(j)＝a_r-s(j)×SIN(Φ_r-s(j)-Φ_f-s(j))

计算泄露量的归一化值

源反射系数

$i_{\mathrm{leakd}}\left(j\right)=\frac{i_{r-\mathrm{open}}\left(j\right)+i_{r-\mathrm{short}}\left(j\right)}{2}$

$q_{\mathrm{leakd}}\left(j\right)=\frac{q_{r-\mathrm{open}}\left(j\right)+q_{r-\mathrm{short}}\left(j\right)}{2}$

i_Γs(j)＝[i_leak(j)-i_r-s(j)]*i_ξ(j)-[q_leak(j)-q_r-s(j)]*q_ξ(j)

q_Γs(j)＝[i_leak(j)-i_r-s(j)]*q_ξ(j)+[q_leak(j)-q_r-s(j)]*i_ξ(j)

${\mathrm{\&Gamma;}}_s\left(j\right)=\sqrt{{\left(i_{{\mathrm{\&Gamma;}}_s}\left(j\right)\right)}^2+{\left(q_{{\mathrm{\&Gamma;}}_s}\left(j\right)\right)}^2}$

${\mathrm{\&theta;}}_{\mathrm{\&Gamma;s}}\left(j\right)=\left\{\begin{array}{c}\mathrm{ATAN}\left(\frac{q_{\mathrm{\&Gamma;s}}\left(j\right)}{i_{\mathrm{\&Gamma;s}}\left(j\right)}\right)--------------------i_{\mathrm{\&Gamma;s}}\left(j\right)>0;\\ \mathrm{ATAN}\left(\frac{q_{\mathrm{\&Gamma;s}}\left(j\right)}{i_{\mathrm{\&Gamma;s}}\left(j\right)}\right)+\mathrm{\&pi;}-------------------i_{\mathrm{\&Gamma;s}}\left(j\right)<0;\end{array}\right.$

第五，设备ANT端口接待测负载，采取前向和反向检测的IQ数组，并进行归一化操作；

待测负载前向检测数组I_f-l(j)，Q_f-l(j)，j＝40～80；(第40～80Chip数据)；

待测负载反向检测数组I_r-l(j)，Q_r-l(j)，j＝40～80；(第40～80Chip数据)；

$a_{r-l}\left(j\right)=\sqrt{\frac{I_{r-l}^2\left(j\right)+Q_{r-l}^2\left(j\right)}{I_{f-l}^2\left(j\right)+Q_{f-l}^2\left(j\right)}}$

${\mathrm{\&Phi;}}_{r-l}\left(j\right)=\left\{\begin{array}{c}\mathrm{ATAN}\left(\frac{Q_{r-l}\left(j\right)}{I_{r-l}\left(j\right)}\right)---------------------I_{r-l}\left(j\right)>0;\\ \mathrm{ATAN}\left(\frac{Q_{r-l}\left(j\right)}{I_{r-l}\left(j\right)}\right)+\mathrm{\&pi;}-------------------I_{r-l}\left(j\right)<0;\end{array}\right.$

${\mathrm{\&Phi;}}_{f-l}\left(j\right)=\left\{\begin{array}{c}\mathrm{ATAN}\left(\frac{Q_{f-l}\left(j\right)}{I_{f-l}\left(j\right)}\right)---------------------I_{f-l}\left(j\right)>0;\\ \mathrm{ATAN}\left(\frac{Q_{f-l}\left(j\right)}{I_{f-l}\left(j\right)}\right)+\mathrm{\&pi;}-------------------I_{f-l}\left(j\right)<0;\end{array}\right.$

i_r-l(j)＝a_r-l(j)×COS(Φ_r-l(j)-Φ_f-l(j))

q_r-l(j)＝a_r-l(j)×SIN(Φ_r-l(j)-Φ_f-l(j))

θ_r-l(j)＝Φ_r-l(j)-Φ_f-l(j)

第六，计算出实测反射系数

$i_{{\mathrm{\&Gamma;}}_l^{\&prime;}}\left(j\right)=[i_{r-l}\left(j\right)-i_{\mathrm{leak}}\left(j\right)]*i_{\mathrm{\&xi;}}\left(j\right)-[q_{r-l}\left(j\right)-q_{\mathrm{leak}}\left(j\right)]*q_{\mathrm{\&xi;}}\left(j\right)$

$q_{{\mathrm{\&Gamma;}}_l^{\&prime;}}\left(j\right)=[i_{r-l}\left(j\right)-i_{\mathrm{leak}}\left(j\right)]*q_{\mathrm{\&xi;}}\left(j\right)+[q_{r-l}\left(j\right)-q_{\mathrm{leak}}\left(j\right)]*i_{\mathrm{\&xi;}}\left(j\right)$

${\mathrm{\&Gamma;}}_l^{\&prime;}\left(j\right)=\sqrt{{\left(i_{{\mathrm{\&Gamma;}}_l^{\&prime;}}\left(j\right)\right)}^2+{\left(q_{{\mathrm{\&Gamma;}}_l^{\&prime;}}\left(j\right)\right)}^2}$

${\mathrm{\&phi;}}_{{\mathrm{\&Gamma;}}_l^{\&prime;}}\left(j\right)=\left\{\begin{array}{c}\mathrm{ATAN}\left(\frac{q_{{\mathrm{\&Gamma;}}_l^{\&prime;}}\left(j\right)}{i_{{\mathrm{\&Gamma;}}_l^{\&prime;}}\left(j\right)}\right)-----------i_{{\mathrm{\&Gamma;}}_l^{\&prime;}}\left(j\right)>0\\ \mathrm{ATAN}\left(\frac{q_{{\mathrm{\&Gamma;}}_l^{\&prime;}}\left(j\right)}{i_{{\mathrm{\&Gamma;}}_l^{\&prime;}}\left(j\right)}\right)+\mathrm{\&pi;}-----------i_{{\mathrm{\&Gamma;}}_l^{\&prime;}}\left(j\right)<0\end{array}\right.$

第七，根据方程(30)计算待测负载的反射系数

；

首先，计算方程(30)的分子部分；

i_son(j)＝i_Γs(j)+i_r-l(j)

q_son(j)＝q_Γs(j)+q_r-l(j)

$a_{\mathrm{son}}\left(j\right)=\sqrt{i_{\mathrm{son}}^2\left(j\right)+q_{\mathrm{son}}^2\left(j\right)}$

${\mathrm{\&theta;}}_{\mathrm{son}}\left(j\right)=\left\{\begin{array}{c}\mathrm{ATAN}\left(\frac{q_{\mathrm{son}}\left(j\right)}{i_{\mathrm{rson}}\left(j\right)}\right)---------------------i_{\mathrm{son}}\left(j\right)>0;\\ \mathrm{ATAN}\left(\frac{q_{\mathrm{son}}\left(j\right)}{i_{\mathrm{rson}}\left(j\right)}\right)+\mathrm{\&pi;}-------------------i_{\mathrm{son}}\left(j\right)<0;\end{array}\right.$

其次，计算方程(30)的分母部分；

i_m(j)＝1+i_r-l(j)*i_Γs(j)-q_r-l(j)*q_Γs(j)

q_m(j)＝i_r-l(j)*q_Γs(j)+i_Γs(j)*q_r-l(j)

$a_m\left(j\right)=\sqrt{i_m^2\left(j\right)+q_m^2\left(j\right)}$

${\mathrm{\&theta;}}_m\left(j\right)=\left\{\begin{array}{c}\mathrm{ATAN}\left(\frac{q_m\left(j\right)}{i_m\left(j\right)}\right)---------------------i_m\left(j\right)>0;\\ \mathrm{ATAN}\left(\frac{q_m\left(j\right)}{i_m\left(j\right)}\right)+\mathrm{\&pi;}-------------------i_m\left(j\right)<0;\end{array}\right.$

最后，得到总的计算结果；

$a_{{\mathrm{\&Gamma;}}_l}\left(j\right)=\frac{a_{\mathrm{son}}\left(j\right)}{a_m\left(j\right)};$

${\mathrm{\&theta;}}_{{\mathrm{\&Gamma;}}_l}\left(j\right)={\mathrm{\&theta;}}_{\mathrm{son}}\left(j\right)-{\mathrm{\&theta;}}_m\left(j\right);$

$i_{{\mathrm{\&Gamma;}}_l}\left(j\right)=a_{{\mathrm{\&Gamma;}}_l}\left(j\right)*\cos \left({\mathrm{\&theta;}}_{{\mathrm{\&Gamma;}}_l}\left(j\right)\right)$

$q_{{\mathrm{\&Gamma;}}_l}\left(j\right)=a_{{\mathrm{\&Gamma;}}_l}\left(j\right)*\sin \left({\mathrm{\&theta;}}_{{\mathrm{\&Gamma;}}_l}\left(j\right)\right);$

${\mathrm{\&Gamma;}}_l=\left(\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}{a}_{{\mathrm{\&Gamma;}}_l}\left(j\right)\right)\&divide;n;$

第八，计算驻波比：

${\mathrm{VSWR}}_{\mathrm{new}}=\frac{1+{\mathrm{\&Gamma;}}_l}{1-{\mathrm{\&Gamma;}}_l}$

使用本发明的驻波比检测方案，能够避免由于驻波比检测精度不够，从而造成射频设备(例如RRU)上的驻波比告警出现误警和漏警的情况，可以有效提高TD-SCDMA系统中RRU驻波比检测精度准确性和一致性的性能。本发明的意义在于直接有效地解决了由于基站RRU驻波比检测精度不够精确造成的频繁出现驻波比告警误警以及漏警的问题，同时能够通过驻波比检测结果精确反映出当前各通道天线连接是否正常，并且具有很好的扩展性。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (16)

1.一种驻波比检测的方法，包括：

对射频设备的天线端口分别进行开路、短路检测，根据反向检波器检测获得的开路检波信号和短路检波信号，计算获得环形器的泄露信号和前反向的增益差异系数；

检测接标准50欧姆负载及接实际负载时反向检波器的反向检波信号，再结合所述泄露信号和增益差异系数，分别计算得到源反射系数和实际反射系数；

根据所述源反射系数和实际反射系数确定出待测负载的反射系数，根据所述待测负载的反射系数最终确定该天线端口的驻波比。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据反向检波器检测获得的开路检波信号和短路检波信号，计算获得环形器的泄露信号和前反向的增益差异系数的方式为：

对射频设备的天线端口进行开路检测获得反向检波器的开路检波信号

以前向取样功率

为基准进行归一化处理获得归一化的开路检波信号

对射频设备的天线端口进行短路检测获得反向检波器的短路检波信号

以前向取样功率

为基准进行归一化处理获得归一化的短路检波信号

根据归一化的开路检波信号

和短路检波信号

获得环形器的泄露信号为：

${\stackrel{\&RightArrow;}{a}}_{\mathrm{leakd}}=\frac{{\stackrel{\&RightArrow;}{a}}_{\mathrm{rd}}^{\mathrm{open}}+{\stackrel{\&RightArrow;}{a}}_{\mathrm{rd}}^{\mathrm{short}}}{2};$

根据归一化的开路检波信号

和短路检波信号

获得前反向的增益差异系数为：

$\stackrel{\&RightArrow;}{\mathrm{\&xi;}}=\frac{2}{{\stackrel{\&RightArrow;}{a}}_{\mathrm{rd}}^{\mathrm{open}}-{\stackrel{\&RightArrow;}{a}}_{\mathrm{rd}}^{\mathrm{short}}}.$

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，计算得到源反射系数和实际反射系数的具体方式包括：

检测天线端口接标准50欧姆负载时的反向检波器的源反向检波信号以前向取样功率

为基准进行归一化处理获得归一化的标准反向检波信号

根据

所述环形器的泄露信号和前反向的增益差异系数

获得源反射系数

为：

${\stackrel{\&RightArrow;}{\mathrm{\&Gamma;}}}_s=(-{\stackrel{\&RightArrow;}{a}}_{\mathrm{rd}}^s+{\stackrel{\&RightArrow;}{a}}_{\mathrm{leakd}})\&times;\stackrel{\&RightArrow;}{\mathrm{\&xi;}};$

检测天线端口接实际负载时的反向检波器的实际反向检波信号

以前向取样功率

为基准进行归一化处理获得归一化的实际反向检波信号

根据

所述环形器的泄露信号

和前反向的增益差异系数

获得实际反射系数

为：

${\stackrel{\&RightArrow;}{\mathrm{\&Gamma;}}}_l^{\&prime;}=({\stackrel{\&RightArrow;}{a}}_{\mathrm{rd}}^l-{\stackrel{\&RightArrow;}{a}}_{\mathrm{leakd}})\&times;\stackrel{\&RightArrow;}{\mathrm{\&xi;}}.$

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述源反射系数和实际反射系数确定出待测负载的反射系数，根据所述待测负载的反射系数最终确定该天线端口的驻波比的具体方式包括：

根据所述源反射系数和实际反射系数获得待测负载的反射系数

为：

${\stackrel{\&RightArrow;}{\mathrm{\&Gamma;}}}_l=\frac{{\stackrel{\&RightArrow;}{\mathrm{\&Gamma;}}}_l^{\&prime;}+{\stackrel{\&RightArrow;}{\mathrm{\&Gamma;}}}_s}{1+{\stackrel{\&RightArrow;}{\mathrm{\&Gamma;}}}_s{\stackrel{\&RightArrow;}{\mathrm{\&Gamma;}}}_l^{\&prime;}};$

根据待测负载的反射系数

计算得到驻波比为：

${\mathrm{VSWR}}_{\mathrm{new}}=\frac{1+{\mathrm{\&Gamma;}}_l}{1-{\mathrm{\&Gamma;}}_l}.$

5.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，

所述进行开路检测、短路检测获得开路及短路检波信号，以及检测天线端口接50欧姆负载和接实际负载时获得反向检波器的标准反向检波信号和实际反向检波信号，都是采取前向和反向检测的IQ数组，并将反向检测数据归一化处理后获得归一化的反向检波信号。

6.一种驻波比检测的装置，包括：

参数存储单元，用于存储环形器的泄露信号和前反向的增益差异系数，以及接标准50欧姆负载时的源反射系数；

驻波比计算单元，用于从反向检波器获取接实际负载时反向检波器的实际反向检波信号

以前向取样功率

为基准进行归一化处理获得归一化的实际反向检波信号

根据

并结合所述泄露信号和增益差异系数计算得到实际反射系数；进一步根据所述源反射系数和实际反射系数确定出待测负载的反射系数，根据所述待测负载的反射系数最终确定该天线端口的驻波比。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，

所述环形器的泄露信号和前反向的增益差异系数是预先根据反向检波器检测获得的开路检波信号和短路检波信号，进行归一化处理后计算获得，获取方式为：

对射频设备的天线端口进行开路检测获得反向检波器的开路检波信号

以前向取样功率

为基准进行归一化处理获得归一化的开路检波信号

对射频设备的天线端口进行短路检测获得反向检波器的短路检波信号以前向取样功率

为基准进行归一化处理获得归一化的短路检波信号

根据归一化的开路检波信号

和短路检波信号

获得环形器的泄露信号

为：

${\stackrel{\&RightArrow;}{a}}_{\mathrm{leakd}}=\frac{{\stackrel{\&RightArrow;}{a}}_{\mathrm{rd}}^{\mathrm{open}}+{\stackrel{\&RightArrow;}{a}}_{\mathrm{rd}}^{\mathrm{short}}}{2};$

根据归一化的开路检波信号

和短路检波信号

获得前反向的增益差异系数

为：

$\stackrel{\&RightArrow;}{\mathrm{\&xi;}}=\frac{2}{{\stackrel{\&RightArrow;}{a}}_{\mathrm{rd}}^{\mathrm{open}}-{\stackrel{\&RightArrow;}{a}}_{\mathrm{rd}}^{\mathrm{short}}}.$

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述源反射系数是预先获得的，获取方式为：

检测天线端口接标准50欧姆负载时的反向检波器的源反向检波信号

以前向取样功率

为基准进行归一化处理获得归一化的标准反向检波信号

根据

并结合所述环形器的泄露信号

和前反向的增益差异系数

获得源反射系数

为：

${\stackrel{\&RightArrow;}{\mathrm{\&Gamma;}}}_s=(-{\stackrel{\&RightArrow;}{a}}_{\mathrm{rd}}^s+{\stackrel{\&RightArrow;}{a}}_{\mathrm{leakd}})\&times;\stackrel{\&RightArrow;}{\mathrm{\&xi;}}.$

9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述驻波比计算单元计算得到实际反射系数的具体方式为：

检测天线端口接实际负载时的反向检波器的实际反向检波信号

以前向取样功率

为基准进行归一化处理获得归一化的实际反向检波信号根据

并结合所述环形器的泄露信号

和前反向的增益差异系数获得实际反射系数

为：

${\stackrel{\&RightArrow;}{\mathrm{\&Gamma;}}}_l^{\&prime;}=({\stackrel{\&RightArrow;}{a}}_{\mathrm{rd}}^l-{\stackrel{\&RightArrow;}{a}}_{\mathrm{leakd}})\&times;\stackrel{\&RightArrow;}{\mathrm{\&xi;}}.$

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述驻波比计算单元计算得到驻波比的具体方式为：

根据所述源反射系数

和实际反射系数

获得待测负载的反射系数

${\stackrel{\&RightArrow;}{\mathrm{\&Gamma;}}}_l=\frac{{\stackrel{\&RightArrow;}{\mathrm{\&Gamma;}}}_l^{\&prime;}+{\stackrel{\&RightArrow;}{\mathrm{\&Gamma;}}}_s}{1+{\stackrel{\&RightArrow;}{\mathrm{\&Gamma;}}}_s{\stackrel{\&RightArrow;}{\mathrm{\&Gamma;}}}_l^{\&prime;}};$

根据待测负载的反射系数

计算得到驻波比为：

${\mathrm{VSWR}}_{\mathrm{new}}=\frac{1+{\mathrm{\&Gamma;}}_l}{1-{\mathrm{\&Gamma;}}_l}.$

11.一种射频设备，包括：功率放大器，前向检波器，反向检波器，环形器，驻波比检测装置，

所述前向检波器通过前向检测通道检测功率放大器输出端获取前向功率采样信号；

所述反向检波器通过反向检测通道及环形器从功率放大器输出端检测获取反向功率采样信号；

驻波比检测装置从前向检波器获得前向取样功率、从反向检波器获得反向取样功率，采用矢量分析计算得到驻波比。

12.如权利要求11所述的射频设备，其特征在于，所述驻波比检测装置包括：

参数存储单元，用于存储环形器的泄露信号和前反向的增益差异系数，以及接标准50欧姆负载时的源反射系数；

驻波比计算单元，用于从反向检波器获取接实际负载时反向检波器的实际反向检波信号

以前向取样功率

为基准进行归一化处理获得归一化的实际反向检波信号根据

并结合所述泄露信号和增益差异系数计算得到实际反射系数；进一步根据所述源反射系数和实际反射系数确定出待测负载的反射系数，根据所述待测负载的反射系数最终确定该天线端口的驻波比。

13.如权利要求12所述的射频设备，其特征在于，所述参数存储单元存储的所述环形器的泄露信号和前反向的增益差异系数是预先根据反向检波器检测获得的开路检波信号和短路检波信号，进行归一化处理后计算获得，获取方式为：

对射频设备的天线端口进行开路检测获得反向检波器的开路检波信号以前向取样功率

为基准进行归一化处理获得归一化的开路检波信号

对射频设备的天线端口进行短路检测获得反向检波器的短路检波信号

以前向取样功率

为基准进行归一化处理获得归一化的短路检波信号

根据归一化的开路检波信号

和短路检波信号

获得环形器的泄露信号

为：

${\stackrel{\&RightArrow;}{a}}_{\mathrm{leakd}}=\frac{{\stackrel{\&RightArrow;}{a}}_{\mathrm{rd}}^{\mathrm{open}}+{\stackrel{\&RightArrow;}{a}}_{\mathrm{rd}}^{\mathrm{short}}}{2};$

根据归一化的开路检波信号

和短路检波信号

获得前反向的增益差异系数

为：

$\stackrel{\&RightArrow;}{\mathrm{\&xi;}}=\frac{2}{{\stackrel{\&RightArrow;}{a}}_{\mathrm{rd}}^{\mathrm{open}}-{\stackrel{\&RightArrow;}{a}}_{\mathrm{rd}}^{\mathrm{short}}}.$

14.如权利要求13所述的射频设备，其特征在于，所述参数存储单元的源反射系数是预先获得的，获取方式为：

检测天线端口接标准50欧姆负载时的反向检波器的源反向检波信号

以前向取样功率为基准进行归一化处理获得归一化的标准反向检波信号

根据

并结合所述环形器的泄露信号

和前反向的增益差异系数

获得源反射系数

为：

${\stackrel{\&RightArrow;}{\mathrm{\&Gamma;}}}_s=(-{\stackrel{\&RightArrow;}{a}}_{\mathrm{rd}}^s+{\stackrel{\&RightArrow;}{a}}_{\mathrm{leakd}})\&times;\stackrel{\&RightArrow;}{\mathrm{\&xi;}}.$

15.如权利要求14所述的射频设备，其特征在于，所述驻波比计算单元计算得到实际反射系数的具体方式为：

检测天线端口接实际负载时的反向检波器的实际反向检波信号

以前向取样功率

为基准进行归一化处理获得归一化的实际反向检波信号

根据

并结合所述环形器的泄露信号

和前反向的增益差异系数

获得实际反射系数

为：

${\stackrel{\&RightArrow;}{\mathrm{\&Gamma;}}}_l^{\&prime;}=({\stackrel{\&RightArrow;}{a}}_{\mathrm{rd}}^l-{\stackrel{\&RightArrow;}{a}}_{\mathrm{leakd}})\&times;\stackrel{\&RightArrow;}{\mathrm{\&xi;}}.$

16.如权利要求15所述的射频设备，其特征在于，所述驻波比计算单元计算得到驻波比的具体方式为：

根据所述源反射系数

和实际反射系数

获得待测负载的反射系数

${\stackrel{\&RightArrow;}{\mathrm{\&Gamma;}}}_l=\frac{{\stackrel{\&RightArrow;}{\mathrm{\&Gamma;}}}_l^{\&prime;}+{\stackrel{\&RightArrow;}{\mathrm{\&Gamma;}}}_s}{1+{\stackrel{\&RightArrow;}{\mathrm{\&Gamma;}}}_s{\stackrel{\&RightArrow;}{\mathrm{\&Gamma;}}}_l^{\&prime;}};$

根据待测负载的反射系数

计算得到驻波比为：

${\mathrm{VSWR}}_{\mathrm{new}}=\frac{1+{\mathrm{\&Gamma;}}_l}{1-{\mathrm{\&Gamma;}}_l}.$

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