CN106550391A - 一种天线在位检测装置、方法及基站 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种天线在位检测装置、方法及基站，通过设置短路线，分压模块，检测模块，并由检测模块通过检测分压模块第三端的电压，以确定天线是否在位。可准确实现天线在位情况的检测，具有结构简单、工作稳定、占用面积小、适用范围广等特点。

Description

一种天线在位检测装置、方法及基站

技术领域

本发明涉及通信领域，特别是涉及一种天线在位检测装置、方法及基站。

背景技术

现有无线基站天线连接状态即是否在位的检测是通过驻波测量得到，通过驻波值的大小判断基站与天线的连接状况。这种方式广泛运用在各种无线发射机中。如图1所示。在宏基站中，驻波检测一般通过反馈预失真通道进行或者通过定向耦合器加检波电路实现，但不论哪种实现方式，增加的电路都比较多，需要占用电路板的布局面积，并增加基站成本。在微基站中，由发射功率较小，线性指标要求也不高，没有反馈预失真通道，且微站对体积和成本有较高的要求，通过定向耦合器加检波管电路实现驻波检测的方案也不太适用，因此微站天线的状态检测就成为一个难题。

发明内容

本发明提供一种天线在位检测装置、方法及基站，可准确实现天线在位情况的检测，具有结构简单、工作稳定、占用面积小、适用范围广的特点。

本发明提供方案如下：

本发明实施例提供了一种天线在位检测装置，包括：

第一端与天线连接，第二端与地连接的短路线，所述短路线对射频信号呈现开路状态，对直流信号呈现短路状态；

第一端分别与电容第一端、天线连接，第二端与电源连接的分压模块；

与分压模块第三端连接的检测模块，所述检测模块通过检测所述第三端的电压，确定天线是否在位。

优选的，所述短路线的长度为四分之一波长或者为四分之一波长加上二分之一波长的整数倍，所述波长为天线需要发送的射频信号的波长。

优选的，所述分压模块包括第一电阻和第二电阻；其中：

所述第一电阻的第一端分别连接与电容第一端、天线连接，所述第一电阻的第二端与所述第三端连接；

所述第二电阻的第一端与所述第三端连接，所述第二电阻的第二端与所述电源连接。

优选的，所述第一电阻和第二电阻的阻值大于射频信号生成电路的阻抗；和/或

所述第二电阻的阻值大于所述第一电阻的阻值。

优选的，所述电容的第二端与基站内射频信号发射单元连接。

优选的，所述电源的电压为2.5V，所述第一电阻的阻值为1K欧姆，所述第二电阻的阻值为20K欧姆，所述电容的容值为1000pf。

本发明实施例还提供了一种天线在位检测方法，包括：

按预设周期，获取分压模块第三端的电压值；

基于所述电压值与预设值之间的关系，确定天线是否在位。

优选的，所述基于所述电压值与预设值之间的关系，确定天线是否在位包括：

当所述电压值大于预设值时，判断天线不在位；

当所述电压值小于预设值时，判断天线在位。

优选的，所述方法在获取分压模块第三端的电压值之前还包括：

确定所述预设值；

所述预设值大于检测到的天线在位时所述第三端的电压，小于检测到的天线不在位时所述第三端的电压。

本发明实施例还提供了一种基站，该基站具体可以包括上述本发明实施例提供的天线在位检测装置。

从以上所述可以看出，本发明提供的天线在位检测装置、方法及基站，通过设置短路线，分压模块，的检测模块，并由检测模块通过检测分压模块第三端的电压，以确定天线是否在位。可准确实现天线在位情况的检测，具有结构简单、工作稳定、占用面积小、适用范围广等特点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1表示现有驻波检测电路结构示意图；

图2表示本发明实施例提供的天线在位检测装置结构示意图一；

图3表示本发明实施例提供的天线在位检测装置结构示意图二；

图4表示本发明实施例提供的天线在位检测方法流程示意图一；

图5表示本发明实施例提供的天线在位检测方法流程示意图二。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。

本发明实施例提供了一种天线在位检测装置，如图2所示，该装置具体可以包括：

第一端与天线1连接，第二端与地连接的短路线2，该短路线2对射频信号呈现开路状态，对直流信号呈现短路状态；

第一端(节点B)分别与电容C第一端、天线1连接，第二端与电源(VCC)连接的分压模块3；

与分压模块3第三端(节点A)连接的检测模块4，该检测模块4通过检测分压模块3第三端的电压，确定天线是否在位。

本发明实施例所提供的天线在位检测装置，可准确实现天线在位情况的检测，具有结构简单、工作稳定、占用面积小、适用范围广的特点。

本发明实施例所提出的天线在位检测装置具体可由两部分组成，包括基站部分的分压模块3和检测模块4，以及天线部分的短路线2结构，其中，短路线2对射频信号呈现开路，对直流信号呈现短路，短路线2的具体设计形式包括四分之一波长线或者为四分之一波长加上二分之一波长的整数倍等。上述两部分的配合使用，巧妙的利用了四分之一波长线阻抗变换的原理，当检测模块检测到分压模块第三端的电压大于预设值时，即表明天线和基站连接正常即天线在位，否则，表明天线和基站断开即天线不在位。

本发明实施例中，如图2所示，在天线与短路线2连接即天线2加入四分之一波长线后，根据阻抗变换原理，射频信号在节点D的阻抗其中Z_L为负载阻抗，Z₀为特性阻抗，β为波数，d短路线2的长度。在本发明中，Z_L为0，因此D点的阻抗简化为Z_in(D)＝jZ_O tan(βd)，换成波长的公式为根据此原理，在天线的结构上加上一段长度为四分之一波长或者四分之一波长加上二分之一波长的整数倍(即当时)的短路线到地，阻抗呈现无限大，从而并不会影响射频信号的辐射，而直流信号的阻抗为零。

即一具体实施例中，本发明实施例所涉及的短路线2的长度为四分之一波长λ，所述波长为天线需要发送的射频信号的波长λ，波长λ＝波速/频率，其中频率隶属在天线的工作频率范围。

本发明实施例中，天线1部分的四分之一波长线设计即保证了不影响射频信号发射，同时可以将在位检测的电流接地。

上述四分之一波长的长度，为短路线2的较佳表现形式，具有节省短路线、降低电路成本的特点。而在本申请的其他实施例中，短路线2的长度具体还可以为四分之一波长加上二分之一波长线的整数倍等其他形式，只需保证短路线2对射频信号呈现开路状态，对直流信号呈现短路状态即可。

在一具体实施例中，如图3所示，本发明实施例所涉及的分压模块3具体可以包括电阻R1和电阻R2；其中：

电阻R1的第一端分别连接与电容C的第一端、天线1连接(即连接与节点B)，电阻R1的第二端与分压模块3的第三端(即节点A)连接。

电阻R2的第一端与节点A连接，电阻R2的第二端与电源VCC连接。

那么在图3所示实施例中，当天线没有接上即不在位的时候，基站输出端口即天线1对直流呈开路状态，此刻电阻R2是没有电流通过的，即没有压降，那么A点的电压和电源VCC相等；当天线1接上即在位的时候，直流信号通过基站输出端口和短路线2即四分之一波长线连接至地，形成回路，从而在电阻R2上产生了电流，大小为VCC/(R1+R2)，电阻R2上产生压降，A点的电压为R1*VCC/(R1+R2)。检测模块4通过检测A点的电压变化，可以判断天线是否在位。

为了防止直流信号损坏基站侧的其他器件，本发明实施例中通过设置电容C起到反向隔离的作用。电容C的第二端具体可与基站内的射频信号发射单元连接。

本发明实施例中，电容值的选取可按照一般射频电路隔直电容设计原则，例如1000pf，这里就不再赘述。

本发明实施例中，电阻的设计需按照下面三个原则：

1、需要保证在电源电压为设定值时，电阻上的实际功率不超过电阻封装能够承受的最高值。

以电源VCC的电压为2.5V，电阻R1的阻值为1K欧姆，电阻R2的阻值为20K欧姆为例，当天线在位时，电阻上的电流为I＝2.5/(1+20)＝0.1190mA，因此电阻R1上的功率为I*I*R1＝0.0141mW，R2上的功率为I*I*R2＝0.28345mW，而一般0402封装的电阻承受的功率在60mW左右，从而满足要求1。

2、电阻R1和电阻R2的阻值需要尽量大，至少大于射频信号生成电路的阻抗，这样不会影响射频信号生成电路的正常工作。

举例说明，常见的射频信号生成电路的阻抗为50欧姆，则本发明实施例中，电阻R1和电阻R2的阻值之和应远大于50欧姆，同样以电阻R1的阻值为1K欧姆，电阻R2的阻值为20K欧姆为例，则电阻R1和电阻R2的阻值之和为21K欧姆，原大于50欧姆，两者差值很大，因此本发明实施例所提供的天线在位检测阻值的加入，不会影响基站与天线的匹配以及基站的正常工作。

3、电阻R2的阻值要尽量大于电阻R1的阻值，从而保证节点A的电压变化足够大，以便于检测模块4可以很容易检测到节点A的电压。

举例说明(具体参数同上)，当天线不在位时，节点A的电压为2.5V，当天线在位时，A点的电压为：I*R1＝0.1190*1＝0.1190V，两者差值较大，从而可以使检测模块4可以很容易检测到电压的变化。

本发明实施例所涉及的检测模块4，具体可表现为一检测器件或检测电路，该检测器件或电路不但可实现节电A处电压的检测，还可实现电压值显示，电压值存储及传输等功能。

本发明实施例所涉及的检测模块4，具体独立设置于基站内，或者集成设置于基站内的数字中频单元之中。

上述本发明实施例所提供的天线在位检测装置，通过设置基站处以及天线处的器件的结合使用，可简单有效的进行天线在位检测。

本发明实施例还提供了一种天线在位检测方法，如图4所示，具体可以包括：

按预设周期，获取分压模块第三端的电压值；

基于所述电压值与预设值之间的关系，确定天线是否在位。

本发明实施例在具体实现时，可事先确定预设值。为了保证检测的准确性，本发明实施例所涉及的预设值X具体可大于检测到的天线在位时分压模块3的第三端即节点A的电压，小于检测到的天线不在位时分压模块3的第三端的电压。例如，天线在位时A点电压为0.1190V，不在位时A点电压为2.5V，那么上述预设值X可小于2.5V，大于0.1190V。在一具体实施例中，预设值具体可为2V。

那么，当节点A的电压大于预设值时，判断天线不在位；当节点A的电压小于预设值时，判断天线在位。

下面以附图4为例，对本发明实施例提供的天线在位检测方法的一个具体实现过程进行详细的描述。

当基站上电后，首先完成系统的初始化，然后进入循环检测流程，按照预设的时间间隔，获取节点A的电压，并判断该电压值是否大于预设值，如果大于预设值，则判断天线不在位，然后再次进入检测流程；反之，则判断天线在位，然后再次进入检测流程。

本发明实施例还提供了一种基站，该基站具体可以包括上述本发明实施例提供的天线在位检测装置。该基站具体可为宏基站、微基站等无线基站。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种天线在位检测装置，其特征在于，包括：

第一端与天线连接，第二端与地连接的短路线，所述短路线对射频信号呈现开路状态，对直流信号呈现短路状态；

第一端分别与电容第一端、天线连接，第二端与电源连接的分压模块；

与分压模块第三端连接的检测模块，所述检测模块通过检测所述第三端的电压，确定天线是否在位。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述短路线的长度为四分之一波长或者为四分之一波长加上二分之一波长的整数倍，所述波长为天线需要发送的射频信号的波长。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述分压模块包括第一电阻和第二电阻；其中：

所述第一电阻的第一端分别连接与电容第一端、天线连接，所述第一电阻的第二端与所述第三端连接；

所述第二电阻的第一端与所述第三端连接，所述第二电阻的第二端与所述电源连接。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一电阻和第二电阻的阻值大于射频信号生成电路的阻抗；和/或

所述第二电阻的阻值大于所述第一电阻的阻值。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电容的第二端与基站内射频信号发射单元连接。

6.如权利要求1-5任一项所述的装置，其特征在于，所述电源的电压为2.5V，所述第一电阻的阻值为1K欧姆，所述第二电阻的阻值为20K欧姆，所述电容的容值为1000pf。

7.一种天线在位检测方法，其特征在于，包括：

按预设周期，获取分压模块第三端的电压值；

基于所述电压值与预设值之间的关系，确定天线是否在位。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述基于所述电压值与预设值之间的关系，确定天线是否在位包括：

当所述电压值大于预设值时，判断天线不在位；

当所述电压值小于预设值时，判断天线在位。

9.如权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述方法在获取分压模块第三端的电压值之前还包括：

确定所述预设值；

所述预设值大于检测到的天线在位时所述第三端的电压，小于检测到的天线不在位时所述第三端的电压。

10.一种基站，其特征在于，包括如权利要求1-6任一项所述的天线在位检测装置。