CN1071962C - 天线检测系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一个检测接收天线的系统，该系统部分地包含一个第一传感器，它用于检测从接收天线到第一传感器的输入电信号，它还部分地包含连接到第一传感器的一个带有接口的信号处理装置，上述第一传感器永久地连接在接收天线和接收电路之间，而随时实现上述检测也不用改变接收天线和接收电路的互连结构。该系统优先设置一个测试发射机，它经过一个耦合装置并在第二传感器前面连接到接收天线，第二传感器永久地连接在接收天线和接收电路之间，设置上述第二传感器是用于检测到接收天线的输出电信号，而设置上述信号处理装置是用来经过接口发出一个标记，指示基于检测的接收天线的可操作性。
Description
本发明涉及一个监测接收天线的系统和方法，该系统最好应用于一个蜂窝电话系统中的基地台。
目前通常在天线系统也就是包括电缆配置的一个或多个天线中出现的问题，对于蜂窝电话系统中的基地台，例如，包括监测描述天线的性能以及它们和基地台内其他部件一起的可操作性的参量。对于发射天线和接收天线，希望能够检测和/或定位下列误差来源，例如，
连接器或电缆误差，环境影响，正常老化或自然损害；
在无线测试方面的连接误差或损害；
由于来向或去向的无线电波辐射的物理障碍引起的天线功能的变化，例如在天线周围增加或可能去除的一些建筑，其他建筑物或植物；
由位于该天线周围的其他天线或天线系统的来向辐射或其他影响所引起的天线功能的变化。
依照上述可能受到影响的天线或天线系统的特性包括，如复盖区的形状以及所连接的呼叫或数据流的传输质量。
在基地台监测接收天线的已知的装置包括测量仪表的连接，该仪表是用来测量来自天线的驻波比或输入功率。通过这种人工方法，不能以合理的代理有效地或系统地实现接收天线的检测。
已知的监测接收天线的方法，还包括通过从接收电路连接一个直流电压给天线，上述天线对于直流通常构成一个短路。检测总的直流电流，就给出一个指示，表明天线和接收电路间的电连接是否是完好的。
此外，在分集式接收天线中，如通常在接收电路中那样，检测和比较来自不同天线的信号电平。这样作，就有可能产生天线误差，给出信号电平间非正常的关系。
再者，在发射天线中，发射天线连接或可连接到用于发射的发射电路，它用来分别检测输出和输入发射天线的电信号的传感器，传感器是永久设置的。这样作，例如通过测量发射的和反射的功率，就有可能检测来源于发射天线的误差，特别是检测由于连接器或电缆误差，环境影响，正常老化中自然损害引起的误差。
本发明是基于以下需要，即通过检测进出接收天线的电信号来监测一个接收天线，需不用在检测时断开接收天线和有关的接收电路连接以用于传感器。由于对这个问题的解决方案，就有可能通过使用比如微机装置来完成接收天线的自动检测。
采用依照权利要求1的特征部分的一个系统就能解决检测接收天线中的上述问题。
本发明可通过检测来自接收天线的电信号，监测接收天线而无需物理地改变接收天线和有关的接收电路的连接。由于对问题的这种解决方法，就有可能利用信号处理装置来完成对接收天线的自动监测。如果一个误差引起一个实际参数或从中引出的一个参数的突然变化或超过一个预定值，则可能发出一个现场的和/或经过一个远程连接的报警信号。用这种方法也可能发出单独的或周期的操作性能的报告。
该系统可通过产生并检测到达接收天线的电信号来监测接收天线，使用根据本发明的监测接收天线的这个系统，就可以检测出由上述原因所引起的所有误差。这主要是根据两个测量原理来完成的，也就是通过检查接收天线连接中的阻抗匹配，以及通过检测和计算输入到接收天线的辐射功率来实现的。
在原理上，该系统消除了先前在测量中不可避免的全部工作障碍，这是利用依照本发明的系统来完成的，为了永久地连接，每个传感器应该基本上没有内部产生的互调产物，一个定向耦合器适于这个用途。
一般说，信号的检测电平是一个电压电平，它通常表示(比例于)某些其它参量，特别是信号功率。能量、电流或某些其它所得的参量可以是所关心的参量。
在基地台，必须防止第一传感器受到基地台发射天线传输的干扰。第一传感器可以是经过一个滤波器连接到接收天线的宽带型传感器，也可能自动地限制检测范围到狭窄的可选择的频带。在几个较小的频带内通过重复地检测，这样来检测出接收天线的全频带是很有利的。有可能设置传感器作为连接到定向耦合器的一个或多个无线电接收机。
将检测发射天线和/或接收天线的测量数据存贮在存贮器中或在图形结构中，用可能的后续的统计处理和/或判断这些测量数据识别在天线的运作中发生的误差，就能实现一个特别有效的误差识别。
作为本发明的进一步发展，可考虑不同形式的自适应检测输入/输出接收天线信号流的方法。例如，在希望检测接收天线上所反射的信号时，如果现在接收天线入射的辐射信号超过了一个预定值，则这种检测可能会推迟到晚一点的时候发生。该系统也可能自动地记录当天发射/接收活动性很低的时刻，并将在这些时刻进行测量作为第一选择。
依照本发明的系统当然可被扩展到用于监测多个接收天线。依照本发明扩展系统以类似方法也可实现对多个发射天线的监测。
下面参考附图说明本发明的一个实施例。其中：
图1表明依照本发明的一个检测接收天线的系统；
图2简要地表明装备有图1系统的蜂窝电话系统中的一个基地台。
图1的系统11包含一个检测单元14，它连接在接收天线12和简要示出的接收电路13之间，上述检测单元14部分地包括第一传感器14a，用于检测来自在接收天线12的输入电信号；第二传感器14b，用于检测接收天线12的输出电信号。检测单元14连接到一个信号处理装置15，用于发送由传感器分别测量的输入和输出电信号的功率值。
信号处理装置15连接到一个测试发射机17，它又经过一个耦合装置18连接到接收天线12，耦合装置连接于检测单元14和接收电路13之间。测试发射机17在预定的期间发送射频信号，并同时传送输入/反射和输出信号的相应功率值，分别地从第一传感器和第二传感器到信号处理装置15。其中，测试发射机17在传输频率，延续和时间方面受到信号处理装置15的控制。
信号处理装置15也连接到接口16用来根据所检测的功率值传送一个指示，该指示可能是以报警的形式。接口16可用该指示的可视或可听的形式来构成，也可连到数据通信链路来传输该指示。
图2中简化示出的基地台21包括系统11(与图1的系统11一致)用于监测在基地台中的一个接收天线22。此外，基地台21包括经过系统11连接接收天线22的接收电路23。再者，基地台还包括发射天线24以及图示的发射机电路25和连接在它们间的检测单元，上述检测单元至少包括一个第三传感器26用于检测到发射天线的输出电信号。第三传感器26也可用来检测来自发射天线24的输入信号。
通常，通过从它自身发射天线的信号传播到它自身的接收天线，就会在基地台21内产生某些反馈。假设这些正常的反馈基本上是已知的，以下情况就会发生。到发射天线的输出信号的功率值经过链路27馈送到系统11的信号处理装置15(图1)，通过同时传送来自接收天线的输入信号的功率值从第一传感器到信号处理装置15(图1)，此时，测试发射机17(图1)和第二传感器不工作。和上述类似，基于检测的功率值的指示可经过接口16(图1)和一个链路28从信号处理装置15(图1)发射出去。
Claims (11)
1．一种监测连接到接收电路的接收天线的系统，该系统(11)包含：
一个测试发射机(17)和一个耦合装置(18)，该测试发射机(17)连接到该耦合装置(18)，用来产生一个输出电信号到接收天线(12,22)，
其特征在于，
上述测试发射机(17)经过耦合装置(18)连接到接收天线(12,22)，使得由它发射的功率远离接收电路(13,23)，
第一传感器(14a)，它永久连接于接收天线(12,22)和接收电路(13,23)间，上述第一传感器用于检测从接收天线(12,22)到接收电路(13,23)的输入电信号，
第二传感器(14b)，它永久连接于接收天线(12,22)和耦合装置(18)间，上述第二传感器(14b)用于检测从测试发射机(17)到接收天线(12,22)的输出电信号，上述耦合装置(18)连接于第二传感器(14b)和接收电路(13,23)之间，以及
一个信号处理装置(15)，分别连接于第一传感器(14a)和第二传感器(14b)，上述信号处理装置(15)基于分别在第一传感器(14a)和第二传感器(14b)中的检测的上述输入电信号和上述输出电信号，经过上述接口(16)，传送接收天线(12,22)的可操作性的指示。
2．依照权利要求1的系统，其特征在于：经过一个链路(27)连接到信号处理装置(15)的第三传感器(26)被用来检测到发射天线(24)的输出信号，将它的辐射部分反馈给接收天线，假定这部分是已知的，上述信号处理装置(15)，通过连接到上述第一传感器(14a)，经过上述接口(16)基于检测结果来传送指出接收天线(12,22)的可操作性的指示。
3．依照上述权利要求1的系统，其特征在于：信号处理装置(15)包含存贮检测结果的存贮器电路。
4．依照上述权利要求1的系统，其特征在于：外部电路连接到接口(16)以实现数据通信，用于影响系统的可操作性和/或读取存贮在信号处理装置的存贮器内的检测结果。
5．依照上述权利要求的任一个的系统，其特征在于：第一传感器和第二传感器分别由定向耦合器组成，它们适用于分别检测出入于接收天线的输入和输出电信号。
6．一种使用系统用于监测连接到接收电路的接收天线的方法，该系统(11)包含：
一个测试发射机(17)和一个耦合装置(18)，该测试发射机(17)连接到该耦合装置(18)，用来产生一个输出电信号到接收天线(12,22)，
其特征在于，
经过耦合装置(18)连接到接收天线(12,22)的上述测试发射机(17)，由它发射的功率远离接收电路(13,23)，
第一传感器(14a)检测从接收天线(12,22)到接收电路(13,23)的输入电信号，
第二传感器(14b)检测从测试发射机(17)到接收天线(12,22)的输出电信号，以及
一个信号处理装置(15)基于分别在第一传感器(14a)和第二传感器(14b)中的检测的上述输入电信号和上述输出电信号，经过上述接口(16)，传送接收天线(12,22)的可操作性的指示。
7．依照权利要求6的方法，其特征在于：检测是限制在接收天线的频段上分布的可选择的频段。
8．依照权利要求6的方法，其特征在于：第一传感器和第二传感器分别地用来检测输入和输出电信号的电平。
9．依照权利要求8的方法，其特征在于：测试发射机(17)根据命令或在预定时刻工作，上述第二传感器和第一传感器分别检测输出的和反射的输入电信号的电平，上述信号处理装置(15)接收相应于各自电平的数值。
10．依照权利要求9的方法，其特征在于：假如接收天线的输入信号电平和输出信号电平的比超过一个预定的值，则经过信号处理装置(15)的接口(16)发出一个报警信号。
11．依照上述权利要求6的方法，其特征在于：信号处理装置(15)分别利用第一传感器和第二传感器，以预定的间隔或在预定的时间来分别检测输入和输出电信号。
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