CN109617625A - 一种天线间隔离度测量方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种天线间隔离度测量方法，包括以下步骤：步骤一、将施主天线与覆盖天线之间的第一级放大设备和第二级放大设备调整到同一个空白的工作频率；步骤二、调节第二级放大设备中衰减器的衰减值，得到第二级放大设备实际输出至覆盖天线的输出信号P；步骤三、检测第一级放大设备接收到施主天线的测量信号P2；步骤四、施主天线与覆盖天线之间的空间隔离度L2=输出信号P‑测量信号P2。本发明提出的天线间隔离度测量方法廉价易行，具有较好准确度。在不增加设备成本的情况下，方便施工人员知晓目前系统隔离度情况，预防自激。

Description

一种天线间隔离度测量方法
技术领域
本发明涉及移动通信领域，尤其涉及一种天线间隔离度测量方法。
背景技术
随着移动通信服务的深入普及，用户对移动通信信号的质量要求较高。无线信号在许多场景下，由于建筑物的阻挡而无法直接到达，因此需要大量使用移动通讯室内覆盖设备。这种设备的主要原理是采用直接耦合或者无线方式获取基站信号，经过第一级放大设备（称为MU）和馈缆传输，将无线信号引入到移动通信信号弱的地方，比如地下室、高大建筑阻挡区等，由于馈缆的损耗通常比较大，此时系统使用第二级放大设备（称为RU）再放大一次，使信号达到覆盖区所需的信号功率要求，然后使用覆盖天线对弱信号区进行信号覆盖。
所谓直接耦合方式获取信源指的是使用耦合器，直接与基站输出对接，然后通过馈缆将信号送入放大设备。很多情况下，由于场景受限，无法使用耦合器直接与基站对接，使用一定增益的天线获取信号会更加便利，这种称为无线耦合方式。
在无线耦合方式下，信源拾取天线与覆盖天线都处在自由空间环境里，理想情况下，信源天线接收基站信号，经过放大传输后，由覆盖天线输出，完成对弱信号区的信号覆盖，整个系统表现为具有正增益。而实际使用中，信源天线到覆盖天线之间的隔离度并不是大到可以忽略，假如两个天线之间的隔离度小于系统的增益，整个系统会出现正反馈导致自激，无效信号会在瞬间越来越大，使得系统工作异常，对移动通信公网也是一种干扰。
自激现象是无线耦合放大系统在工程使用中要密切关注的问题。为了防止系统出现自激，通常会在工程安装时按照空间损耗模型来大致估计天线间隔离度，但外部环境，多径反射，天线的方向性等等因素，导致不能准确的得出隔离度，给工程施工带来麻烦。或者系统处于弱自激（临界自激），在安装调试时为日后长期在网运行时可能发生强自激埋下隐患。一种方法是采用ICS（自适应干扰抵消）技术，能提高系统的稳定性，但是这种方式成本很高，无法大规模商用。
有鉴于此，有必要提供一种天线间隔离度测量数据的方法，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种天线间隔离度测量方法，本方法廉价易行，具有较好准确度。
实现本发明目的的技术方案如下：
一种天线间隔离度测量方法，包括以下步骤：
步骤一、将施主天线与覆盖天线之间的第一级放大设备和第二级放大设备调整到同一个空白的工作频率；
步骤二、调节第二级放大设备中衰减器的衰减值，得到第二级放大设备实际输出至覆盖天线的输出信号P；
步骤三、检测第一级放大设备接收到施主天线的测量信号P2；
步骤四、施主天线与覆盖天线之间的空间隔离度L2=输出信号P-测量信号P2。
作为本发明的进一步改进，所述步骤二中输出信号P=第二级放大设备中本振信号P1-第二级放大设备中衰减器的衰减值Attn；其中，第二级放大设备中本振信号P1为固定值。
作为本发明的进一步改进，所述步骤三中检测所述测量信号P2是采用射频信号强度检测芯片检测的。
作为本发明的进一步改进，所述射频信号强度检测芯片将检测到的射频信号强度经过运算放大器、模数转换器后输出至中央处理器。
作为本发明的进一步改进，所述步骤一具体为：在第一级放大设备和第二级放大设备之间建立通信，使得第一级放大设备的控制指令至第二级放大设备，所述第二级放大设备接收控制指令并按该控制指令动作，使得施主天线与覆盖天线之间的所有放大设备均调整到同一个空白的工作频率。
作为本发明的进一步改进，每级放大设备内部均具有锁相环装置，每一级放大设备内部的中央处理器通过锁相环装置控制本级放大设备工作在设定频率。
作为本发明的进一步改进，所述本振输出强度P1为第二级放大设备中本振元件输出的信号强度，通过第二级放大设备内部的中央处理器向本振元件写入频率字的方式控制该本振元件的工作频率。
作为本发明的进一步改进，所述第一级放大设备包括依序电连接的下变频器、滤波器、放大器和上变频器，所述射频信号强度检测芯片检测滤波器与放大器之间的信号。
作为本发明的进一步改进，第一级放大设备与第二级放大设备通过射频馈线连接。
作为本发明的进一步改进，所述第一级放大设备的显示屏上显示有空间隔离度L2。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明提出的天线间隔离度测量方法廉价易行，具有较好准确度。在不增加设备成本的情况下，方便施工人员知晓目前系统隔离度情况，预防自激。
2、本发明自动测量施主天线与覆盖天线间的隔离度，不增加成本，方法可靠易于实施。能准确的给出具体数值，为工程人员分析判断施工是否合适提供了便利性；预防了系统自激以及不易察觉的临界自激现象，增强了系统稳定性；改善了覆盖区用户体验，降低投诉率，提升客户满意度。
3、本发明自身具备较宽的工作频带，能自动调节工作频点，具备将本振信号输出的能力；
4、本发明自发发射本振信号作为测量参考信号，接收并检测参考信号强度，从而得出隔离度值；
5、本发明能在显示屏上以数值的形式呈现天线间具体隔离度值。
附图说明
图1为无线耦合室内覆盖系统的结构框图；
图2为天线间隔离度测量方法在实际应用中的流程图；
图3为测量信号P2检测电路框图。
图中，1、基站信号；2、施主天线；3、第一级放大设备MU；4、射频馈线；5、第二级放大设备RU；6、覆盖天线；7、空间信号隔离度；a、增益G1；b、衰减L1；c、增益G2；d、衰减L2。
具体实施方式
下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。
此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。
实施例1：
为了防止系统出现自激，通常会在工程安装时按照空间损耗模型来大致估计天线间隔离度，但外部环境，多径反射，天线的方向性等等因素，导致不能准确的得出隔离度，给工程施工带来麻烦。或者系统处于弱自激（临界自激），在安装调试时为日后长期在网运行时可能发生强自激埋下隐患。一种方法是采用ICS（自适应干扰抵消）技术，能提高系统的稳定性，但是这种方式成本很高，无法大规模商用。
本实施例提出的方法廉价易行，具有较好准确度。在不增加设备成本的情况下，提供一种天线间隔离度测量数据，方便施工人员知晓目前系统隔离度情况，预防自激。
本实施例的天线间隔离度测量方法，包括以下步骤：
步骤一、将施主天线与覆盖天线之间的第一级放大设备和第二级放大设备调整到同一个空白的工作频率，；（步骤一具体为：在第一级放大设备和第二级放大设备之间建立通信，使得第一级放大设备的控制指令传输至第二级放大设备，第二级放大设备接收控制指令并按该控制指令动作，使得施主天线与覆盖天线之间的所有放大设备均调整到同一个空白的工作频率；每级放大设备内部均具有锁相环装置，每一级放大设备内部的中央处理器通过锁相环装置控制本级放大设备工作在设定频率）；
步骤二、调节第二级放大设备中衰减器的衰减值，得到第二级放大设备实际输出至覆盖天线的输出信号P；输出信号P=第二级放大设备中本振信号P1-第二级放大设备中衰减器的衰减值Attn；其中，第二级放大设备中本振信号P1为固定值，本振输出强度P1为第二级放大设备中本振元件输出的信号强度，通过第二级放大设备内部的中央处理器向本振元件写入频率字的方式控制该本振元件的工作频率；
步骤三、检测第一级放大设备接收到施主天线的测量信号P2；（检测测量信号P2是采用射频信号强度检测芯片检测的；射频信号强度检测芯片将检测到的射频信号强度经过运算放大器、模数转换器后输出至中央处理器，第一级放大设备包括依序电连接的下变频器、滤波器、放大器和上变频器，射频信号强度检测芯片检测滤波器与放大器之间的信号）；
步骤四、施主天线与覆盖天线之间的空间隔离度L2=输出信号P-测量信号P2，第一级放大设备的显示屏上显示有空间隔离度L2。
需要说明的是，如图1所示，施主天线与覆盖天线之间具有第一级放大设备和第二级放大设备，第一级放大设备与第二级放大设备通过射频馈线连接。
实施例2：
在实施例1的基础上，本实施例公开了一种具体化的天线间隔离度测量方法。
无线耦合室内覆盖系统由施主天线、第一级放大设备MU、射频馈线、第二级放大设备RU和覆盖天线组成。理想情况下，覆盖天线输出的射频信号全部覆盖到待覆盖区，但实际上，有一部分信号会由空间反馈到施主天线，于是系统中引入了一个反馈回路，这种情况实际工程中是不可避免的。
整个系统不自激的条件是增益之和小于衰减之和，再留15dB余量。因此，要求天线间空间隔离（单位：dB）
L2 ＞ G1 + G2 - L1 + 15
其中：G1和G2是设备工作参数，可以直接读取到；L1是馈线损耗，根据馈线长度可以准确计算；15是常数。容易计算得出系统所需的天线间空间隔离度目标值L2。
设计需要做的是自动测量出天线间的隔离度数值，将测量值与目标值比对，从而知晓天线布放是否合理。
测量隔离度时，首先第一级放大设备MU和第二级放大设备RU之间建立通信，第二级放大设备RU接受第一级放大设备MU的控制指令并采取相应动作。第一级放大设备MU和第二级放大设备RU同时调整工作频率到一个空白频率（在这个频率上没有运营商移动通信信号，在没有运营商移动通信信号的频率上测量，是为了防止对移动通信信号造成干扰。需要说明的是，在空白频率上测量的隔离度，与正常频率下实际的隔离度会有不同，但由于频率相近，可以看作基本近似相同）。例如2200MHz，RU内部通路选通本振LO支路，以这个本振信号作为系统测量信号），（由于第二级放大设备RU的本振输出强度是一个固定值P1，经过一个衰减器后再送出给覆盖天线，调节衰减器的衰减值Attn就可以控制本振信号的输出强度）, 第二级放大设备RU实际输出的测量信号强度是固定值P1-衰减值Attn。第一级放大设备MU测量接收到的测量信号电平值P2，空间隔离度L2 = P1–Attn–P2。测量值L2在第一级放大设备MU的调试软件界面上呈现给工程人员。
参照图2，天线间隔离度测量方法，具体实施步骤是：
1、第一级放大设备MU命令第二级放大设备RU进入隔离度测量模式，
2、第一级放大设备MU切换工作频率，并命令第二级放大设备RU切换本振频率与第一级放大设备MU频率一致，第二级放大设备RU本振输出信号强度是固定值P1，第二级放大设备RU将衰减器的衰减值Attn设置为最大；
3、判断第二级放大设备RU衰减值Attn是否尚未达到越界最小值，如果是就进入步骤4，否则进入步骤7；
4、第二级放大设备RU将衰减值Attn减少1个dB；
5、第一级放大设备MU测量接收到的参考信号强度P2，第一级放大设备MU判决接收到的参考信号强度是否在线性范围内，如果不在线性范围内，则回到第3步，如果在线性范围内则进入第6步；
6、使用公式L2 = P1–Attn–P2得出空间隔离度值；
7、认为隔离度足够大，超出测量范围，系统安全不会自激；
软件界面呈现隔离度测量值，测量结束。
图1为无线耦合室内覆盖系统的结构框图，其中，射频馈线是一种同轴电缆，自然对射频信号具有一定的衰减，其衰减值大小主要由线缆长度决定，线缆越长，衰减越大。
第一级放大设备MU和第二级放大设备RU调整工作频率的过程是：第一级放大设备MU和第二级放大设备RU内部均具有本振元件LO，本振元件LO是一个锁相环装置，CPU通过向锁相环装置写频率字的方式控制本振元件LO的工作频率，从而让放大设备工作在相应的频率。
需指出，第二级放大器RU内部的本振LO输出信号P1是一个固定值，事先第一级放大器MU即已获知。RU输出衰减器的衰减值ATTN由MU通过通信来控制，因此ATTN值也是MU的已知量。
本实施例自动测量施主天线与覆盖天线间的隔离度，不增加成本，方法可靠易于实施。能准确的给出具体数值，为工程人员分析判断施工是否合适提供了便利性；预防了系统自激以及不易察觉的临界自激现象，增强了系统稳定性；改善了覆盖区用户体验，降低投诉率，提升客户满意度。
本方法自身具备较宽的工作频带，能自动调节工作频点，具备将本振信号输出的能力；本方法自发发射本振信号作为测量参考信号，接收并检测参考信号强度，从而得出隔离度值；本实施例能以数值的形式呈现天线间具体隔离度值。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种天线间隔离度测量方法，包括以下步骤：
步骤一、将施主天线与覆盖天线之间的第一级放大设备和第二级放大设备调整到同一个空白的工作频率；
步骤二、调节第二级放大设备中衰减器的衰减值，得到第二级放大设备实际输出至覆盖天线的输出信号P；
步骤三、检测第一级放大设备接收到施主天线的测量信号P2；
步骤四、施主天线与覆盖天线之间的空间隔离度L2=输出信号P-测量信号P2。
2.根据权利要求1所述的天线间隔离度测量方法，其特征在于，所述步骤二中输出信号P=第二级放大设备中的本振信号P1-第二级放大设备中衰减器的衰减值Attn；其中，第二级放大设备中本振信号P1为固定值。
3.根据权利要求1或2所述的天线间隔离度测量方法，其特征在于，所述步骤三中检测所述测量信号P2是采用射频信号强度检测芯片检测的。
4.根据权利要求3所述的天线间隔离度测量方法，其特征在于，所述射频信号强度检测芯片将检测到的射频信号强度经过运算放大器、模数转换器后输出至中央处理器。
5.根据权利要求1所述的天线间隔离度测量方法，其特征在于，所述步骤一具体为：在第一级放大设备和第二级放大设备之间建立通信，使得第一级放大设备的控制指令至第二级放大设备，所述第二级放大设备接收控制指令并按该控制指令动作，使得施主天线与覆盖天线之间的所有放大设备均调整到同一个空白的工作频率。
6.根据权利要求1或5所述的天线间隔离度测量方法，其特征在于，每级放大设备内部均具有锁相环装置，每一级放大设备内部的中央处理器通过锁相环装置控制本级放大设备工作在设定频率。
7.根据权利要求2所述的天线间隔离度测量方法，其特征在于，所述本振信号P1为第二级放大设备中本振元件输出的信号，通过第二级放大设备内部的中央处理器向本振元件写入频率字的方式控制该本振元件的工作频率。
8.根据权利要求3所述的天线间隔离度测量方法，其特征在于，所述第一级放大设备包括依序电连接的下变频器、滤波器、放大器和上变频器，所述射频信号强度检测芯片检测滤波器与放大器之间的信号。
9.根据权利要求1所述的天线间隔离度测量方法，其特征在于，第一级放大设备与第二级放大设备通过射频馈线连接。
10. 根据权利要求1、2、 5 、7 或9任一项所述的天线间隔离度测量方法，其特征在于，所述第一级放大设备的显示屏上显示有空间隔离度L2。
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