CN110391498A - 一种优化基站天线阵列隔离度的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及通信技术，具体涉及一种优化基站天线阵列隔离度的方法，采集第一阵列天线的第一工作频率f1和第二阵列天线的第二工作频率f2，将施主天线分别与第一阵列天线、第二阵列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工作频率f，调节第二级放大设备中衰减器的衰减值A1、A2，得到第二级放大设备实际输出至第一阵列天线、第二阵列天线的输出信号P1、P2，检测第一级放大设备接收到施主天线的测量信号P1’、P2’；本发明提供的技术方案能够有效克服现有技术所存在的在测定阵列天线的隔离度时受到自激现象影响、不能有效提高阵列天线之间隔离度的缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术，具体涉及一种优化基站天线阵列隔离度的方法。
背景技术
伴随着当前飞机、舰船等大型具备多种通信和导航能力的平台，越来越多的同频天线安装在同一个平台上，平台上有限的布局空间让天线间耦合造成的电磁兼容问题日益突出。天线布局是一种低成本，并且能够有效提高天线间隔离度的手段，在系统电磁兼容设计的初期必不可少。
从耦合通道角度分析，共平台天线有两个耦合途径：天线—天线，天线—平台—天线。虽然“天线—天线”途径的能量耦合随距离增加而减小，但通常情况下平台可布局的位置非常有限，“天线—天线”耦合的抑制效果不佳。因此，天线布局的主要目标是降低平台对耦合的贡献，抑制“天线—平台—天线”的耦合能量。
目前来看，天线布局的流程是根据经验或者近似算法初步给出天线的位置，然后通过优化算法，诸如粒子群算法、遗传算法等，找到某些最佳位置来提高天线隔离度。但是，当天线数量增多，大量天线坐标位置作为优化变量会让这些算法难以收敛，而且如果平台的电尺寸较大，势必会增加计算量，导致整个优化过程呈几何级数增长。由此可见，在实际工程中，用于提高隔离度的共平台上多天线布局是非常困难的。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了一种优化基站天线阵列隔离度的方法，能够有效克服现有技术所存在的在测定阵列天线的隔离度时受到自激现象影响、不能有效提高阵列天线之间隔离度的缺陷。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种优化基站天线阵列隔离度的方法，包括以下步骤：
S1、采集第一阵列天线的第一工作频率f1和第二阵列天线的第二工作频率f2；
S2、将施主天线分别与第一阵列天线、第二阵列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工作频率f；
S3、调节第二级放大设备中衰减器的衰减值A1、A2，得到第二级放大设备实际输出至第一阵列天线、第二阵列天线的输出信号P1、P2，检测第一级放大设备接收到施主天线的测量信号P1’、P2’；
S4、计算施主天线与第一阵列天线、第二阵列天线之间的空间隔离度L1、L2，并判断空间隔离度L1、L2与预设隔离度L之间的差值是否在预设范围内；
S5、通过至少四个通道分别接收第一阵列天线、第二阵列天线接收的信号，若差值不在预设范围内，则根据差值在第一阵列天线和/或第二阵列天线的一个通道上耦合至少一个其他通道的信号，产生与至少一个其他通道耦合的信号。
优选地，在所述第一级放大设备、第二级放大设备之间建立通信，使得所述第一级放大设备的控制指令发送至所述第二级放大设备，所述第二级放大设备接收控制指令，使得所述第一级放大设备、第二级放大设备均调整到同一个空白工作频率f。
优选地，所述第一级放大设备包括下变频器、滤波器、放大器、上变频器、控制器，所述第二级放大设备包括本振元件、衰减器、控制器，所述第一级放大设备、第二级放大设备之间通过射频馈线连接。
优选地，所述第一级放大设备、第二级放大设备内部均设有锁相环，所述第一级放大设备、第二级放大设备内部的控制器通过所述锁相环控制本级放大设备工作在设定频率。
优选地，所述输出信号P1＝第二级放大设备本振信号P-第二级放大设备中衰减器的衰减值A1，所述输出信号P2＝第二级放大设备本振信号P-第二级放大设备中衰减器的衰减值A2，其中本振信号P为所述第二级放大设备中本振元件发出的本振信号。
优选地，所述施主天线与第一阵列天线之间的空间隔离度L1＝输出信号P1-测量信号P1’，所述施主天线与第二阵列天线之间的空间隔离度L2＝输出信号P2-测量信号P2’。
优选地，所述与至少一个其他通道耦合的信号用于在耦合通道中抵消或者削弱耦合通道上的阵列天线从其它阵列天线接收的耦合信号。
优选地，所述S5包括：调节传入一个通道信号的相位，使所述信号的相位发生一个相位改变量在所述通道上耦合其他通道的信号，调节所述通道信号的相位，使所述信号的相位发生一个相位改变量-
优选地，在所述通道上耦合其他通道的信号包括一级直接连接方式、多级直接连接方式、一级耦合段方式、多级耦合段方式、一级耦合段加直接连接方式和多级耦合段加直接连接方式。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明所提供的一种优化基站天线阵列隔离度的方法具有以下有益效果：
(1)、通过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，从而得出准确的隔离度具体数值，在不增加设备成本的情况下，便于及时知晓目前系统的隔离度情况，为工程人员分析判断施工是否合理提供了便利，同时能够有效预防系统自激以及不易察觉的临界自激，增强了系统的稳定性；
(2)、通过在通道中产生耦合信号抵消或者削弱耦合通道上的阵列天线从其它阵列天线接收的耦合信号，能够有效改善阵列天线端口的隔离度。
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，下面对本发明实施例中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一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种优化基站天线阵列隔离度的方法，包括以下步骤：
S1、采集第一阵列天线的第一工作频率f1和第二阵列天线的第二工作频率f2；
S2、将施主天线分别与第一阵列天线、第二阵列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工作频率f；
S3、调节第二级放大设备中衰减器的衰减值A1、A2，得到第二级放大设备实际输出至第一阵列天线、第二阵列天线的输出信号P1、P2，检测第一级放大设备接收到施主天线的测量信号P1’、P2’；
S4、计算施主天线与第一阵列天线、第二阵列天线之间的空间隔离度L1、L2，并判断空间隔离度L1、L2与预设隔离度L之间的差值是否在预设范围内；
S5、通过至少四个通道分别接收第一阵列天线、第二阵列天线接收的信号，若差值不在预设范围内，则根据差值在第一阵列天线和/或第二阵列天线的一个通道上耦合至少一个其他通道的信号，产生与至少一个其他通道耦合的信号。
在第一级放大设备、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发送至第二级放大设备，第二级放大设备接收控制指令，使得第一级放大设备、第二级放大设备均调整到同一个空白工作频率f。
第一级放大设备包括下变频器、滤波器、放大器、上变频器、控制器，第二级放大设备包括本振元件、衰减器、控制器，第一级放大设备、第二级放大设备之间通过射频馈线连接。
第一级放大设备、第二级放大设备内部均设有锁相环，第一级放大设备、第二级放大设备内部的控制器通过锁相环控制本级放大设备工作在设定频率。
输出信号P1＝第二级放大设备本振信号P-第二级放大设备中衰减器的衰减值A1，输出信号P2＝第二级放大设备本振信号P-第二级放大设备中衰减器的衰减值A2，其中本振信号P为第二级放大设备中本振元件发出的本振信号。
施主天线与第一阵列天线之间的空间隔离度L1＝输出信号P1-测量信号P1’，施主天线与第二阵列天线之间的空间隔离度L2＝输出信号P2-测量信号P2’。
与至少一个其他通道耦合的信号用于在耦合通道中抵消或者削弱耦合通道上的阵列天线从其它阵列天线接收的耦合信号。
S5包括：调节传入一个通道信号的相位，使信号的相位发生一个相位改变量在通道上耦合其他通道的信号，调节通道信号的相位，使信号的相位发生一个相位改变量-
在通道上耦合其他通道的信号包括一级直接连接方式、多级直接连接方式、一级耦合段方式、多级耦合段方式、一级耦合段加直接连接方式和多级耦合段加直接连接方式。
采集第一阵列天线的第一工作频率f1和第二阵列天线的第二工作频率f2，将施主天线分别与第一阵列天线、第二阵列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工作频率f，调节第二级放大设备中衰减器的衰减值A1、A2，得到第二级放大设备实际输出至第一阵列天线、第二阵列天线的输出信号P1、P2，检测第一级放大设备接收到施主天线的测量信号P1’、P2’，计算施主天线与第一阵列天线、第二阵列天线之间的空间隔离度L1、L2。
输出信号P1＝第二级放大设备本振信号P-第二级放大设备中衰减器的衰减值A1，输出信号P2＝第二级放大设备本振信号P-第二级放大设备中衰减器的衰减值A2，其中本振信号P为第二级放大设备中本振元件发出的本振信号。
施主天线与第一阵列天线之间的空间隔离度L1＝输出信号P1-测量信号P1’，施主天线与第二阵列天线之间的空间隔离度L2＝输出信号P2-测量信号P2’。
在第一级放大设备、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发送至第二级放大设备，第二级放大设备接收控制指令，使得第一级放大设备、第二级放大设备均调整到同一个空白工作频率f。
第一级放大设备包括下变频器、滤波器、放大器、上变频器、控制器，第二级放大设备包括本振元件、衰减器、控制器，第一级放大设备、第二级放大设备之间通过射频馈线连接。
第一级放大设备、第二级放大设备内部均设有锁相环，第一级放大设备、第二级放大设备内部的控制器通过锁相环控制本级放大设备工作在设定频率。
判断空间隔离度L1、L2与预设隔离度L之间的差值是否在预设范围内，通过至少四个通道分别接收第一阵列天线、第二阵列天线接收的信号，若差值不在预设范围内，则根据差值在第一阵列天线和/或第二阵列天线的一个通道上耦合至少一个其他通道的信号，产生与至少一个其他通道耦合的信号。
与至少一个其他通道耦合的信号用于在耦合通道中抵消或者削弱耦合通道上的阵列天线从其它阵列天线接收的耦合信号。
调节传入一个通道信号的相位，使信号的相位发生一个相位改变量在通道上耦合其他通道的信号，调节通道信号的相位，使信号的相位发生一个相位改变量
在通道上耦合其他通道的信号包括一级直接连接方式、多级直接连接方式、一级耦合段方式、多级耦合段方式、一级耦合段加直接连接方式和多级耦合段加直接连接方式。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.一种优化基站天线阵列隔离度的方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、采集第一阵列天线的第一工作频率f1和第二阵列天线的第二工作频率f2；
S2、将施主天线分别与第一阵列天线、第二阵列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工作频率f；
S3、调节第二级放大设备中衰减器的衰减值A1、A2，得到第二级放大设备实际输出至第一阵列天线、第二阵列天线的输出信号P1、P2，检测第一级放大设备接收到施主天线的测量信号P1’、P2’；
S4、计算施主天线与第一阵列天线、第二阵列天线之间的空间隔离度L1、L2，并判断空间隔离度L1、L2与预设隔离度L之间的差值是否在预设范围内；
S5、通过至少四个通道分别接收第一阵列天线、第二阵列天线接收的信号，若差值不在预设范围内，则根据差值在第一阵列天线和/或第二阵列天线的一个通道上耦合至少一个其他通道的信号，产生与至少一个其他通道耦合的信号。
2.根据权利要求1所述的优化基站天线阵列隔离度的方法，其特征在于：在所述第一级放大设备、第二级放大设备之间建立通信，使得所述第一级放大设备的控制指令发送至所述第二级放大设备，所述第二级放大设备接收控制指令，使得所述第一级放大设备、第二级放大设备均调整到同一个空白工作频率f。
3.根据权利要求2所述的优化基站天线阵列隔离度的方法，其特征在于：所述第一级放大设备包括下变频器、滤波器、放大器、上变频器、控制器，所述第二级放大设备包括本振元件、衰减器、控制器，所述第一级放大设备、第二级放大设备之间通过射频馈线连接。
4.根据权利要求3所述的优化基站天线阵列隔离度的方法，其特征在于：所述第一级放大设备、第二级放大设备内部均设有锁相环，所述第一级放大设备、第二级放大设备内部的控制器通过所述锁相环控制本级放大设备工作在设定频率。
5.根据权利要求1所述的优化基站天线阵列隔离度的方法，其特征在于：所述输出信号P1＝第二级放大设备本振信号P-第二级放大设备中衰减器的衰减值A1，所述输出信号P2＝第二级放大设备本振信号P-第二级放大设备中衰减器的衰减值A2，其中本振信号P为所述第二级放大设备中本振元件发出的本振信号。
6.根据权利要求1所述的优化基站天线阵列隔离度的方法，其特征在于：所述施主天线与第一阵列天线之间的空间隔离度L1＝输出信号P1-测量信号P1’，所述施主天线与第二阵列天线之间的空间隔离度L2＝输出信号P2-测量信号P2’。
7.根据权利要求1所述的优化基站天线阵列隔离度的方法，其特征在于：所述与至少一个其他通道耦合的信号用于在耦合通道中抵消或者削弱耦合通道上的阵列天线从其它阵列天线接收的耦合信号。
8.根据权利要求1所述的优化基站天线阵列隔离度的方法，其特征在于：所述S5包括：调节传入一个通道信号的相位，使所述信号的相位发生一个相位改变量在所述通道上耦合其他通道的信号，调节所述通道信号的相位，使所述信号的相位发生一个相位改变量
9.根据权利要求8所述的优化基站天线阵列隔离度的方法，其特征在于：在所述通道上耦合其他通道的信号包括一级直接连接方式、多级直接连接方式、一级耦合段方式、多级耦合段方式、一级耦合段加直接连接方式和多级耦合段加直接连接方式。
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