CN1109468C - 无线电装置和控制无线电装置的方法 - Google Patents

Abstract

在一个包括发射机单元和天线单元的无线电装置中，一个检波器位于天线单元中的天线附近而不是位于发射机单元内。检波器从要从天线发射的发送波提供一个检波信号，并将该检波信号作为反馈分量提供给发射单元中的一个控制电路。然后控制电路根据检波信号确定一个控制信号，并提供给可变衰减器，以提高/降低发送波的功率。

Description

无线电装置和控制无线电装置的方法

技术领域

本发明涉及一种在移动电话系统的基站中使用的、具有接收/发送设备和一个天线的无线电装置，特别涉及一种控制其中分开放置着接收/发送设备和天线的无线电装置的方法。

背景技术

一般来说，移动电话系统具有多个基站和很大数量的可与基站通信的移动站。在这种情况下，每个基站由一个收发机和一个天线单元构成，其中天线单元距离收发机大约几米远，通过一个电缆、例如同轴电缆与收发机相连。收发机位于室内而天线单元放在室外。

在这种环境下，在收发机一端需要检测在天线单元中可能出现的故障或干扰。为此，在每个基站的收发机中通常包括一个故障检测电路，用来检测天线单元中的故障或干扰，并在检测到这种故障或干扰时产生示警。

然而，已经发现，这种故障检测电路不能正确地检测天线单元中的故障或干扰。这是因为天线单元距离收发机较远，使得天线单元和收发机之间的电缆上出现驻波。

特别地，驻波的出现常常会导致对天线单元中的故障或干扰的错误检测，因为驻波在解调点具有一个节点，在该节点上驻波振幅变得最小。

发明内容

因此，本发明的一个目的是解决上述问题。

本发明的另一目的是提供一种无线电装置和控制该无线电装置的方法，其中该无线电装置能够精确地检测与收发装置分开放置的天线装置的故障和其间连接的干扰，有效地发送一个信号，并在出现故障时保护发送装置。

依据本发明的第一个方面，提供了一种无线电装置，包括发射发送信号的天线单元和通过发射机单元和天线单元之间的线路向天线单元提供发送信号的发射机单元，所述天线单元包括：耦合器，其部分地提取发送信号以产生提取信号；和检波电路，其将所述提取信号检波成直流分量信号并将该直流分量信号叠加在发送信号上；所述发射机单元包括：分离电路，其从发送信号分离出直流分量信号；控制电路，其将从发送信号分离出的直流分量信号与预定基准信号进行比较，当直流分量信号低于预定基准信号时，检测出故障。

检波电路包括一个将提取信号检波成直流分量信号的检波器。

检波电路包括将直流分量信号叠加在发送信号上的第一线圈。

分离电路包括从发送信号分离出直流分量信号的第二线圈。

当直流分量信号低于预定基准信号时，控制电路还降低发送信号的功率。

所述发射机单元还包括一个改变发送信号功率的可变衰减器和一个根据从发送信号分离出的直流分量信号的电压电平控制可变衰减器的运算电路。

发射机单元还包括一个将发射机单元的阻抗与天线单元的阻抗相匹配的匹配电路和一个根据从发送信号分离出的直流分量信号的电压电平控制匹配电路的匹配控制电路。

所述控制电路判定从发送信号分离出的直流分量信号是否落入一预定范围，并且在直流分量信号未落入预定范围内时检测出故障。

根据本发明的另一方面，提供了一种控制无线电装置的方法，其中所述无线电装置包括天线单元，该天线单元连接到天线并紧靠该天线安装，且该天线单元发射从发射机单元供给的发送信号，所述发射机单元远离所述天线安装，所述方法包括下列步骤：在所述天线单元部分地提取发送信号；在所述天线单元将提取出的信号整流成直流分量信号；在所述天线单元将所述直流分量信号叠加在发送信号上；在所述发射机单元将直流分量信号从发送信号分离出来；在所述发射机单元将从发送信号分离出来的直流分量信号与一预定基准信号进行比较；和在所述直流分量信号低于预定基准信号时检测出故障。

所述方法还包括下列步骤：在直流分量信号低于预定基准信号时降低发送信号的功率。

所述方法还包括下列步骤：根据从发送信号分离出来的直流分量信号的电压电平改变发送信号的功率，并控制从天线单元发射的发送信号的强度，以使得所述强度等于一预定值。

所述方法还包括下列步骤：控制发射机单元的阻抗与天线单元阻抗的匹配，以使得从发送信号分离出来的直流分量信号的电压电平变得最大。

所述方法还包括下列步骤：判定从发送信号分离出来的直流分量信号是否落入一预定范围，在所述直流分量信号未落入该预定范围内时检测出故障。

附图说明

下面是附图简要说明：

图1显示了依据本发明的第一个实施例的无线电装置的方框图；

图2显示了图1中所示第一实施例的控制电路14的一个例子的方框图；以及

图3显示了依据本发明的第二个实施例的无线电装置的方框图。

具体实施方式

下面将参考附图说明本发明的第一实施例。

如图1所示，依据本发明的第一实施例的无线电装置包括一个发射机单元12和一个天线单元13，发射机单元12可以包含在一个放在室内的收发机(未显示)中，天线单元13与天线11接近，放置在室外。

并且，发射机单元12与天线单元13通过一个高频电缆17、例如同轴电缆彼此相连。

在图1中，发射机单元12包括一个产生调制波的调制器1、一个具有由一个控制电路14控制的可变衰减因子的可变衰减器2和一个放大器3，其中控制电路14将在后面进行说明。

将由调制器1调制的调制波通过可变衰减器2提供给放大器3。

由放大器3将调制波放大成一个预定电功率的放大信号，并通过从一个天线连接器4电容器35提供出来。电容器35用于去除直流分量。

天线连接器4与线圈5的一端相连，线圈5的另一端与控制电路14相连。

线圈5的电感由在调制波频率(例如1.9GHz)的高电抗值指定，因此只允许直流分量通过。

控制电路14提供一个控制电压Vct，其值取决于通过线圈5的直流分量，并控制上述可变衰减器2的衰减因子，当由控制电路14检测到任何故障时，产生一个ALC示警信号S_AL。

天线连接器6附接在天线单元13上，通过包括一个方向耦合器的耦合器8与天线11相连。

耦合器8的一端通过一个终端负载10(例如电阻)终接，耦合器8的另一端与检测器9相连。

图示的检波器9是由一个整流二极管形成的。该二极管可用一个包括电容器的平滑电路替代。

在所示例子中，检波器9具有一个与耦合器8相连的阳极和一个通过线圈7与天线连接器6相连的阴极。

线圈7也具有一个由在通过天线11发送的发送波频率处的高电抗值确定的电感。

发送波是通过由发射机单元12的调制器1进行调制、在可变衰减器2衰减到在控制电路14的控制下确定的一预定电平、并由放大器3放大而获得的。

放大器3将调制波放大成放大信号，将该放大信号作为发送信号提供给天线连接器4。

然后，从天线连接器6将发送波提供给天线单元13，并通过耦合器8从天线11发射。

从天线连接器6提供给天线单元13的发送波通过耦合器8被部分地分离。检波器9对耦合器8的输出进行检波，以产生一个检波电压V_DT。然后通过线圈7将检波电压V_DT叠加到原来的发送波上。

另一方面，将检波电压V_DT单独地传送回发射机单元12，并由线圈7提取出来，提供给控制单元14。控制单元14执行一个ALC(自动电平控制)操作，根据检波电压V_DT控制可变衰减器2的衰减因子。

在图2中，控制电路14包括比较器21、22和23。

分别给比较器21和22提供基准电压V_R1(在该实施例中为4[V])和V_R2(在该实施例中为1[V])。将比较器21和22的比较结果通过一个OR门24作为ALC示警信号S_AL提供出来。

另一方面，给比较器23提供一个基准电压V_R3(在该实施例中为0.5[V])。产生比较器23的比较结果，作为天线示警信号S_AN。

控制电路14还包括一个运算电路，该运算电路可响应基于检波电压V_DT的控制电压V_CT工作。因为运算电路25本身是本领域公知的，所以这里省略了关于运算电路25的详细说明和附图。通过一个模拟开关26提供从运算电路提供的控制电压V_CT，其中将来自比较器23的信号S_AN提供给模拟开关26的控制输入端。

在这个实施例中，调节可变衰减器2，以便可以提供出一个标准输出，并将此时的检波电压V_DT设置为基准值(在这个实施例中为3.0[V])。

当检波电压V_DT高于预定基准值(例如，V_DT＝3.5[V])时，控制电路14增大衰减因子，以降低发送波的功率。另一方面，当检波电压V_DT低于预定基准值(例如，V_DT＝2.5[V])时，控制电路14减小衰减因子，以提高发送波的功率。

控制电路14通过上述操作使检波电压V_DT(例如，3[V])收敛。

并且，当检波电压V_DT未落入预定电压范围内时，控制电路14提供ALC示警信号S_AL。因此，在该实施例中，当检波电压V_DT超过4[V]或小于1[V]时提供ALC示警信号S_AL。

在这个实施例中，当天线连接器4和天线连接器6之间的电连接出现任何故障(例如，电线断开)时，发送波不能传输到天线单元13。从而检波器9不能产生检波电压V_DT，结果，没有检波电压V_DT发送回发射机单元12。

因此，提供给控制电路14的电压近似等于0。然而，当在上述情况下继续ALC操作时，由于控制电路14使可变衰减器2的衰减因子最小，所以放大器3产生最大输出。

为了避免上述情况，当提供给控制电路14的电压较低(在该实施例中，低于或等于0.5[V])时，控制电路14不仅截去控制电压V_CT以降低放大器3的输出功率，还产生天线示警信号S_AN。

下面将参考图3对本发明的第二个实施例进行说明。图3中所示部件与图1中所示的对应部件具有相同的标号，对相同部件的说明就此省略。

在图3中，发射机单元12a包括一个匹配电路15，该匹配电路15例如由一个用于控制电压的共振或可变电容器线圈形成。

在图示的发射机单元12a中，将从放大器3提供的发送波通过电容器35和匹配电路15提供给天线连接器4。

在该实施例中，匹配控制电路16控制匹配电路15，并通过找出具有最大检波电压V_DT的一点确定出匹配点。

然后将匹配点存储在匹配控制电路16中，并一直保存到天线11被变更。

由于在确定操作、即ALC操作之后的操作与本发明的第一个实施例中的操作相同，因此在这里省略了对这些操作的说明。

依据本发明，可以将传输输出保持在一特定电平，而与发射机单元和天线之间的距离无关，因为检波器是位于天线附近而不是在发射机单元内部的。

并且，依据本发明，由于所示的天线单元具有一个解调电路，当天线未与发生器单元相连时，检波器不能对发送波检波。因此，容易确定天线单元是否正常连接。

进一步地，依据本发明，由于检波器包括在天线单元中，有可能预先知道在发射机单元和天线单元之间的阻抗。而且，由于上述阻抗可以被反馈回匹配电路，所以天线单元与发射机单元在阻抗上能正确匹配。

Claims (13)

1.一种无线电装置，包括发射发送信号的天线单元和通过发射机单元和天线单元之间的线路向天线单元提供发送信号的发射机单元，

所述天线单元包括：

耦合器，其部分地提取发送信号以产生提取信号；和

检波电路，其将所述提取信号检波成直流分量信号并将该直流分量信号叠加在发送信号上；

所述发射机单元包括：

分离电路，其从发送信号分离出直流分量信号；

控制电路，其将从发送信号分离出的直流分量信号与预定基准信号进行比较，当直流分量信号低于预定基准信号时，检测出故障。

2.如权利要求1所述的无线电装置，其特征在于，所述检波电路包括将所述提取信号检波成直流分量信号的检波器。

3.如权利要求1所述的无线电装置，其特征在于，所述检波电路包括将直流分量信号叠加在发送信号上的第一线圈。

4.如权利要求1所述的无线电装置，其特征在于，所述分离电路包括从发送信号分离出直流分量信号的第二线圈。

5.如权利要求1所述的无线电装置，其特征在于，当直流分量信号低于预定基准信号时，所述控制电路还降低发送信号的功率。

6.如权利要求5所述的无线电装置，其特征在于，所述发射机单元还包括：

可变衰减器，用于改变发送信号功率；和

运算电路，其根据从发送信号分离出的直流分量信号的电压电平控制可变衰减器。

7.如权利要求1所述的无线电装置，其特征在于，所述发射机单元还包括：

匹配电路，用于将发射机单元的阻抗与天线单元的阻抗相匹配；和

匹配控制电路，用于根据从发送信号分离出的直流分量信号的电压电平控制匹配电路。

8.如权利要求1所述的无线电装置，其特征在于，所述控制电路判定从发送信号分离出的直流分量信号是否落入一预定范围，并且在直流分量信号未落入预定范围内时检测出故障。

9.一种控制无线电装置的方法，其中所述无线电装置包括天线单元，该天线单元连接到天线并紧靠该天线安装，且该天线单元发射从发射机单元供给的发送信号，所述发射机单元远离所述天线安装，所述方法包括下列步骤：

在所述天线单元部分地提取发送信号；

在所述天线单元将提取出的信号整流成直流分量信号；

在所述天线单元将所述直流分量信号叠加在发送信号上；

在所述发射机单元将直流分量信号从发送信号分离出来；

在所述发射机单元将从发送信号分离出来的直流分量信号与一预定基准信号进行比较；和

在所述直流分量信号低于预定基准信号时检测出故障。

10.如权利要求9所述的方法，还包括下列步骤：

在直流分量信号低于预定基准信号时降低发送信号的功率。

11.如权利要求10所述的方法，还包括下列步骤：

根据从发送信号分离出来的直流分量信号的电压电平改变发送信号的功率；以及

控制从天线单元发射的发送信号的强度，以使得所述强度等于一预定值。

12.如权利要求10所述的方法，还包括下列步骤：

控制发射机单元的阻抗与天线单元阻抗的匹配，以使得从发送信号分离出来的直流分量信号的电压电平变得最大。

13.如权利要求10所述的方法，还包括下列步骤：

判定从发送信号分离出来的直流分量信号是否落入一预定范围；以及

在所述直流分量信号未落入该预定范围内时检测出故障。

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