CN1152587C - 无线传输直放站天线隔离度自动检测模块 - Google Patents

无线传输直放站天线隔离度自动检测模块 Download PDF

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沈瑞华
吴子钢
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Abstract

本发明涉及一种无线传输直放站天线隔离度自动检测模块，其特征在于：制成一个集成了信号源和频谱分析仪基本测试功能的检测模块，该模块由RF信号发生器、RF信号处理、后台控制分析、显示、天线1和天线2组成，其中：由后台控制分析控制RF发生器产生一个RF信号，通过天线1发射，天线2接收RF信号，通过RF信号处理单元处理后，进入后台控制分析单元，后台控制分析单元将结果通过显示单元显示。由于本发明采用将其内置于无线直放站中，使设备管理人员能够实时地监测直放站的天线隔离度，本发明适用于目前直放站(含GSM900MHz、DCS1800MHz、CDMA800MHz及其它频段的无线传输直放站)的生产及工程应用。

Description

无线传输直放站天线隔离度自动检测模块
                      技术领域
本发明属于移动通信技术，具体地讲是一种无线传输直放站天线隔离度自动检测模块。
                      背景技术
移动通信在国内取得了巨大的发展，目前国内GSM手机用户已经突破了一亿用户，同时伴随着联通公司CDMA系统的开通，可以预料到的是移动通信的新一轮大发展。随着移动通信在中国的发展，由于中国地广人稀，人口分布不均，在很多地方，例如乡村、公路、铁路等等地方，由于话务量小以及成本的考虑，不可能都利用基站来进行覆盖，因此针对移动公司和联通公司的不同网络，都需要大量的直放站来进行移动通信网络的覆盖。在目前直放站的大量应用中，无线直放站以其选址方便，传输简单，在应用中占到了主导地位。而在无线直放站的开通过程中，天线隔离度(施主天线和重发天线端口之间的场强差值)是系统考虑和工程安装时考虑的首要目标，如果施主天线和重发天线之间的隔离度小于系统的上行或下行增益时，会导致直放站系统性能迅速下降，严重时会导致系统自激，乃至影响到基站的通话效果和指标。
第二种办法是依靠信号源和频谱仪测试，这种测试办法是通过信号源和一根施主天线发射出直放站所在频段内的上行/下行射频信号，在另一根天线通过频谱仪接收此信号，则发射信号与接收信号之间的强度差即为天线隔离度，这种办法是比较精确的一种办法，但它需要在工程开通和维护时将笨重的贵重仪表携带至工地，因此显得也不是很方便。
                      发明内容
本发明的目的是提供一种比较简单和精确的无线传输直放站天线隔离度自动检测模块，从而在工程开通和维护时，不用携带笨重仪表时能够比较方便、准确地测试出天线之间的隔离度，以克服上述的不足。
为了实现上述目的，本发明的特点是：制成一个集成了信号源和频谱分析仪基本测试功能的检测模块，将其作为一个独立存在的模块，检测模块由RF信号发生器、RF信号处理单元、后台控制分析单元、显示单元、天线1和天线2组成，其中：由后台控制分析单元控制RF发生器产生一个RF信号，通过天线1发射，天线2接收天线1发射出的RF信号，通过RF信号处理单元处理后，进入后台控制分析单元，后台控制分析单元将结果通过显示单元显示；
上述独立模块内置于目前的无线直放站中，将该模块的RF信号处理单元和RF信号合成器分别与直放站下行通道中的定向耦合器和合路器连接，其中模块中RF信号处理单元接受直放站下行通道中的定向耦合器的信号，模块中RF信号合成器输出信号给直放站下行通道中的合路器；
上述RF发生器由RF信号合成单元、RF输出幅度控制单元及RF输出幅度功率检测单元构成，其中RF信号合成单元用于产生待发射的RF信号，该信号在送往天线1之前，必须先进行幅度控制，通过后台控制分析单元将发送信号调整为合适的功率，然后再经过功率检测器检测出该信号的功率，经过这两级之后，该信号即可送往天线1进行发射；
上述RF信号产生采用PLL电路；
上述RF信号处理单元由HMC194模块、本振单元、混频单元、窄带滤波单元、放大单元及功率检测单元构成，其中接收或用于自检的信号接收下来之后，将进入混频器与本振信号混频得到中频，该中频信号经过一级窄带滤波，选出待测信号，然后进入放大器进行增益补偿，最终将由后台控制与功率检测单元配合来完成接收信号的功率检测。
由于本发明采用将其内置于无线直放站中，使设备管理人员能够实时地监测直放站的天线隔离度，本发明适用于目前直放站(含GSM900MHz、DCS1800MHz、CDMA800MHz及其它频段的无线传输直放站)的生产及工程应用。
                      附图说明
图1为现有直放站原理示意图。
图2为现有检测直放站的天线隔离度原理框图。
图3为本发明原理示意图。
图4为本发明与现有直放站连接框图。
图5为本发明RF信号发生器原理框图。
图6为本发明RF信号产生电路框图。
图7为本发明RF信号处理单元原理框图。
图8为本发明整体电路方案及结构布置图。
                   具体实施方式
下面结合附图进一步说明本发明。
从图1可知，现有的无线直放站的工作原理为由直放站的施主天线接受基站的下行信号，通过自己的射频系统放大和处理后，再通过直放站的重发天线发射至手机，同时在上行信号中，通过直放站的重发天线接受手机的上行信号，同样处理以后，再通过直放站的施主天线发射至基站。因此可见，为保证直放站系统正常工作，其施主天线与重发天线之间的隔离度必须大于直放站的下行增益GDL和上行增益GUL一般在工程上取15dB，即：
IL＞Max(GDL+15，GUL+15)
但是，由于无线直放站安装的位置多种多样，其直放站系统开通以后，由于种种外部环境的变化，例如天线被吹歪方向，天线正面盖起高楼等等，此时都会导致系统的天线隔离度的变化。因此，如何准确测出天线隔离度IL是无线直放站开通和维护的首要问题。以前的无线直放站开通时，在没有测试条件时，一般是采用经验估计，但这种方式有很强的主观因素，应用中经常产生偏差。
图2中的这种测试办法是通过信号源和一根施主天线发射出直放站所在频段内的上行/下行射频信号，在另一根天线通过频谱仪接收此信号，则发射信号与接收信号之间的强度差即为天线隔离度，这种办法是比较精确的一种办法，但它需要在工程开通和维护时将笨重的贵重仪表携带至工地，因此显得也不是很方便。
在图3中，RF信号发生器模拟了信号源的基本功能，而RF信号处理部分则完成了以前由频谱分析仪所完成的基本功能，由该图可见，该模块的大致工作原理是，首先由后台控制分析部分控制RF发生器产生一个RF信号，并由天线1发射出去，这里必须说明的是，在该RF信号被发射出去之前，RF信号发生器还对其进行了幅度控制、功率检测处理，这样处理之后天线1所发出的RF信号的功率就被检测出来了，该RF信号在空中随后天线2接收下来，通过RF信号处理，检测出天线2接收端口所收到的RF信号的功率，这样，在天线1的发射功率和天线2的接收功率都被检测出来之后，后台分析软件通过简单的减法处理即可快速地得到天线隔离度的值。
本发明的模块与直放站的配合工作方式可分为两种：
(1)将其作为一个独立存在的模块，并在无线直放站的工程开通中作为一个辅助的设备。
(2)将其内置于我们目前的无线直放站中，使设备管理人员能够实时地监测直放站的天线隔离度(见图4)。
该模块的基本工作步骤分为三步：
(1)由后台控制分析部分通过RF信号产生部分产生一系列工作带内频率不同、幅度不同的射频信号，通过天线发射出去。
(2)由RF信号处理部分分析接收到的信号，并将结果传输到后台控制分析部分。
(3)由后台控制分析部分分析结果，以统计式平均算法计算出此时的天线隔离度。
另外，在实际天线隔离度的检测过程中，为了保证检测结果的可靠性，在该模块的方案设计中还应该考虑到模块的自检功能。
从图5可知RF信号合成单元用于产生待发射的RF信号，该信号在送往天线1之前，必须先进行幅度控制，将发送信号调整为合适的功率，然后再经过功率检测器检测出该信号的功率，经过这两级之后，该信号即可送往天线1进行发射。RF信号产生一般采用PLL电路(见图6)。其中，参考源可以用晶振或用DDS(直接数字合成)方式产生。输出幅度控制的目的为可以准确调节信号源的输出幅度，该部分功能的实现一般是用数控衰减器来完成的。
由图7可以看出，接收信号功率的检测是通过中频功率检测的方式来进行的，接收或用于自检的信号接收下来之后，将进入混频器与本振信号混频得到中频，该中频信号经过一级窄带滤波，选出待测信号，然后进入放大器进行增益补偿，最终将由后台控制与功率检测部分配合来完成接收信号的功率检测。

Claims (5)

1、一种无线传输直放站天线隔离度自动检测模块，其特征在于：制成一个集成了信号源和频谱分析仪基本测试功能的检测模块，将其作为一个独立存在的模块，检测模块由RF信号发生器、RF信号处理单元、后台控制分析单元、显示单元、天线1和天线2组成，其中：由后台控制分析单元控制RF发生器产生一个RF信号，通过天线1发射，天线2接收天线1发射出的RF信号，通过RF信号处理单元处理后，进入后台控制分析单元，后台控制分析单元将结果通过显示单元显示。
2、依据权利要求1所述的无线传输直放站天线隔离度自动检测模块，其特征在于：独立模块内置于无线直放站中，将该模块的RF信号处理单元和RF信号合成器分别与直放站下行通道中的定向耦合器和合路器连接，其中模块中RF信号处理单元接受直放站下行通道中的定向耦合器的信号，模块中RF信号合成器输出信号给直放站下行通道中的合路器。
3、依据权利要求1所述的无线传输直放站天线隔离度自动检测模块，其特征在于：上述RF发生器由RF信号合成单元、RF输出幅度控制单元及RF输出幅度功率检测单元构成，其中RF信号合成单元用于产生待发射的RF信号，该信号在送往天线1之前，必须先进行幅度控制，通过后台控制分析单元将发送信号调整为合适的功率，然后再经过功率检测器检测出该信号的功率，经过这两级之后，该信号即可送往天线1进行发射。
4、依据权利要求3所述的无线传输直放站天线隔离度自动检测模块，其特征在于：RF信号产生采用PLL电路。
5、依据权利要求1所述的无线传输直放站天线隔离度自动检测模块，其特征在于：RF信号处理单元由HMC194模块、本振单元、混频单元、窄带滤波单元、放大单元及功率检测单元构成，其中接收或用于自检的信号接收下来之后，将进入混频器与本振信号混频得到中频，该中频信号经过一级窄带滤波，选出待测信号，然后进入放大器进行增益补偿，最终将由后台控制与功率检测单元配合来完成接收信号的功率检测。
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