CN1223747A - 调谐基站相加网络的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一个相加部件(4),它包含用于接收和综合不同的RF信号的内连接器,和一个用于提供已综合的信号的外连接器,至少一个连接器是同轴的,它包含一个延长的杆状内部导体(11)和一个围绕杆状内部导体的外部导体(12)。为了提供一个可调节的相加点,至少一个上述连接器(10)包含一个低耗介电材料或铁磁材料制成的可移动部件,该部件至少围绕内部导体(11)并可沿着内部导体(11)长度的方向移动,以便调节从连接器(10)反射的波的相角。

Description

调谐基站相加网络的方法

本发明涉及一种调谐基站的相加网络的方法，相加网络包含：带有接收信号装置的滤波装置，这些信号由基站的无线电发射机提供，用于对该信号滤波并传送已滤波的信号；和一个相加部件，它带有内连接器和一个外连接器，前者用于接收和综合由滤波器提供的信号，后者用于提供综合的信号到基站的天线装置。本发明还涉及一个无线系统的基站，它包含：至少两个发射机；滤波装置，其中每个装置都连接到相应发射机的输出以便对从有关发射机输出得到的信号进行滤波并提供已滤波的信号；以及一个相加部件，它具有内连接器和一个外连接器，每一个内连接器都连接到相应滤波器的输出以便接收和综合已滤波的信号，外连接器用于提供已综合的信号给基站的天线装置，相加部件中至少一个连接器是同轴的并包含一个延长的杆状内部导体和一个围绕杆状内部导体的坚固的管状外部导体。本发明还涉及一个相加部件，它包含：内连接器用于接收和综合至少两个不同的RF信号，一个外连接器用于提供已综合的信号，至少一个连接器是同轴的，它包含一个延长的杆状内部导体和一个围绕杆状内部导体的坚固的管状外部导体。

本发明特别涉及在一蜂窝无线系统中基站的组合滤波器的相加网络。一个组合滤波器是一个窄带带通滤波器，谐振于(调谐到)和它相连的发射机的载波频率。滤波器的调节范围通常是中频的2％-10％。从组合滤波器输出得到的信号由基站的相加网络相加并提供给基站的天线。相加网络通常包含一个引向基站天线的同轴电缆，组合滤波器连接到这里。为了使发射机发送功率的最大值能传送给天线，相加网络必须被调谐到该基站发射机所使用的频道。确切地说，相加网络只调谐在一个频率上，但偏离于最佳频率时，起初失配并不会显著地增长。在蜂窝无线系统的基站中，相加网络通常使用一个频带，其宽度大约是频带的中频的1％-3％。

调谐先前已知的相加网络是基于使用了比例于波长的严格规定长度的传输线。这对于相加网络的敷设电缆提出了更高的要求，因为传输线必须有完全正确的长度以便使相加网络对正确频率优化。随着工作频率增加，波长减少，相加网络的长度也减少。为相加网络分支的制造所设置的公差要求也由此增加以致要制造精确长度的电缆成为不可能或者至少是非常昂贵的。同样，由于自动地(远程控制)调节组合滤波器已变成更为普遍，要以一种简单快速的方式改变相加网络调谐的需要也就产生了。相加网络的有用频带实际上是这样窄，使得基站发射机的频道几乎完全不能改变，如果相加网络的调谐不能同样调节的话。先前已知的解决方法，即一个安装者到基站位置用为一个新频带设计的电缆来取代相加网络的电缆，这种方法自然是非常昂贵并且耗费时间。

本发明的目标是对上述问题提供一个解决方案，并提供一个方法，利用它，相加网络可以更快更容易更精确地进行调谐。利用本发明的方法将可能实现该目标，该方法的特征是：通过调节从相加部件中至少一个连接器反射的波的相角，以便调谐该相加网络。

本发明还涉及一个在那里可使用本发明方法的基站。本发明的基站的特征在于：至少一个上述连接器包含一个由低耗介电材料或铁磁材料制成的可移动部件，该部件至少围绕内部导体并可沿内部导体长度方向移动以便调节从连接器反射的波的相角。

本发明还涉及一个相加部件，借助它可以应用本发明的方法，按照本发明它在基站中是很有用的。按照本发明相加部件的特征在于：至少一个上述连接器包含一个由低耗介电材料或铁磁材料制成的可移动部件，该部件至少围绕内部导体并可沿着内部导体长度方向移动以便调节从连接器反射的波的相角。

本发明是基于这样的概念：在相加网络的相加部件(星点)中，至少设置一个可调节的连接器使得可能在相加网络中不同的中间频率所产生的波长误差，并在相加网络的传播和反射波间产生一个相角差。当围绕同轴结构的内部导体设置一个由低耗介电材料或铁磁材料制成的并至少围绕该内部导体的可移动部件提供给可调节连接器时，相加部分的反射系数S11的相角是容易改变的。从相加点可见反射系数S11的相角在所用的频率上被调节为0时，则相加网络的电长度是完全正确的，即n*

。按照本发明这个解决方案的主要优点就是调节容易并快速实现，并且不再需要精确的预先确定长度的电缆，从而节约经费。

在本发明中可以按要求设计调节的斜率，例如使用有适宜介电常数的材料。移动部件的相对介电常数∈r越高，能够由可调节连接器补偿的长度误差越大。

在相加点的每个连接器内设置一个相同的可调节结构时，相加网络的每个单独分支都可以容易快速地完全准确地调谐，而与调谐其它分支无关。

本发明还允许简单实现一个自动调节的相加网络。相加网络的每个分支可自动调节到所讨论分支的带通滤波器的中频，或者每个分支可同时被调节到所有带通滤波器调谐到的窄频带。在这里例如相加网络单独分支的调节可基于对反射功率的测量。属于相加部件规定分支的连接器的调节得到修正直到反射功率达到最小值为止，即由发射机提供的最大功率转移到基站的天线为止。使用一个自动调节相加网络使得操作者通过网络管理中心的远程控制可能改变基站使用的频道而无需安装者到基站位置来再调谐相加网络，如现有技术方案那样。

按照本发明方法的优选实施例，基站和相加部件可从所附从属权利要求2,4,5,7看出。

下面参考所附图形，利用一个优选实施例作为一个例子，将很详细地描述本发明。

图1是说明按照本发明一个基站的第一优选实施例的方框图，以及

图2说明按照本发明的一个相加部件的第一优选结构。

图1是按照本发明的一个基站第一优选实施例的方框图。例如图1所示的相加网络可能是GSM移动系统的一个基站的相加网络，三个发送单元TX1-TX3经过网络被连接到一个公用的发射天线ANT。图1所示的带通滤波器1-3本身是已知的滤波器，它的通带可被调节，最好是通过来自网络管理中心的远程控制。可调节的介电谐振器和它的陶瓷制造材料的结构和工作，例如已在芬兰专利88,227“介电谐振器”中有所描述。

图1中每个发送单元TX1-TX3连接到相应于可调节带通滤波器1-3的内连接器。带通滤波器的外连接器通过相等长度L1的传输电缆5-7依次连接到一个相加部件4，其中来自不同发射机的信号在它们被提供到基站的天线ANT之前得到相加。

调节单元8产生带通滤波器1-3用的调节信号f01-f03，用于调节滤波器1-3的滤波频率，使其适合于连接到滤波器的发射机的发送频率f1-f3。这是可能实现的，例如调节单元8接收一个来自网络管理中心的控制信号，由此控制信号确定发射机的发送频率(未示于图中)以响应从网络管理中心接收到的控制信号。

在本发明中当基站的频道改变时，通过调节从相加部件4连接器反射的波的相角，调节单元8也产生相加部件4用的调节信号，以便调谐相加网络以适应带通滤波器和发射机TX1-TX3的新频道f1-f3。相加部件4的可调节连接器的结构在图2中说明。

图2说明按照本发明的一个相加部件的第一优选实施结构。图2的相加部件4包含四个连接器10，它们都是可调节的。如图2所示，连接器10是同轴的，即它们包含一个杆状的内部导体11和一个围绕内部导体的坚固的管状外部导体12。连接器的内部导体11和外部导体12是相应互连的以提供一个星点。当图2的相加部件使用于图1的相加网络时，带通滤波器1-3的输出经过同轴电缆连接到诸连接器10中的三个。通过第四个连接器10将相加部件连接到基站的天线ANT，如经过一个同轴电缆。

图2的所有连接器10都是可调节的。为了能够调节，由低耗介电材料制成的并可沿着内部导体移动的可移动部件13被设置在每个连接器内部导体11和管状导体12之间一个充满空气的环形空间。这里低耗介电材料意味着是相对介电常数∈r＞1(相对导磁率μr=1)的材料，如特氟隆或陶瓷。关于图2中连接器的最左方，传播波a＜α°(从滤波器得到的信号)用箭头a表示，而反射波b＜β°用箭头b表示。于是反射系数T是：

可移动部件13从一地方到另一地方的移动就影响到反射系数，因此可以调谐相加网络。由于每个连接器10有它自己可移动的部件13，所以相加网络的不同分支可以彼此独立地进行调谐。

在图2的相加部件中，在连接器10的管状外部导体12沿管子长度方向设置一个缝隙(图中未示出)。通过缝隙，用一个伸出该缝隙的凸起部分能够移动该可移动部件13。图2的结构使得能够对反射波进行简单充分地线性相角调节，通过一个本身已知的调节器，轴向调节移动也易于实现以响应调节单元8的控制。此外，利用可移动部件材料的大小和选择，也可容易地改变调节部件的调节曲线的斜率。

以上说明和附图应被理解仅作为本发明的说明。对本领域的一个技术人员来说，很显然，如所附权利要求所公布的那样，在不偏离于本发明的范围和精神的条件下，可以对本发明进行改变和修正。

Claims (7)

1．一种调谐基站的相加网络的方法，该相加网络包含：

具有接收信号装置的滤波装置(1-3)，这些信号由基站的无线电发射机(TX1-TX3)提供，用于对信号滤波并发送已滤波的信号，和

一个相加部件(4)，它具有内连接器用于接收和综合由滤波器提供的信号；和一个外连接器用于提供综合的信号给基站的天线装置(ANT)，其特征在于，调节从相加部件中至少一个连接器(10)反射的波的相角从而调谐相加网络。

2．根据权利要求1的方法，其特征在于上述连接器(10)包含：一个杆状内部导体(11)；和一个坚固的管状导体(12)，它围绕该杆状内部导体，并被安置成与内部导体同轴；以及一个可移动部件(13)，它由低耗介电材料或铁磁材料制成并且也至少围绕内部导体(11)，因此，通过沿着内部导体(11)长度的方向移动上述可移动部件(13)来影响相移，就可以调节从连接器(10)反射的波的相角。

3．一种无线系统的基站，包含：

至少两个发射机(TX1-TX3)

滤波装置(1-3)，其中每一个都连接到相应发射机(TX1-TX3)的输出以便对从有关的发射机的输出得到的信号进行滤波，并提供已滤波的信号；以及

一个相加部件(4)，它具有内连接器，其中每一个都连接到相应滤波器(1-3)的输出，以便接收和综合已滤波的信号，并具有一个外连接器提供综合的信号给基站的天线装置(ANT)，相加部件中至少一个连接器是同轴的并包含一个延长的杆状内部导体(11)和一个围绕杆状内部导体的坚固的管状外部导体(12)，其特征在于：

上述至少一个连接器(10)包含一个低耗介电材料或铁磁材料制成的可移动部件(13)，该部件至少围绕内部导体(11)并可沿着内部导体的长度方向移动，以便调节从连接器(10)反射的波的相角。

4．按照权利要求3的基站，其中上述滤波装置(1-3)是可调节的，它包含调节装置(8)用以改变滤波装置的带通频率，其特征在于：上述相加部件(4)包含响应调节装置(8)的调节器，用于移动可移动部件(13)以便调节从上述至少一个连接器(10)反射的波的相角，并调谐与频率变化有关的基站的相加网络。

5．按照权利要求3或4的基站，其特征在于：相加部件(4)的所有连接器(10)都是同轴的并包含一个低耗介电材料或铁磁材料制成的可移动部件(13)，该部件至少围绕内部导体(11)并可沿着内部导体的长度方向移动以便调节从连接器反射的波的相角，并调谐基站的相加网络。

6．一种相加部件(4)，包含内连接器，用于接收和综合至少两个不同的RF信号；和一个外连接器，用于提供已综合的信号，因此，至少有一个连接器(10)是同轴的，并包含一个延长的杆状内部导体(11)和一个围绕杆状内部导体的坚固的外部导体(12)，其特征在于：上述至少一个导体(10)包含一个低耗介电材料或铁磁材料制成的可移动部件(13)，该部件至少围绕内部导体(11)并可沿着内部导体的长度方向移动，以便调节从连接器(10)反射的波的相角。

7．按照权利要求6的相加部件，其特征在于：上述相加部件(4)是一个星点，它所有的连接器(10)都是同轴的，以致所有连接器的内部导体(11)都是互连的，而且所有连接器的外部导体(12)也是互连的，由低耗介电材料或铁磁材料制成的单独可移动部件(13)被安置在各个连接器(10)内，以便分别地调节从每个连接器(10)反射的波的相角。

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