CN1296186A - 利用开关诊断天线的设备和方法 - Google Patents

Abstract

利用开关诊断天线的设备和方法,其中一个系统被配置成用多个开关确定测试用的信号数据流。因此该天线可以用简单的电路构成及低成本进行制造,而且该设备可精确地测量天线的驻波比而不会发生任何错误,由此精确地诊断天线的性能。

Description

利用开关诊断天线的设备和方法

本发明一般地说是关于利用开关诊断天线的设备和方法，尤其是这样的利用开关诊断天线的设备和方法，其中，一个系统以这样的一种方式进行配置：多个开关确定用于测试的信号的数据流，以便该天线诊断设备可以在电路构成上简化，并能准确地诊断出天线的性能而又不会发生任何错误。

图1是表示常规的天线诊断设备的构成的功能性的模块图。如图中所示，常规的天线诊断设备包括一个键输入单元1，控制器2，发送/接收模块3，第一四口定向性耦合器4，发送/接收天线5，开关6，第一比较器7，第一放大器8，第二4-口定向耦合器9，第三4-口定向耦合器10，接收专用天线11，第二放大器12，第三放大器13和第二比较器14。

具有前述构造的常规天线诊断设备的运行将在下面参照附图1进行描述。

首先，如果用户通过键输入单元1选择一个发送/接收天线测试模式，则控制器2把一个开关控制信号输出给开关6以便开关6的一个端子a连接到它的另一个端子b。控制器2还输出一个发送控制信号给该发送/接收模块3。响应来自该控制器2的发送控制信号，发送/接收模块3输出一个用于测试的射频(在此记为‘RF’)信号给发送/接收天线5。此时，第一4-口定向耦合器4建立一个第一路径和一个第二路径，沿着该第一路径，来自发送/接收模块3的测试RF信号通过该发送/接收天线5传送给第一比较器7，而沿着该第二路径，来自发送/接收模块3的测试RF信号直接传送给第一比较器7，而不通过发送/接收天线5。随后，该第一比较器5把通过发送/接收天线5返回的测试RF信号的电平与直接返回的、而不是通过发送/接收天线5返回的测试RF信号的电平进行比较，以检测发送/接收天线5的驻波比，这可用来诊断发送/接收天线5的错误状态。在此，天线驻波比表示通过该天线传送的RF信号电平与不通过天线传送的但反射进该系统的RF信号的电平的比值。其结果是，天线的状态可以根据天线的驻波比进行诊断。

另一方面，如果用户通过键输入单元1选择一个接收专用天线测试模式，则控制器2输出一个开关控制信号给该开关6以便该开关6的一个端子a连接到另一个端子c，而且，控制器2还输出一个发送控制信号给发送/接收模块3。在响应该发送控制信号后，该发送/接收模块3输出一个用于测试的RF信号给接收专用天线11。此时，该第一4-口定向耦合器4和第二4-口定向耦合器9协作以建立一条路径。沿着此路径，来自发送/接收模块3的测试RF信号仅送给接收专用天线11。在通过第一4-口耦合器4和开关6接收到来自该发送/接收模块3的测试RF信号后，第一放大器8放大所接收的测试RF信号到一预定值，随后把经过放大的测试RF信号输出给接收专用天线11。此时，第三4-口定向耦合器10建立一条第一路径与一条第二路径，通过第一条路径，来自第一放大器8的、经过放大的测试RF信号通过接收专用天线11被传送给第二比较器14，通过第二条路径，来自第一放大器8的、经过放大的测试RF信号直接传送给第二比较器14，而不通过接收专用天线11。第二放大器12放大通过该接收专用天线11返回的该测试RF信号到一预定电平，随后把该经过放大的测试RF信号输出给第二比较器14。第三放大器13放大直接返回而不是通过接收专用天线11返回的测试RF信号到一预定的电平，并把该经过放大的测试RF信号输出给第二比较器14。然后，第二比较器14比较来自第二放大器12的放大的测试RF信号的电平与来自第三放大器13的经过放大的测试RF信号，并按照所比较的结果测量该接收专用天线11的驻波比。因此，根据所测量的驻波比就可诊断出接收专用天线的错误操作。

但是上面描述的常规天线诊断设备存在以下缺点：即象多个4-口耦合器和多个放大器这样的附加组件在用于实施一个系统时，会导致在电路构成上的复杂性以及增加制造成本。而且，当多个4-口定向耦合器确定测试RF信号流时，会有很大的可能发生数据错误，由此不可能精确地测量天线的驻波比。

因此，本发明致力于上面的问题，本发明的目标是提供一种利用开关诊断天线的设备和方法，其中以这样的一种方式配置系统，即，多个开关确定用于测试的信号的数据流，由此使得天线诊断设备在电路的构成上简单化，能很容易地以低成本进行制造，能很精确地测量天线的驻波比而又会发行任何错误，以便精确地诊断天线的性能。

按照本发明的一个方面，上述及其它目标可以通过提供一个使用第一至第三开关诊断发送/接收天线和接收专用天线的状态的设备来完成，包括：如果用户选择一个发送/接收天线测试模式或接收专用天线接收专用天线测试模式以诊断该发送/接收天线或接收专用天线的状态时，用于产生一个发送/接收天线测试模式信号或接收专用天线测试模式信号的键输入装置；控制装置，用于：在响应来自键输入装置的发送/接收天线测试模式信号时，产生一个振荡器操作控制信号和一个第一测试模式切换控制信号，以及在响应在响应来自键输入装置的接收专用天线测试模式信号时，产生一个振荡器操作控制信号和一个第二测试模式切换控制信号；驻波比检测装置，在响应来自该控制装置的振荡器操作控制信号后，用于产生一个测试发送/接收天线或接收专用天线的射频信号，并把通过发送/接收天线或接收专用天线返回的测试射频信号的电平与参考射频功率电平进行对比，按照该对比的结果测量发送/接收天线或接收专用天线的驻波比，以及如果所测量的驻波比小于用于错误确定的参考电平时向一个基站收发器站发送一个指示天线错误的报警信号；第一开关，响应来自控制装置的第一测试模式切换控制信号时将驻波比检测装置连接到该发送/接收天线，以及响应来自控制装置的第二测试模式切换控制信号时将驻波比检测装置连接到该接收专用天线；第二开关，响应来自控制装置的第一测试模式切换控制信号时将驻波比检测装置连接到该发送/接收天线，以及响应来自控制装置的正常模式切换控制信号，将基站收发器站的一个接收器连接到该发送/接收天线；第三开关，响应来自控制装置的第二测试模式切换控制信号时将驻波比检测装置连接到该接收专用天线，以及响应来自控制装置的正常模式切换控制信号，将该基站收发器的接收器连接到该接收专用天线。

按照本发明的另一个方面，提供一种利用第一到第三开关诊断发送/接收天线或接收专用天线的状态的方法，包括步骤：

a)允许控制器确定是否该用户通过一个键输入单元选择了发送/接收天线测试模式或接收专用天线测试模式；b)如果用户在步骤a)通过键输入单元选择了发送/接收天线测试模式，允许控制器将第一测试模式切换控制信号输出给第一开关和第二开关，以便将发送/接收天线连接到一个驻波检测器；c)在响应来自控制器的振荡器操作控制信号后，产生一个射频信号，用于测试该发送/接收天线；d)允许该驻波比检测器将通过该发送/接收天线返回的、来自振荡器的测试射频信号的电平与参考射频功率电平进行比较，并根据该比较的结果测量该发送/接收天线的驻波比；e)允许该驻波比检测器将该发送/接收天线的测量的驻波比与一个用于错误确定的参考电平进行比较以确定所测量的驻波比是否小于该参考电平；以及f)如果在步骤e)，该发送/接收天线的驻波比被确定为小于用于错误确定的参考电平时，允许该驻波比检测器发送一个指示天线错误的报警信号给收发器基站。

本发明的上述及其它目标、特征和优点可以通过参照附图以及下面的详细描述而变得更容易理解，其中：

图1是表示常规天线诊断设备的功能模块图；

图2是表示按照本发明利用开关诊断天线的设备构成的功能模块图；

图3是说明按照本发明利用开关诊断天线的方法的流程图。

图2是表示按照本发明利用开关诊断天线的设备的构成的功能性模块图。如图所示，本发明的天线诊断设备包括一个键输入单元1000，控制器2000，驻波比检测电路3000，第一开关4000，第二开关5000和第三开关6000。

键输入单元1000的作用是，如果用户选择发送/接收天线测试模式或接收专用天线测试模式来诊断基站收发器站的该发送/接收天线100或接收专用天线200，输出一个发送/接收天线测试模式信号或接收专用天线测试模式信号给该控制器2000。

控制器2000在响应了来自键输入单元1000的发送/接收天线测试模式信号后，输出第一测试模式切换控制信号给第一开关4000和第二开关5000，以便该驻波比检测电路3000通过第一与第二开关连接到发送/接收天线100。该控制器2000还用于输出一个振荡器操作控制信号给该驻波比检测电路3000。控制器2000还用于，如果对发送/接收天线100的诊断通过驻波比检测电路3000完成了，输出一个正常模式切换控制信号给第一开关4000和第二开关5000，以便该基站收发器站的一个接收器通过第一开关与第二开关连接到发送/接收天线100。

另一方面，控制器2000还用于响应来自键输入单元1000的接收专用天线测试模式信号，将一个第二测试模式切换控制信号输出给第一开关4000与第三开关6000，以便驻波比检测电路3000通过第一开关4000和第三开关6000连接到接收专用天线200。该控制器2000还输出一个振荡器操作控制信号给该驻波比检测电路3000。控制器2000还用于，如果对接收专用天线200的诊断通过驻波比检测电路3000完成了，输出一个正常模式切换控制信号给第一开关4000和第三开关6000，以便该基站收发器站的一个接收器通过第一开关4000与第三开关6000连接到接收专用天线200。

驻波比检测电路3000的功能是响应来自控制器2000的振荡器操作控制信号输出一个用于测试发送/接收天线100或接收专用天线200的RF信号；该电路的另一个功能是将通过该发送/接收天线100或接收专用天线200返回的测试RF信号与参考RF功率电平相比较，并根据所比较的结果测量发送/接收天线100或接收专用天线200的驻波比；该电路还有一个功能是，如果所测量的驻波比小于用于错误检测的参考电平，发送一个指示天线错误的报警信号给基站收发器站。为此，该驻波比检测电路3000包括振荡器3001和一个驻波比检测器3002。

在驻波比检测电路3000中，振荡器3001的作用是响应来自控制器2000的振荡器操作控制信号输出一个测试RF信号给发送/接收天线100或接收专用天线200。

驻波比检测电路3000中的驻波比检测器3002用于包含该参考RF功率电平，其等于来自振荡器3001的用于测试的RF信号电平。驻波比检测器3002将通过发送/接收天线100或接收专用天线200返回的来自振荡器3001的测试RF信号的电平与该参考RF功率电平比较，根据所比较的结果测量发送/接收天线100或接收专用天线200的驻波比，以及如果所测量的驻波比小于用于错误检测的参考电平的话，发送一个指示天线错误的报警信号给基站收发器站。

第一开关4000的作用是，响应来自控制器2000的第一测试模式切换控制信号，将它一个端子a连接到另一个端子b，以便驻波比检测电路3000连接到发送/接收天线100。第一开关4000还用于响应来自控制器2000的第二测试模式切换控制信号将其端子a连接到端子c，以便驻波比检测电路3000连接到接收专用天线200。

第二开关5000的作用是，响应来自控制器2000的第一测试模式切换控制信号，将它一个端子d连接到另一个端子f，以便驻波比检测电路3000连接到发送/接收天线100。开关5000还用于响应来自控制器2000的正常模式切换控制信号，将它一个端子d连接到另一个端子e，以便低噪声放大器连接到发送/接收天线100。

第三开关6000用于响应来自控制器2000的第二测试模式切换控制信号将其端子g连接到端子h，以便驻波比检测电路3000连接到接收天专用线200。第三开关6000还用于响应来自控制器2000的正常模式切换控制信号将其端子g连接到端子i，以便基站收发器站的接收器连接到接收天专用线200。

下面参照图3详细描述利用按照本明的具有上述的结构的天线诊断设备诊断天线的方法。

图3是按照本发明的利用开关诊断天线的方法，其中参考符号‘S’表示步骤。

首先，在步骤S1控制器2000确定是否用户通过键输入单元1000选择了发送/接收天线测试模式或接收专用天线测试模式。

如果在上面的步骤S1，用户通过该键输入单元1000选择发送/接收天线测试模式，则在步骤S2，该控制器2000输出该第一测试模式切换控制信号给该第一开关4000和第二开关5000，由此使第一开关4000与第二开关5000将发送/接收天线100连接到驻波检测电路3000。更详细地，在响应后来自控制器2000的第一测试模式切换控制信号后，开关4000将其端子a连接到其端子b，以便该发送/接收天线100连接到驻波检测电路3000。而且，响应来自控制器2000的第一测试模式切换控制信号，第二开关5000将它一个端子d连接到另一个端子f，以便发送/接收天线100连接到驻波比检测电路3000。

而且，控制器2000输出振荡器操作控制信号给驻波比检测电路3000中的振荡器3001。

在响应来自控制器2000的振荡器操作控制信号后，在步骤S3，振荡器3001产生一个用于测试发送/接收天线100的RF信号。

在步骤S4，在驻波比检测电路3000中的驻波比检测器3002将通过该发送/接收天线100返回的、来自振荡器3001的测试RF信号的电平与参考RF功率电平进行比较，并根据该比较的结果测量该发送/接收天线100的驻波比。

在步骤S5，驻波比检测器3002将所测量的发送/接收天线100的驻波比与用于错误确定的参考电平进行比较，以确定所测量的驻波比是否低于该参考电平。

如果在步骤S5，该发送/接收天线100的驻波比低于用于错误确定的参考电平，则在步骤S6，该驻波比检测器3002发送一个用于指示天线错误的报警信号给基站收发器站。在从驻波比检测器3002接收到指示天线错误的报警信号后，基站收发器站显示一条关于该发送/接收天线100出错的消息，以便通知用户这个消息。

此后，如果天线诊断操作完成了，则在步骤S7，控制器2000输出正常模式切换控制信号给第一开关4000和第二开关5000，以再次正常地将该发送/接收天线100连接到基站收发器站的接收器。

另一方面，在发送/接收天线100的驻波比高于或等于该用于错误确定的参考电平的情况下(在步骤S5)，该驻波比检测器3002通知该控制器2000该事实。控制器2000确定该发送/接收天线100是正常的，并进到步骤S7。

另一方面，在步骤S8，当用户在步骤S1通过键输入单元1000选择了接收专用天线测试模式时，控制器2000输出第二测试模式切换控制信号给第一开关4000和第三开关6000。在响应来自控制器2000的第二测试模式切换控制信号后，第一开关4000将其端子a连接到端子c，以便该接收专用天线连接到该驻波比检测电路3000。而且，在响应来自控制器2000的第二测试模式切换控制信号后，第三开关6000将其端子g连接到端子h，以便该接收专用天线200连接到该驻波比检测电路3000。

然后，在步骤S9，控制器2000输出振荡器操作控制信号给驻波比检测电路3000中的振荡器3001，由此导致振荡器3001产生一个用于测试该接收专用天线200的RF信号。

在步骤S10，在驻波比检测电路3000中的驻波比检测器3002将通过该接收专用天线200返回的来自振荡器3001的测试RF信号的电平与参考RF功率电平进行比较，并根据所比较的结果测量该接收专用天线200的驻波比。

随后，在步骤S11，驻波比检测器3002将所测量的接收专用天线200的驻波比与用于错误确定的参考电平进行比较，以确定所测量的驻波比是否低于该参考电平。

在接收专用天线200的驻波比被确定为小于用于错误确定的参考电平的情况下(S11)，在步骤S12，驻波比检测器3002发送该用于指示天线错误的报警信号给基站收发器站。在响应来自驻波比检测器3002的、指示天线错误的报警信号后，基站收发器站显示一条关于该接收专用天线200出错的消息，以便通知用户这个消息。

此后，在步骤s13，如果天线诊断操作完成了，则控制器2000输出正常模式切换控制信号给第一开关4000和第三开关6000，以再次正常地将该接收专用天线200连接到基站收发器站的接收器。

另一方面，如果该接收专用天线200的驻波比被确定为高于或等于用于错误确定的参考电平(步骤S11)，该驻波比检测器3002通知该控制器2000该事实。控制器2000确定该接收专用天线200是正常的，并进到步骤S13。

从上面的描述中可以清楚地看出，本发明提供了一种利用开关诊断天线的设备和方法，其中以这样一种方式配置该系统，即不采用多个常规4一口定向耦合器，而是采用多个开关来确定用于测试的信号的数据流。因此，该天线诊断设备可以在电路的构成上简单化，可以以很低的成本进行制造。而且，该天线诊断设备可以很精确地测量该天线的驻波比，而不会发生任何错误。再者，可以交替地诊断两个天线，而对移动通信系统的移动交换中心或基站收发器站的性能只产生很小的影响。其效果是可以精确地监视该天线的状态以及根据所监视的结果，快速、有效地进行基站收发器站或移动交换中心的维护。

仅管为了说明的目的，已揭示了本发明的优选实施例，本技术领域的人可以明白，可以做出很多的变化、增加和替换，而不会脱离所附的权利要求中揭示的范围和精神。

Claims (9)

1、一种利用第一开关至第三开关诊断发送/接收天线和接收专用天线的状态的设备，包括：

键输入装置，如果用户选择了发送/接收天线测试模式或接收专用天线测试模式以诊断所述的发送/接收天线和接收专用天线的状态，则用于产生发送/接收天线测试模式信号或接收专用天线测试模式信号；

控制装置，在响应来自所述键输入装置的所述发送/接收天线测试模式信号时，产生一个振荡器操作控制信号和一个第一测试模式切换控制信号，以及在响应来自所述键输入装置的接收专用天线测试模式信号时，产生所述振荡器操作控制信号和第二测试模式切换控制信号；

驻波比检测装置，用于：响应来自所述控制装置的振荡器操作控制信号，产生测试所述发送/接收天线或接收专用天线的射频信号，将通过所述发送/接收天线或接收专用天线返回的所述测试射频信号的电平与参考射频功率电平相比较，根据所比较的结果测量所述发送/接收天线或接收专用天线的驻波比，以及如果所测量的驻波比小于用于错误确定的参考电平，则发送一个指示天线错误的报警信号给一个基站收发器站；

所述第一开关响应来自所述控制装置的第一测试模式切换控制信号将所述的驻波比检测装置连接到所述的发送/接收天线，以及响应来自所述控制装置的第二测试模式切换控制信号将所驻波比检测装置连接到所述的接收专用天线；

所述第二开关响应来自所述控制装置的第一测试模式切换控制信号将所述的驻波比检测装置连接到所述的发送/接收天线，以及响应来自所述控制装置的正常模式切换控制信号将所述基站收发器站的一个接收器连接到所述的发送/接收天线；

所述第三开关响应来自所述控制装置的第二测试模式切换控制信号将所述的驻波比检测装置连接到所述的接收专用天线，以及响应来自所述控制装置的正常模式切换控制信号将所述基站收发器站的所述接收器连接到所述的接收专用天线。

2、如权利要求1所述的设备，其中如果完成了诊断所述发送/接收天线或接收专用天线的状态的进程，所述的控制装置用于产生所述的正常模式切换控制信号。

3、如权利要求1所述的设备，其中所述的驻波比检测装置包括：

振荡器，响应来自所述控制装置的振荡器操作控制信号，用于产生针对所述发送/接收天线或接收专用天线的所述的测试射频信号；

包含有所述参考射频功率电平的驻波比检测器，该电平等于来自所述振荡器的、用于测试的所述射频信号的电平，该驻波比检测器将通过所述发送/接收天线或接收专用天线返回的、来自所述振荡器的所述测试射频信号的电平与所述参考射频功率电平相比较，并根据所比较的结果测量所述发送/接收天线或接收专用天线的驻波比，以及如果所测量的驻波比小于用于错误确定的参考电平，则发送一个指示天线错误的报警信号给所述基站收发器站。

4、一种利用第一开关至第三开关诊断发送/接收天线和接收专用天线的状态的方法，包括步骤：

a)允许一个控制器确定是否用户通过键输入单元选择了发送/接收天线测试模式或接收专用天线测试模式；

b)如果该用户在步骤a)通过所述的键输入单元选择了所述的发送/接收天线测试模式，允许所述的控制器输出一个第一测试模式切换控制信号给所述的第一开关和所述的第二开关，以便将所述的发送/接收天线连接到一个驻波比检测器；

c)在响应来自所述控制器的振荡器操作控制信号时，允许一个振荡器产生一个用于测试所述的发送/接收天线的射频信号；

d)允许所述驻波比检测器将通过所述发送/接收天线返回的、来自所述振荡器的所述测试射频信号的电平与参考射频功率电平进行比较，并根据比较的结果测量发送/接收天线的驻波比；

e)允许所述的驻波比检测器将所测量的发送/接收天线的驻波比与用于确定错误的参考电平进行比较，以确定是否该测量的驻波比低于该参考电平；以及

f)如果在步骤e)所述发送/接收天线的驻波比被确定为小于用于错误确定的参考电平，则允许该驻波比检测器发送一个指示天线错误的报警信号给一个基站收发器站。

5、如权利要求4所述的方法，还包括步骤g)：在执行完步骤f)后，允许所述的控制器输出一个正常模式切换控制信号给所述第一和第二开关，以便将所述的发送/接收天线连接到所述基站收发器站的一个接收器。

6、如权利要求5所述的方法，还包括步骤h)：如果在步骤e)所述发送/接收天线的驻波比被确定为高于或等于所述的用于错误确定的参考电平，则进到步骤g)。

7、如权利要求4所述的方法，还包括步骤：

g)如果该用户在步骤a)通过所述的键输入单元选择了所述的接收专用天线测试模式，允许所述的控制器输出一个第二测试模式切换控制信号给所述的第一开关和所述的第三开关，以便将所述的接收专用天线连接到所述的驻波比检测器；

h)在响应来自所述控制器的振荡器操作控制信号时，允许所述的振荡器产生一个用于测试所述的接收专用天线的射频信号；

i)允许所述驻波比检测器将通过所述接收专用天线返回的、来自所述振荡器的所述测试射频信号的电平与所述参考射频功率电平进行比较，并根据比较的结果测量所述接收专用天线的驻波比；

j)允许所述的驻波比检测器将所测量的接收专用天线的驻波比与用于错误确定的参考电平进行比较，以确定是否该测量的驻波比低于该参考电平；以及

k)如果在步骤j)所述接收专用天线的驻波比被确定为小于用于错误确定的参考电平，则允许该驻波比检测器发送一个指示天线错误的报警信号给所述基站收发器站。

8、如权利要求7所述的方法，还包括步骤l)：在执行完步骤k)后，允许所述的控制器输出一个正常模式切换控制信号给所述第一和第三开关，以便将所述的接收专用天线连接到所述基站收发器站的一个接收器。

9、如权利要求8所述的方法，还包括步骤m)：如果在步骤j)所述接收专用天线的驻波比被确定为高于或等于所述的用于错误确定的参考电平，则进到步骤1)。

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