CN1697529A - 一种基站功率发射通道传输信号的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基站功率发射通道传输信号的方法，将N个扇区的N路原模拟信号进行分离及混合处理，输出N路或N路以上模拟信号；将输出的N路或N路以上模拟信号分别进行功率放大；将功率放大后的N路或N路以上模拟信号进行分离及混合处理，输出N路原模拟信号。本发明还公开了一种基站功率发射通道传输信号的装置，采用该方法和装置可以提高整个基站系统的可靠性，即只要不是所有模拟信号功率放大器损坏，所有小区依然有信号；同时提高了系统的使用效率，对单个模拟信号功率放大器的功耗要求也比较低。

Description

一种基站功率发射通道传输信号的方法和装置

技术领域

本发明涉及蜂窝移动通信系统中基站的信号处理技术，具体涉及一种基站功率发射通道传输信号的方法和装置。

背景技术

目前，蜂窝移动通信系统中的基站在很多情况下是分扇区发射和接收信号的，一般一个基站的覆盖范围可以分为3扇区或6扇区等，其中大多数的情况是一个基站的覆盖范围是3扇区。并且，基站的发射通道中都配置功率放大器对发射信号进行功率放大。

目前，基站信号发射通道对信号进行功率放大大致有两种方式。第一种方式是：每个扇区的数字信号在发射通道的前端经过数模转换或数字信号上变频等处理后成为模拟信号，接着，所有扇区的模拟信号都进入基站功率发射通道。其中，每个扇区的模拟信号各自通过一个模拟信号功率放大器进行放大，经功率放大后的模拟信号从功率发射通道中输出，进而进行后续的其它操作，并最终由天线发射出去。第二种方式是：所有扇区的数字信号直接进入基站功率发射通道。其中，每个扇区的数字信号各自直接进入一个数字信号功率放大器进行功率放大，同时，数字信号在数字信号功率放大器中经过数模转换或数字信号上变频等处理后成为模拟信号，所得模拟信号再进行后续的其它操作，并最终由天线发射出去。

由以上所述可知，功率发射通道是信号发射通道的一个组成部分，也可以认为，功率发射通道是整个信号发射通道中对信号进行处理的一个中间环节。以所述的基站信号发射通道发射信号的第一种方式为例，当各扇区信号到达功率发射通道并进入其中时，所有信号已经在信号发射通道的前端从数字信号转换成了模拟信号，所以，输入功率发射通道的信号是模拟信号；功率发射通道中处理的信号也是模拟信号；功率发射通道最终输出的信号仍然是模拟信号。下面，就对所述第一种方式的功率发射通道进行描述。

第一种方式中使用最普遍的3扇区功率发射通道可以简化如图1所示。其中，要发给扇区1的模拟信号进入功率发射通道100中的模拟信号功率放大器101进行功率放大，完成功率放大后的模拟信号再由模拟信号功率放大器101输出功率发射通道100；要发给扇区2的模拟信号进入功率发射通道100中的模拟信号功率放大器102进行功率放大，完成功率放大后的模拟信号再由模拟信号功率放大器102输出功率发射通道100；要发给扇区3的模拟信号进入功率发射通道100中的模拟信号功率放大器103进行功率放大，完成功率放大后的模拟信号再由模拟信号功率放大器103输出功率发射通道100。

这种功率发射通道虽然能通过模拟信号功率放大器对发射信号进行放大，但同时也有严重的缺陷。如果在使用时一个模拟信号功率放大器损坏或通道其它部位故障，则可能造成一个扇区的发射信号中断，这严重影响了整个基站系统的可靠性；当各个扇区发射信号的功率不平衡时，模拟信号功率放大器的使用效率也随其而失衡，这时某个模拟信号功率放大器的使用效率可能很低，导致系统资源的浪费；同时，因为各个模拟信号功率放大器的使用效率不平衡，所以在配置模拟信号功率放大器时，每个模拟信号功率放大器都要按照最大功耗设计，这使得模拟信号功率放大器的成本较高。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种基站功率发射通道传输信号的方法和装置，使功率发射通道中的各模拟信号功率放大器的工作负荷得以平衡，并且当一个模拟信号功率放大器损坏或通道其它部位发生故障时，不会造成扇区发射信号的中断，从而使整个基站系统的可靠性得到明显提高。

本发明的另一目的在于提供一种基站功率发射通道，使各扇区发射信号分别按功率平分到每一个模拟信号功率放大器中放大，最后只由特定输出口分别输出将要发给不同扇区的模拟信号。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明公开了一种基站功率发射通道传输信号的方法，该方法包括以下步骤：

a.将N个扇区的N路原模拟信号进行分离及混合处理，输出N路或N路以上模拟信号；

b.对步骤a输出的N路或N路以上模拟信号分别进行功率放大；

c.将功率放大后的N路或N路以上模拟信号进行分离及混合处理，输出N路原模拟信号。

当有三个扇区的输入信号时，步骤a所述的分离及混合处理的过程包括：

a1.将第一扇区和第二扇区的原模拟信号输入第一3dB电桥进行分路和整合，再将形成的两路信号中的一路输入第二3dB电桥，另一路输入1.76dB电桥；

将第三扇区的原模拟信号输入1.76dB电桥；

a2.步骤a1中输入1.76dB电桥的两路信号被该电桥分路及整合后，形成两路信号，其中一路移相负30度后输出到模拟信号功率放大器中，作为第一输出信号；另一路输入第二3dB电桥；

a3.步骤a1、a2中被输入第二3dB电桥的两路信号被该电桥分路及整合后，形成两路信号，其中一路移相30度后输出到模拟信号功率放大器中，作为第二输出信号；另一路直接输出到模拟信号功率放大器中，作为第三输出信号。

当有三个扇区的输入信号时，步骤b所述的分别进行功率放大的过程包括：

对第一输出信号进行功率放大，放大后的信号作为第一输入信号；

对第二输出信号进行功率放大，放大后的信号作为第二输入信号；

对第三输出信号进行功率放大，放大后的信号作为第三输入信号。

当有三个扇区的输入信号时，步骤c所述的分离及混合处理的过程包括：

c1.将第一输入信号输入第一3dB电桥，将第二输入信号移相30度后也输入第一3dB电桥，所述两路输入信号在该电桥中被分路及整合后，形成两路信号，其中一路输入第二3dB电桥，另一路输入1.76dB电桥；

将第三输入信号移相负30度后输入1.76dB电桥；

c2.步骤c1中输入1.76dB电桥的两路信号被该电桥分路及整合后，形成一路原模拟信号和另一路信号，输出其中一路原模拟信号；将另一路信号输入第二3dB电桥；

c3.步骤c1、c2中被输入第二3dB电桥的两路信号被该电桥分路及整合后，形成两路原模拟信号，将两路原模拟信号分别输出。

当有三个扇区的输入信号或有四个扇区的输入信号时，步骤a所述的分离及混合处理的过程包括：

a1.将第一扇区和第二扇区的原模拟信号输入第一3dB电桥进行分路和整合，形成两路信号，其中一路输入第三3dB电桥，另一路输入第四3dB电桥；

将第三扇区的原模拟信号和第四扇区原模拟信号或匹配负载模拟信号输入第二3dB电桥进行分路和整合，形成两路信号，其中一路输入第三3dB电桥，另一路输入第四3dB电桥；

a2.步骤a1中输入第三3dB电桥的两路信号被该电桥分路及整合后，形成两路信号，将此两路信号分别输出到模拟信号功率放大器中，其中一路作为第一输出信号，另一路作为第二输出信号；

步骤a1中输入第四3dB电桥的两路信号被该电桥分路及整合后，形成两路信号，将此两路信号分别输出到模拟信号功率放大器中，其中一路作为第三输出信号，另一路作为第四输出信号。

当有三个扇区的输入信号或有四个扇区的输入信号时，步骤b所述的分别进行功率放大的过程包括：

对第一输出信号进行功率放大，放大后的信号作为第一输入信号；

对第二输出信号进行功率放大，放大后的信号作为第二输入信号；

对第三输出信号进行功率放大，放大后的信号作为第三输入信号；

对第四输出信号进行功率放大，放大后的信号作为第四输入信号。

当有三个扇区的输入信号或有四个扇区的输入信号时，步骤c所述的分离及混合处理的过程包括：

c1.将第一输入信号和第二输入信号输入第一3dB电桥进行分路和整合，形成两路信号，其中一路输入第三3dB电桥，另一路输入第四3dB电桥；

将第三输入信号和第四输入信号输入第二3dB电桥进行分路和整合，形成两路信号，其中一路输入第三3dB电桥，另一路输入第四3dB电桥；

c2.步骤c1中输入第三3dB电桥的两路信号被该电桥分路及整合后，形成一路原模拟信号和另一路原模拟信号或匹配负载模拟信号，输出其中一路原模拟信号，将另一路原模拟信号或匹配负载模拟信号输出或发送给对应的匹配负载；

步骤c1中输入第四3dB电桥的两路信号被该电桥分路及整合后，形成两路原模拟信号，分别输出两路原模拟信号。

本发明还公开了一种基站功率发射通道传输信号的装置，该装置包括：

第一混合电桥矩阵，与N个或N个以上模拟信号功率放大器相连，用于对N个扇区的原模拟信号进行分离及混合处理，并将处理所得N路或N路以上模拟信号输入N个或N个以上模拟信号功率放大器；

N个或N个以上模拟信号功率放大器，对第一混合电桥矩阵输出的处理所得模拟信号进行功率放大，并将功率放大后的模拟信号输入第二混合电桥矩阵；

第二混合电桥矩阵，与N个或N个以上模拟信号功率放大器相连，对经所述模拟信号功率放大器放大后所得的模拟信号进行分离及混合处理，得到N路原模拟信号，将N路原模拟信号分别输出。

当有三个扇区的输入信号时，该装置包括：

第一混合电桥矩阵，与三个模拟信号功率放大器相连，用于对三个扇区的原模拟信号进行分离及混合处理，并将处理所得模拟信号分别输入三个模拟信号功率放大器；

第一模拟信号功率放大器、第二模拟信号功率放大器和第三模拟信号功率放大器，对第一混合电桥矩阵输出的处理所得模拟信号进行功率放大，并将功率放大后的模拟信号输入第二混合电桥矩阵；

第二混合电桥矩阵，与三个模拟信号功率放大器相连，对经所述模拟信号功率放大器放大后所得的模拟信号进行分离及混合处理，得到三路原模拟信号，将三路原模拟信号分别输出。

所述的第一混合电桥矩阵包括：

第一3dB电桥、第二3dB电桥和1.76dB电桥；其中，1.76dB电桥的一个输入端口与第一3dB电桥的一个输出端口相连，第一3dB电桥的另一个输出端口与第二3dB电桥的一个输入端口相连，第二3dB电桥的另一个输入端口与1.76dB电桥的一个输出端口相连，1.76dB电桥的另一个输出端口与模拟信号负30度移相装置相连；第二3dB电桥的一个输出端口与模拟信号30度移相装置相连，另一个输出端口与所述的第一模拟信号功率放大器相连；

模拟信号30度移相装置，其输入端口与第二3dB电桥的一个输出端口相连，输出端口与所述的第二模拟信号功率放大器相连，用于将第二3dB电桥向其输出的信号移相30度，并将移相后的模拟信号输入第二模拟信号功率放大器；

模拟信号负30度移相装置，其输入端口与1.76dB电桥的一个输出端口相连，输出端口与所述的第三模拟信号功率放大器相连，用于将1.76dB电桥向其输出的信号移相负30度，并将移相后的模拟信号输入第三模拟信号功率放大器。

所述的第二混合电桥矩阵包括：

第一3dB电桥、第二3dB电桥和1.76dB电桥；其中，第一3dB电桥的一个输入端口与所述的第三模拟信号功率放大器的输出端口相连，第一3dB电桥的另一个输入端口与模拟信号30度移相装置的输出端口相连，1.76dB电桥的一个输入端口与模拟信号负30度移相装置的输出端口相连，1.76dB电桥的另一个输入端口与第一3dB电桥的一个输出端口相连，第一3dB电桥的另一个输出端口与第二3dB电桥的一个输入端口相连，第二3dB电桥的另一个输入端口与1.76dB电桥的一个输出端口相连；

模拟信号30度移相装置，其输入端口与所述的第二模拟信号功率放大器相连，输出端口与第一3dB电桥的一个输入端口相连，用于将第二模拟信号功率放大器向其输出的信号移相30度，并将移相后的模拟信号输入第一3dB电桥；

模拟信号负30度移相装置，其输入端口与所述的第一模拟信号功率放大器相连，输出端口与1.76dB电桥的一个输入端口相连，用于将第一模拟信号功率放大器向其输出的信号移相负30度，并将移相后的模拟信号输入1.76dB电桥。

所述的模拟信号30度移相装置可以是模拟信号30度移相器；

所述的模拟信号负30度移相装置可以是模拟信号负30度移相器。

所述的模拟信号30度移相装置可以是30度信号传输线；

所述的模拟信号负30度移相装置可以是负30度信号传输线。

当有三个扇区的输入信号时，该装置包括：

两个匹配负载，用于吸收其连接端口的输出功率；其中一个匹配负载一端接地，另一端将匹配负载模拟信号发送给第一混合电桥矩阵的一个输入端口；另一个匹配负载的一端接收第二混合电桥矩阵的一个输出端口输出的匹配负载模拟信号，另一端接地；

第一混合电桥矩阵，与四个模拟信号功率放大器相连，用于对三个扇区的原模拟信号和匹配负载模拟信号进行分离及混合处理，并将处理所得模拟信号分别输入四个模拟信号功率放大器；

第一模拟信号功率放大器、第二模拟信号功率放大器、第三模拟信号功率放大器和第四模拟信号功率放大器，对第一混合电桥矩阵输出的处理所得模拟信号进行功率放大，并将功率放大后所得的模拟信号输入第二混合电桥矩阵；

第二混合电桥矩阵，与四个模拟信号功率放大器相连，对经所述模拟信号功率放大器放大后所得的模拟信号进行分离及混合处理，得到三路原模拟信号和匹配负载模拟信号，将三路原模拟信号分别输出。

所述的第一混合电桥矩阵包括：

第一3dB电桥、第二3dB电桥、第三3dB电桥和第四3dB电桥；其中，第二3dB电桥的一个输入端口与所述的两个匹配负载中的一个相连；第一3dB电桥的一个输出端口与第三3dB电桥的一个输入端口相连，第三3dB电桥的另一个输入端口与第二3dB电桥一个输出端口相连，第二3dB电桥的另一个输出端口与第四3dB电桥的一个输入端口相连，第四3dB电桥的另一个输入端口与第一3dB电桥的另一个输出端口相连；第三3dB电桥的一个输出端口与所述的第一模拟信号功率放大器相连，第三3dB电桥的另一个输出端口与所述的第二模拟信号功率放大器相连，第四3dB电桥的一个输出端口与所述的第三模拟信号功率放大器相连，第四3dB电桥的另一个输出端口与所述的第四模拟信号功率放大器相连。

所述的第二混合电桥矩阵包括：

第一3dB电桥、第二3dB电桥、第三3dB电桥和第四3dB电桥；其中，第一3dB电桥的一个输入端口与所述的第一模拟信号功率放大器相连，第一3dB电桥的另一个输入端口与所述的第二模拟信号功率放大器相连，第二3dB电桥的一个输入端口与所述的第三模拟信号功率放大器相连，第二3dB电桥的另一个输入端口与所述的第四模拟信号功率放大器相连；第一3dB电桥的一个输出端口与第三3dB电桥的一个输入端口相连，第三3dB电桥的另一个输入端口与第二3dB电桥一个输出端口相连，第二3dB电桥的另一个输出端口与第四3dB电桥的一个输入端口相连，第四3dB电桥的另一个输入端口与第一3dB电桥的另一个输出端口相连；第三3dB电桥的一个输出端口与所述的两个匹配负载中的另一个相连。

当有四个扇区的输入信号时，该装置包括：

第一混合电桥矩阵，与四个模拟信号功率放大器相连，用于对四个扇区的原模拟信号进行分离及混合处理，并将处理所得模拟信号分别输入四个模拟信号功率放大器；

第一模拟信号功率放大器、第二模拟信号功率放大器、第三模拟信号功率放大器和第四模拟信号功率放大器，对第一混合电桥矩阵输出的处理所得模拟信号进行功率放大，并将功率放大后所得的模拟信号输入第二混合电桥矩阵；

第二混合电桥矩阵，与四个模拟信号功率放大器相连，对经所述模拟信号功率放大器放大后所得的模拟信号进行分离及混合处理，得到四路原模拟信号，将四路原模拟信号分别输出。

所述的第一混合电桥矩阵包括：

第一3dB电桥、第二3dB电桥、第三3dB电桥和第四3dB电桥；其中，第一3dB电桥的一个输出端口与第三3dB电桥的一个输入端口相连，第三3dB电桥的另一个输入端口与第二3dB电桥一个输出端口相连，第二3dB电桥的另一个输出端口与第四3dB电桥的一个输入端口相连，第四3dB电桥的另一个输入端口与第一3dB电桥的另一个输出端口相连；第三3dB电桥的一个输出端口与所述的第一模拟信号功率放大器相连，第三3dB电桥的另一个输出端口与所述的第二模拟信号功率放大器相连，第四3dB电桥的一个输出端口与所述的第三模拟信号功率放大器相连，第四3dB电桥的另一个输出端口与所述的第四模拟信号功率放大器相连。

所述的第二混合电桥矩阵包括：

第一3dB电桥、第二3dB电桥、第三3dB电桥和第四3dB电桥；其中，第一3dB电桥的一个输入端口与所述的第一模拟信号功率放大器相连，第一3dB电桥的另一个输入端口与所述的第二模拟信号功率放大器相连，第二3dB电桥的一个输入端口与所述的第三模拟信号功率放大器相连，第二3dB电桥的另一个输入端口与所述的第四模拟信号功率放大器相连；第一3dB电桥的一个输出端口与第三3dB电桥的一个输入端口相连，第三3dB电桥的另一个输入端口与第二3dB电桥一个输出端口相连，第二3dB电桥的另一个输出端口与第四3dB电桥的一个输入端口相连，第四3dB电桥的另一个输入端口与第一3dB电桥的另一个输出端口相连。

与现有技术相比，本发明利用混合电桥矩阵将各扇区发射信号分别按功率平分到每一个模拟信号功率放大器中放大，最后只由特定输出口分别输出将要发给不同扇区的模拟信号，这样可使整个信号传输系统的可靠性大大提高，只要不是所有模拟信号功率放大器损坏，所有小区依然有稳定的系统信号。并且，系统设计中对单个模拟信号功率放大器的功耗要求较低，继而，系统资源的使用效率也就有了很大提高。

附图说明

图1为现有技术基站功率发射通道结构简图；

图2为本发明N扇区基站功率发射通道结构简图；

图3为本发明第一较佳实施例的基站功率发射通道结构简图；

图4为本发明第二较佳实施例的基站功率发射通道结构简图；

图5为本发明第三较佳实施例的基站功率发射通道结构简图。

具体实施方式

下面对本发明再作进一步详细的说明。

如图2所示，本发明N扇区基站功率发射通道200包含模拟信号功率放大器202、203、204等n个模拟信号功率放大器，还包含第一混合电桥矩阵201、第二混合电桥矩阵205。其中，第一混合电桥矩阵201由端口1到端口n有n个输入口，第二混合电桥矩阵205由端口n+1到端口2n有n个输出口。

在实际应用时，要发射给扇区1到扇区n的n路模拟信号分别由输入口1到输入口n进入第一混合电桥矩阵201。之后，每个扇区的模拟信号分别被平均分成每路功率为原功率1/n的n路模拟信号并被移相后，输入到从模拟信号功率放大器202到模拟信号功率放大器204所有的n个模拟信号功率放大器中进行功率放大，被放大的模拟信号再进入第二混合电桥矩阵205中。

在第二混合电桥矩阵205中，各个扇区的n路模拟信号被移相并经过信号整合后，从输出口2n输出扇区1的模拟信号，并且输出的模拟信号与最初输入第一混合电桥矩阵201的模拟信号相比不发生功率衰减；从输出口n+2输出扇区2的模拟信号，并且输出的模拟信号与最初输入第一混合电桥矩阵201的模拟信号相比不发生功率衰减；与此相同，其它扇区的模拟信号也分别由不同的特定输出口输出，直到扇区n的模拟信号从输出口n+1输出，并且输出的模拟信号与最初输入第一混合电桥矩阵201的模拟信号相比不发生功率衰减。这里所说的整合是指：将多路信号以矢量的方式相加，最终得出一个具有幅度和相位的矢量值，作为信号的整合结果。

为了能完成以上所述操作，就需要第一混合电桥矩阵201和第二混合电桥矩阵205的参数满足一定条件，使将发射给某一扇区的信号在功率不衰减的情况下只由第二混合电桥矩阵205的一个特定输出口输出，而不由其它任一输出口输出。

在微波网络中，任意n端口的散射矩阵(S)表示形式如下：

$\left(1\right)---S=\left|\begin{array}{cccc}{S}_{11}& S_{12}& \·\·\·& S_{1n}\\ S_{21}& S_{22}& \·\·\·& S_{2n}\\ .& .& .& .\\ .& .& .& .\\ .& .& .& .\\ S_{n1}& S_{n2}& \·\·\·& S_{\mathrm{nn}}\end{array}\right|$

其中S_ij表示端口j到端口i的传输系数，S_ii表示端口i的反射系数，对于任意无源对称互易微波网络，散射矩阵S有以下几个特性：

$\left(2\right)----\underset{k=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{\left|S_{\mathrm{ki}}\right|}^2={\left|S_{1i}\right|}^2+{\left|S_{2i}\right|}^2+\·\·\·+{\left|S_{\mathrm{ni}}\right|}^2=1$

$\left(3\right)---\underset{k=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{S}_{\mathrm{ki}}{S}_{\mathrm{kj}}^{*}=S_{1i}{S}_{1j}^{*}+S_{2i}{S}_{2j}^{*}+\·\·\·+S_{\mathrm{ni}}{S}_{\mathrm{nj}}^{*}=0$

(4)  S_ij＝S_ji

其中，i和j的取值范围均为1至n的整数，并且i≠j

对于第一混合电桥矩阵201和第二混合电桥矩阵205来说，各输入端口之间是隔离的，各输出端口之间也是隔离的，所有端口的反射系数为0。则，第一混合电桥矩阵201和第二混合电桥矩阵205的散射矩阵S1、S2可分别写为：

$\left(5\right)---S1=\left|\begin{array}{cccccc}0& ...& 0& {S1}_{n+\mathrm{1,1}}& ...& {S1}_{2n,1}\\ ...& ...& ...& ...& ...& ...\\ 0& ...& 0& {S1}_{n+1,n}& ...& {S1}_{2n,n}\\ {S1}_{1,n+1}& ...& {S1}_{n,n+1}& 0& ...& 0\\ ...& ...& ...& ...& ...& ...\\ {S1}_{\mathrm{1,2}n}& ...& {S1}_{n,2n}& 0& ...& 0\end{array}\right|$

$\left(6\right)---S1=\left|\begin{array}{cccccc}0& ...& 0& {S2}_{n+\mathrm{1,1}}& ...& {S2}_{2n,1}\\ ...& ...& ...& ...& ...& ...\\ 0& ...& 0& {S2}_{n+1,n}& ...& {S2}_{2n,n}\\ {S2}_{1,n+1}& ...& {S2}_{n,n+1}& 0& ...& 0\\ ...& ...& ...& ...& ...& ...\\ {S2}_{\mathrm{1,2}n}& ...& {S2}_{n,2n}& 0& ...& 0\end{array}\right|$

其中，端口1到n为输入端口，端口n+1到2n为输出端口。

由于第一混合电桥矩阵201和第二混合电桥矩阵205均是无源互易网络，任意一个输入口到n个输出口的功率等分，根据式(2)、(3)、(4)，对于第一混合电桥矩阵201可得出以下结论：

$\left(7\right)---\left|{S1}_{i,n+j}\right|=\left|{S2}_{i,n+j}\right|=\frac{1}{\sqrt{n}}$

(8)S1_i，n+j＝S1_n+j，i

$\left(9\right)---\underset{k=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{S1}_{(n+k),i}{S1}_{(n+k),j}^{*}={S1}_{(n+1),i}{S1}_{(n+1),j}^{*}+{S1}_{(n+2),i}{S1}_{(n+2),j}^{*}+\·\·\·+{S1}_{2n,i}{S1}_{2n,j}^{*}=0$

其中，i和j的取值范围均为1至n的任意整数。

由于式(9)中所有传输系数的模均相等，则可以进一步将式(9)简化成相位的形式：

$\underset{k=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{e}^{j({\mathrm{\Φ}1}_{(n+k),i}-{\mathrm{\Φ}1}_{(n+k),j})}=e^{j(\mathrm{\Φ}{1}_{(n+1),i}-\mathrm{\Φ}{1}_{(n+1),j})}+e^{j(\mathrm{\Φ}{1}_{(n+2),i}-{\mathrm{\Φ}1}_{(n+2),j})}+\·\·\·+e^{j(\mathrm{\Φ}{1}_{2n,i}-{\mathrm{\Φ}1}_{2n,j})}=0---\left(10\right)$

该式的物理意义是：一个输入端口i与其它任意一个输入端口j分别到n个输出端口的传输相位差的单位复数之和为零。

同样，对于第二混合电桥矩阵205，也可得出以下结论：

(11)S2_i，n+j＝S2_n+j，i

$\left(12\right)---\underset{k=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{e}^{j({\mathrm{\Φ}2}_{(n+k),i}-{\mathrm{\Φ}2}_{(n+k),j})}=e^{j(\mathrm{\Φ}{2}_{(n+1),i}-\mathrm{\Φ}{2}_{(n+1),j})}+e^{j(\mathrm{\Φ}{2}_{(n+2),i}-{\mathrm{\Φ}2}_{(n+2),j})}+\·\·\·+e^{j(\mathrm{\Φ}{2}_{2n,i}-{\mathrm{\Φ}2}_{2n,j})}=0$

其中，i和j的取值范围均为1至n的任意整数。

由此可知，第一混合电桥矩阵201和第二混合电桥矩阵205的相位关系需分别满足式(10)及式(11)。

得出第一混合电桥矩阵201、第二混合电桥矩阵205需分别满足的相位关系后，还需最终确定作为一个整体的包含第一混合电桥矩阵201和第二混合电桥矩阵205的整个功率发射通道200的S。这时不考虑所有n个模拟信号功率放大器的增益，可把S看作第一混合电桥矩阵201和第二混合电桥矩阵205的级联。根据S参数级联公式，可以计算出：

$\left(13\right)---S1=\left|\begin{array}{cccccc}0& ...& 0& S_{n+\mathrm{1,1}}& ...& S_{2n,1}\\ ...& ...& ...& ...& ...& ...\\ 0& ...& 0& S_{n+1,n}& ...& S_{2n,n}\\ S_{1,n+1}& ...& S_{n,n+1}& 0& ...& 0\\ ...& ...& ...& ...& ...& ...\\ S_{\mathrm{1,2}n}& ...& S_{n,2n}& 0& ...& 0\end{array}\right|$

则，此时从任意输入端口输入，特定输出端口输出的S参数为：

$\left(14\right)---S_{n+i,i}={S1}_{n+1,i}{S2}_{n+i,1}+{S1}_{n+2,i}{S2}_{n+i,2}+...+{S1}_{2n,i}{S2}_{n+i,n}=\underset{p=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{S1}_{n+p,i}{S2}_{n+i,p}$

其中，i取值范围为1至n的任意整数。

为了满足输入端口i到输出端口n+i实现全功率传输，并与其它输出端口隔离，则要求式(14)等于1，且由于式(14)中的各个传输系数的幅度均相等，则需要各个乘积项的相位相等即可，于是可以进一步将式(14)简化成相位的形式：

(15)Φ1_(n+1)，i+Φ2_(n+i)1＝Φ1_(n+2)，i+Φ2_(n+i)，2＝…＝Φ1_2n，i+Φ2_(n+i)，n

由此可知，整个功率发射通道200中的第一混合电桥矩阵201和第二混合电桥矩阵205结合起来需满足式(15)的相位关系。

明确了功率发射通道200中第一混合电桥矩阵201和第二混合电桥矩阵205单独及结合时需满足的相位关系后，下面结合附图及具体实施例对本发明的具体实施方式做进一步描述。

在实际应用中最为常见的是3扇区功率发射通道，下面就列举两个较佳实施例以具体描述3扇区基站功率发射通道。

实施例一：3扇区基站功率发射通道

如图3所示，功率发射通道300由第一混合电桥矩阵301、模拟信号功率放大器305、306、307及第二混合电桥矩阵311组成。

第一混合电桥矩阵301包含第一混合电桥302、模拟信号30度移相装置303和模拟信号负30度移相装置304。其中，第一混合电桥302具体包含混合连接的两个3dB电桥和一个1.76dB电桥。第一混合电桥302有端口1、端口2和端口3三个信号输入端口，还有端口4、端口5和端口6三个信号输出端口。

第二混合电桥矩阵311包含第二混合电桥310、模拟信号负30度移相装置308和模拟信号30度移相装置309。其中，第二混合电桥310具体包含混合连接的一个1.76dB电桥和两个3dB电桥。第二混合电桥310有端口1、端口2和端口3三个信号输入端口，还有端口4、端口5和端口6三个信号输出端口。

现在，先以第一混合电桥302为例，对混合电桥的工作方式加以说明。

第一混合电桥302具体包含第一3dB电桥312、第二3dB电桥313和1.76dB电桥314。其中，第一3dB电桥312有1、2两个输入端口和A1、B1两个输出端口；第二3dB电桥313有A2、C2两个输入端口和5、6两个输出端口；1.76dB电桥314有B2、3两个输入端口和C1、4两个输出端口。

当只有端口1有信号输入时，信号在第一3dB电桥312中被分成两路，一路从端口A1输出，信号功率成为输入功率的1/2，同时信号被移相90度，即信号的相位比原来的相位滞后了90度；另一路从端口B1输出，信号功率成为输入功率的1/2，同时信号被移相180度，即从端口B1输出信号的相位比从端口A1输出信号的相位滞后了90度。从第一3dB电桥312的端口B1输出的信号由端口B2进入1.76dB电桥314，并被分成两路，一路从端口C1输出，信号功率成为输入功率的1/3，同时信号被移相90度；另一路从端口4输出，信号功率成为输入功率的2/3，同时信号被移相180度，即从端口4输出信号的相位比从端口C1输出信号的相位滞后了90度。

从端口C1输出的信号由端口C2进入第二3dB电桥313，并被分成两路，一路将从端口5输出，信号功率成为输入功率的1/2，同时信号被移相90度；另一路将从端口6输出，信号功率成为输入功率的1/2，同时信号被移相180度；从端口A1输出的信号由端口A2进入第二3dB电桥313，并被分成两路，一路将从端口6输出，信号功率成为输入功率的1/2，同时信号被移相90度；另一路将从端口5输出，信号功率成为输入功率的1/2，同时信号被移相180度。此时，要从端口6输出的两路信号按照矢量的方式相加，最终得出一个具有幅度和相位的矢量值，作为信号的整合结果从端口6输出；要从端口5输出的两路信号按照矢量的方式相加，最终得出一个具有幅度和相位的矢量值，作为信号的整合结果从端口6输出。

当只有端口2有信号输入时，信号在第一3dB电桥312中被分成两路，一路从端口B1输出，信号功率成为输入功率的1/2，同时信号被移相90度；另一路从端口A1输出，信号功率成为输入功率的1/2，同时信号被移相180度。从第一3dB电桥312的端口B1输出的信号由端口B2进入1.76dB电桥314，并被分成两路，一路从端口C1输出，信号功率成为输入功率的1/3，同时信号被移相90度；另一路从端口4输出，信号功率成为输入功率的2/3，同时信号被移相180度。

从端口C1输出的信号由端口C2进入第二3dB电桥313，并被分成两路，一路将从端口5输出，信号功率成为输入功率的1/2，同时信号被移相90度；另一路将从端口6输出，信号功率成为输入功率的1/2，同时信号被移相180度；从端口A1输出的信号由端口A2进入第二3dB电桥313，并被分成两路，一路将从端口6输出，信号功率成为输入功率的1/2，同时信号被移相90度；另一路将从端口5输出，信号功率成为输入功率的1/2，同时信号被移相180度。此时，要从端口6输出的两路信号按照矢量的方式相加，最终得出一个具有幅度和相位的矢量值，作为信号的整合结果从端口6输出；要从端口5输出的两路信号按照矢量的方式相加，最终得出一个具有幅度和相位的矢量值，作为信号的整合结果从端口6输出。

当只有端口3有信号输入时，信号在1.76dB电桥314中被分成两路，一路从端口4输出，信号功率成为输入功率的1/3，同时信号被移相90度；另一路从端口C1输出，信号功率成为输入功率的2/3，同时信号被移相180度。从1.76dB电桥314的端口C1输出的信号由端口C2进入第二3dB电桥313，并被分成两路，一路从端口5输出，信号功率成为输入功率的1/2，同时信号被移相90度；另一路从端口6输出，信号功率成为输入功率的1/2，同时信号被移相180度。

当端口1、端口2或端口3中的任意两个或所有端口均有信号输入时，信号在第一混合电桥302中传输的原理与上述单端口有信号输入时的信号传输原理相同；第一混合电桥302与第二混合电桥310的工作原理相同。

下面，对图3进行详细描述。

因所有模拟信号功率放大器的特性一致，且模拟信号功率放大器理想情况下不对其所处理信号的幅度及相位造成影响，所以为了描述方便，此时可将模拟信号功率放大器305、306、307的增益忽略不计。

假设要发给扇区1的模拟信号的幅度为1，相位为0度。此时，扇区1的模拟信号由第一混合电桥矩阵301的端口1进入第一混合电桥302，则在第一混合电桥302的4、5、6端口输出为：

$b_4^1=\frac{1}{\sqrt{3}},\∠0$

$b_5^1=\frac{1}{\sqrt{3}},\∠60$

$b_6^1=\frac{1}{\sqrt{3}},\∠-150$

对于第二混合电桥310来说，可知：

$a_4^2=a_5^2=a_6^2=0$

$b_1^2=b_2^2=b_3^2=0$

$b_4^2=S_{41}{a}_1^2+S_{42}{a}_2^2+S_{43}{a}_3^2$

$b_5^2=S_{51}{a}_1^2+S_{52}{a}_2^2+S_{53}{a}_3^2$

$b_6^2=S_{61}{a}_1^2+S_{62}{a}_2^2+S_{63}{a}_3^2$

其中a代表入射信号，b代表出射信号，上标“1”、“2”表示此数是第一混合电桥302或第二混合电桥310的参数，下标代表端口号。

从第一混合电桥302的端口4输出的模拟信号进入模拟信号负30度移相装置304被移相负30度后，从第二混合电桥310的端口1输入第二混合电桥310；从第一混合电桥302的端口5输出的模拟信号进入模拟信号30度移相装置303被移相30度，再进入模拟信号30度移相装置309被移相30度后，从第二混合电桥310的端口2输入第二混合电桥310；从第一混合电桥302的端口6输出的模拟信号进入模拟信号负30度移相装置308被移相负30度后，从第二混合电桥310的端口3输入第二混合电桥310。这时，对于第二混合电桥310来说，有：

$a_1^2=b_4^1{e}^{-j30}=\frac{1}{\sqrt{3}},\∠-30$

$a_2^2=b_5^1{e}^{-j60}=\frac{1}{\sqrt{3}},\∠120$

$a_3^2=b_6^1{e}^{-j30}=\frac{1}{\sqrt{3}},\∠-180$

$\left[\begin{array}{c}{b}_4^2\\ b_5^2\\ b_6^2\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}\frac{1}{\sqrt{3}},\∠0& \frac{1}{\sqrt{3}},\∠90& \frac{1}{\sqrt{3}},\∠-90\\ \frac{1}{\sqrt{3}},\∠60& \frac{1}{\sqrt{3}},\∠30& \frac{1}{\sqrt{3}},\∠90\\ \frac{1}{\sqrt{3}},\∠-150& \frac{1}{\sqrt{3}},\∠60& \frac{1}{\sqrt{3}},\∠0\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}\frac{1}{\sqrt{3}},\∠-30\\ \frac{1}{\sqrt{3}},\∠120\\ \frac{1}{\sqrt{3}},\∠-180\end{array}\right]$

计算上式，可得：

$b_4^2=\frac{1}{3},\∠-30+\frac{1}{3},\∠-150+\frac{1}{3},\∠90=0$

$b_5^2=\frac{1}{3},\∠30+\frac{1}{3},\∠150+\frac{1}{3},\∠-90=0$

$b_6^2=\frac{1}{3},\∠-180+\frac{1}{3},\∠180+\frac{1}{3},\∠-180=1,\∠180$

由此结果可以看出：在功率发射通道的前端，从第一混合电桥矩阵301的端口1输入的扇区1的模拟信号只从第二混合电桥矩阵311的端口6输出，并且扇区1模拟信号的功率没有衰减。

同样，如果要发给扇区2的模拟信号的幅度为1，相位为0度。此时，扇区2的模拟信号由第一混合电桥矩阵301的端口2进入第一混合电桥302，则在第一混合电桥302的4、5、6端口输出为：

$b_4^1=\frac{1}{\sqrt{3}},\∠90$

$b_5^1=\frac{1}{\sqrt{3}},\∠30$

$b_6^1=\frac{1}{\sqrt{3}},\∠60$

对于第二混合电桥310来说，可知：

$a_4^2=a_5^2=a_6^2=0$

$b_1^2=b_2^2=b_3^2=0$

$b_4^2=S_{41}{a}_1^2+S_{42}{a}_2^2+S_{43}{a}_3^2$

$b_5^2=S_{51}{a}_1^2+S_{52}{a}_2^2+S_{53}{a}_3^2$

$b_6^2=S_{61}{a}_1^2+S_{62}{a}_2^2+S_{63}{a}_3^2$

从第一混合电桥302的端口4输出的模拟信号进入模拟信号负30度移相装置304被移相负30度后，从第二混合电桥310的端口1输入第二混合电桥310；从第一混合电桥302的端口5输出的模拟信号进入模拟信号30度移相装置303被移相30度，再进入模拟信号30度移相装置309被移相30度后，从第二混合电桥310的端口2输入第二混合电桥310；从第一混合电桥302的端口6输出的模拟信号进入模拟信号负30度移相装置308被移相负30度后，从第二混合电桥310的端口3输入第二混合电桥310。这时，对于第二混合电桥310来说，有：

$a_1^2+b_4^1{e}^{-j30}=\frac{1}{\sqrt{3}},\∠60$

$a_2^2+b_5^1{e}^{j60}=\frac{1}{\sqrt{3}},\∠90$

$a_3^2=b_6^1{e}^{-j30}=\frac{1}{\sqrt{3}},\∠30$

$\left[\begin{array}{c}{b}_4^2\\ b_5^2\\ b_6^2\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}\frac{1}{\sqrt{3}},\∠0& \frac{1}{\sqrt{3}},\∠90& \frac{1}{\sqrt{3}},\∠-90\\ \frac{1}{\sqrt{3}},\∠60& \frac{1}{\sqrt{3}},\∠30& \frac{1}{\sqrt{3}},\∠90\\ \frac{1}{\sqrt{3}},\∠-150& \frac{1}{\sqrt{3}},\∠60& \frac{1}{\sqrt{3}},\∠0\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}\frac{1}{\sqrt{3}},\∠60\\ \frac{1}{\sqrt{3}},\∠90\\ \frac{1}{\sqrt{3}},\∠30\end{array}\right]$

计算上式，可得：

$b_4^2=\frac{1}{3},\∠60+\frac{1}{3},\∠180+\frac{1}{3},\∠-60=0$

$b_5^2=\frac{1}{3},\∠120+\frac{1}{3},\∠120+\frac{1}{3},\∠120=1,\∠120$

$b_6^2=\frac{1}{3},\∠-90+\frac{1}{3},\∠150+\frac{1}{3},\∠30=0$

由此结果可以看出：在功率发射通道的前端，从第一混合电桥矩阵301的端口2输入的扇区2的模拟信号只从第二混合电桥矩阵311的端口5输出，并且扇区2模拟信号的功率没有衰减。

再假设要发给扇区3的模拟信号的幅度为1，相位为0度。此时，扇区3的模拟信号由第一混合电桥矩阵301的端口3进入第一混合电桥302，则在第一混合电桥302的4、5、6端口输出为：

$b_4^1=\frac{1}{\sqrt{3}},\∠-90$

$b_5^1=\frac{1}{\sqrt{3}},\∠90$

$b_6^1=\frac{1}{\sqrt{3}},\∠0$

对于第二混合电桥310来说，可知：

$a_4^2=a_5^2=a_6^2=0$

$b_1^2=b_2^2=b_3^2=0$

$b_4^2=S_{41}{a}_1^2+S_{42}{a}_2^2+S_{43}{a}_3^2$

$b_5^2=S_{51}{a}_1^2+S_{52}{a}_2^2+S_{53}{a}_3^2$

$b_6^2=S_{61}{a}_1^2+S_{62}{a}_2^2+S_{63}{a}_3^2$

从第一混合电桥302的端口4输出的模拟信号进入模拟信号负30度移相装置304被移相负30度后，从第二混合电桥310的端口1输入第二混合电桥310；从第一混合电桥302的端口5输出的模拟信号进入模拟信号30度移相装置303被移相30度，再进入模拟信号30度移相装置309被移相30度后，从第二混合电桥310的端口2输入第二混合电桥310；从第一混合电桥302的端口6输出的模拟信号进入模拟信号负30度移相装置308被移相负30度后，从第二混合电桥310的端口3输入第二混合电桥310。这时，对于第二混合电桥310来说，有：

$a_1^2=b_4^1{e}^{-j30}=\frac{1}{\sqrt{3}},\∠-120$

$a_2^2=b_5^1{e}^{j60}=\frac{1}{\sqrt{3}},\∠150$

$a_3^2=b_6^1{e}^{-j30}=\frac{1}{\sqrt{3}},\∠-30$

$\left[\begin{array}{c}{b}_4^2\\ b_5^2\\ b_6^2\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}\frac{1}{\sqrt{3}},\∠0& \frac{1}{\sqrt{3}},\∠90& \frac{1}{\sqrt{3}},\∠-90\\ \frac{1}{\sqrt{3}},\∠60& \frac{1}{\sqrt{3}},\∠30& \frac{1}{\sqrt{3}},\∠90\\ \frac{1}{\sqrt{3}},\∠-150& \frac{1}{\sqrt{3}},\∠60& \frac{1}{\sqrt{3}},\∠0\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}\frac{1}{\sqrt{3}},\∠-120\\ \frac{1}{\sqrt{3}},\∠150\\ \frac{1}{\sqrt{3}},\∠-30\end{array}\right]$

计算上式，可得：

$b_4^2=\frac{1}{3},\∠-120+\frac{1}{3},\∠-120+\frac{1}{3},\∠-120=1,\∠-120$

$b_5^2=\frac{1}{3},\∠-60+\frac{1}{3},\∠180+\frac{1}{3},\∠60=0$

$b_6^2=\frac{1}{3},\∠90+\frac{1}{3},\∠-150+\frac{1}{3},\∠-30=0$

由此结果可以看出：在功率发射通道的前端，从第一混合电桥矩阵301的端口3输入的扇区3的模拟信号只从第二混合电桥矩阵311的端口4输出，并且扇区3模拟信号的功率没有衰减。

以上所述移相装置可以是移相器，也可以根据信号波长和希望移相的相位所连接的一段信号传输线。

在实际应用中，某一扇区信号与某一输入端口之间没有固定的对应关系。扇区1的信号可以从第一混合电桥302的端口1、端口2或端口3中的任何一个端口输入；扇区2的信号可以从余下的两个端口中的任何一个端口输入；扇区3的信号则从最后一个端口输入。第二混合电桥310的端口4、端口5、端口6中与第一混合电桥302的输入端口相对应的输出端口则有信号输出。这里的对应是指：如果第一混合电桥302的端口1有某个扇区的信号输入，并且此扇区的输入信号只从第二混合电桥310的端口6输出，则称第二混合电桥310的端口6与第一混合电桥302的端口1对应。

本实施例中，扇区数为三个，在实际应用中，扇区数也可以少于三个。当扇区数少于三个时，第一混合电桥302余下的输入端口则连接匹配负载，与此连接匹配负载端口相对应的第二混合电桥310的输出端口也连接匹配负载，而不再进行信号的其它后续处理。

在实际应用中，匹配负载用来吸收其连接端口的输出功率，以避免输出端口直接接地产生信号全反射影响电路性能，所以匹配负载并不发出任何信号，也可以认为匹配负载发出的信号功率为0。

实施例二：3扇区备份一功率放大器基站功率发射通道

在某些比较重要的场合，为了保证功率发射通道的平稳负荷及正常工作效率，就备份一个模拟信号功率放大器，用开关进行控制；当某个模拟信号功率放大器出现故障时临时由此备份模拟信号功率放大器承担其工作。现在一般的模拟信号功率放大器的备份情况是对3个模拟信号功率放大器的功率发射通道进行一个模拟信号功率放大器的备份，使其成为具有4个模拟信号功率放大器的功率发射通道。

如图4所示，功率发射通道400由第一混合电桥矩阵401、模拟信号功率放大器402、403、404、405及第二混合电桥矩阵406组成。其中，第一混合电桥矩阵401包含四个混合连接的3dB电桥，并有端口1、2、3、4四个信号输入端口，还有端口5、6、7、8四个信号输出端口；第二混合电桥矩阵406包含四个混合连接的3dB电桥，并有端口1、2、3、4四个信号输入端口，还有端口5、6、7、8四个信号输出端口。

在功率发射通道400前，有接地的匹配负载407与第一混合电桥矩阵401的端口4相连；在功率发射通道400后，有接地的匹配负载408与第二混合电桥矩阵406的端口8相连。

因所有模拟信号功率放大器的特性一致，且模拟信号功率放大器理想情况下不对其所处理信号的幅度及相位造成影响，所以为了描述方便，此时可将模拟信号功率放大器402、403、404、405的增益忽略不计。

假设要发给扇区1的模拟信号的幅度为1，相位为0度。此时，扇区1的模拟信号由第一混合电桥矩阵401的端口1进入第一混合电桥矩阵401，则在第一混合电桥矩阵401的5、6、7、8端口输出为：

$b_5^1=\frac{1}{2}$

$b_6^1=j\frac{1}{2}$

$b_7^1=j\frac{1}{2}$

$b_8^1=-\frac{1}{2}$

由于第一混合电桥矩阵401的端口5、6、7、8的输出就是第二混合电桥矩阵406的端口4、3、2、1的输入，所以有：

$a_4^2=b_5^1$

$a_3^2=b_6^1$

$a_2^2=b_7^1$

$a_1^2=b_8^1$

其中的上标“1”表示此参数是第一混合电桥矩阵401的参数，上标“2”表示此参数是第二混合电桥矩阵406的参数。

此时第一混合电桥矩阵401与第二混合电桥矩阵406的S参数为：

$S=$ $\frac{1}{2}\left[\begin{array}{cccccccc}0& 0& 0& 0& 1& j& j& -1\\ 0& 0& 0& 0& j& -1& 1& j\\ 0& 0& 0& 0& j& 1& -1& j\\ 0& 0& 0& 0& -1& j& j& 1\\ 1& j& j& -1& 0& 0& 0& 0\\ j& -1& 1& j& 0& 0& 0& 0\\ j& 1& -1& j& 0& 0& 0& 0\\ -1& j& j& 1& 0& 0& 0& 0\end{array}\right]$

据此可以求出第二混合电桥矩阵406各端口的输出信号为：

$\left[\begin{array}{c}{b}_1^2\\ b_2^2\\ b_3^2\\ b_4^2\\ b_5^2\\ b_6^2\\ b_7^2\\ b_8^2\end{array}\right]=\frac{1}{4}\left[\begin{array}{cccccccc}0& 0& 0& 0& 1& j& j& -1\\ 0& 0& 0& 0& j& -1& 1& j\\ 0& 0& 0& 0& j& 1& -1& j\\ 0& 0& 0& 0& -1& j& j& 1\\ 1& j& j& -1& 0& 0& 0& 0\\ j& -1& 1& j& 0& 0& 0& 0\\ j& 1& -1& j& 0& 0& 0& 0\\ -1& j& j& 1& 0& 0& 0& 0\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}-1\\ j\\ j\\ 1\\ 0\\ 0\\ 0\\ 0\end{array}\right]=\frac{1}{4}\left[\begin{array}{c}0\\ 0\\ 0\\ 0\\ -4\\ 0\\ 0\\ 0\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}0\\ 0\\ 0\\ 0\\ -1\\ 0\\ 0\\ 0\end{array}\right]$

由此结果可以看出：在功率发射通道的前端，从第一混合电桥矩阵401的端口1输入的扇区1的模拟信号只从第二混合电桥矩阵406的端口5输出，并且扇区1模拟信号的功率没有衰减。

同理，假设要发给扇区2的模拟信号的幅度为1，相位为0度。此时，扇区2的模拟信号由第一混合电桥矩阵401的端口2进入第一混合电桥矩阵401，则第二混合电桥矩阵406各端口的输出信号为：

$\left[\begin{array}{c}{b}_1^2\\ b_2^2\\ b_3^2\\ b_4^2\\ b_5^2\\ b_6^2\\ b_7^2\\ b_8^2\end{array}\right]=\frac{1}{4}\left[\begin{array}{cccccccc}0& 0& 0& 0& 1& j& j& -1\\ 0& 0& 0& 0& j& -1& 1& j\\ 0& 0& 0& 0& j& 1& -1& j\\ 0& 0& 0& 0& -1& j& j& 1\\ 1& j& j& -1& 0& 0& 0& 0\\ j& -1& 1& j& 0& 0& 0& 0\\ j& 1& -1& j& 0& 0& 0& 0\\ -1& j& j& 1& 0& 0& 0& 0\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}j\\ 1\\ -1\\ j\\ 0\\ 0\\ 0\\ 0\end{array}\right]=\frac{1}{4}\left[\begin{array}{c}0\\ 0\\ 0\\ 0\\ 0\\ -4\\ 0\\ 0\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}0\\ 0\\ 0\\ 0\\ 0\\ -1\\ 0\\ 0\end{array}\right]$

由此结果可以看出：在功率发射通道的前端，从第一混合电桥矩阵401的端口2输入的扇区2的模拟信号只从第二混合电桥矩阵406的端口6输出，并且扇区2模拟信号的功率没有衰减。

再假设要发给扇区3的模拟信号的幅度为1，相位为0度。此时，扇区3的模拟信号由第一混合电桥矩阵401的端口3进入第一混合电桥矩阵401，则第二混合电桥矩阵406各端口的输出信号为：

$\left[\begin{array}{c}{b}_1^2\\ b_2^2\\ b_3^2\\ b_4^2\\ b_5^2\\ b_6^2\\ b_7^2\\ b_8^2\end{array}\right]=\frac{1}{4}\left[\begin{array}{cccccccc}0& 0& 0& 0& 1& j& j& -1\\ 0& 0& 0& 0& j& -1& 1& j\\ 0& 0& 0& 0& j& 1& -1& j\\ 0& 0& 0& 0& -1& j& j& 1\\ 1& j& j& -1& 0& 0& 0& 0\\ j& -1& 1& j& 0& 0& 0& 0\\ j& 1& -1& j& 0& 0& 0& 0\\ -1& j& j& 1& 0& 0& 0& 0\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}j\\ -1\\ 1\\ j\\ 0\\ 0\\ 0\\ 0\end{array}\right]=\frac{1}{4}\left[\begin{array}{c}0\\ 0\\ 0\\ 0\\ 0\\ 0\\ -4\\ 0\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}0\\ 0\\ 0\\ 0\\ 0\\ 0\\ -1\\ 0\end{array}\right]$

由此结果可以看出：在功率发射通道的前端，从第一混合电桥矩阵401的端口3输入的扇区3的模拟信号只从第二混合电桥矩阵406的端口7输出，并且扇区3模拟信号的功率没有衰减。

同样，如果第一混合电桥矩阵401的端口4没有连接匹配负载，而是与上述情况一样，即：要发给某一扇区的模拟信号的幅度为1，相位为0度。这时，此扇区的模拟信号由第一混合电桥矩阵401的端口4进入第一混合电桥矩阵401，则第二混合电桥矩阵406各端口的输出信号为：

$\left[\begin{array}{c}{b}_1^2\\ b_2^2\\ b_3^2\\ b_4^2\\ b_5^2\\ b_6^2\\ b_7^2\\ b_8^2\end{array}\right]=\frac{1}{4}\left[\begin{array}{cccccccc}0& 0& 0& 0& 1& j& j& -1\\ 0& 0& 0& 0& j& -1& 1& j\\ 0& 0& 0& 0& j& 1& -1& j\\ 0& 0& 0& 0& -1& j& j& 1\\ 1& j& j& -1& 0& 0& 0& 0\\ j& -1& 1& j& 0& 0& 0& 0\\ j& 1& -1& j& 0& 0& 0& 0\\ -1& j& j& 1& 0& 0& 0& 0\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}1\\ j\\ j\\ -1\\ 0\\ 0\\ 0\\ 0\end{array}\right]=\frac{1}{4}\left[\begin{array}{c}0\\ 0\\ 0\\ 0\\ 0\\ 0\\ 0\\ -4\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}0\\ 0\\ 0\\ 0\\ 0\\ 0\\ 0\\ -1\end{array}\right]$

由此结果可以看出：在功率发射通道的前端，从第一混合电桥矩阵401的端口4输入的扇区模拟信号只从第二混合电桥矩阵406的端口8输出，并且此扇区模拟信号的功率没有衰减。

本实施例中第一混合电桥矩阵401、第二混合电桥矩阵406的工作原理与实施例一中第一混合电桥302、第二混合电桥310的工作原理相同。

本实施例中，第一混合电桥矩阵401的端口1、2、3有信号输入，端口4连接匹配负载；第二混合电桥矩阵406的端口5、6、7有信号输出，端口8连接匹配负载。在实际应用中，第一混合电桥矩阵401的端口1、2、3和端口4中的任意三个端口都可以有信号输入，余下的一个端口则连接匹配负载；第二混合电桥矩阵406的端口5、6、7和端口8中与第一混合电桥矩阵401的输入端口相对应的三个输出端口则有信号输出，余下的一个与第一混合电桥矩阵401的连接匹配负载端口相对应的端口，则连接匹配负载。这里的对应是指：如果第一混合电桥矩阵401的端口1有某个扇区的信号输入，并且此扇区的输入信号只从第二混合电桥矩阵406的端口5输出，则称第二混合电桥矩阵406的端口5与第一混合电桥矩阵401的端口1对应。同样，本实施例中的两个匹配负载也视为彼此对应。

本实施例中，扇区数为三个，在实际应用中，扇区数也可以少于三个。当扇区数少于三个时，第一混合电桥矩阵401余下的输入端口则连接匹配负载，与此连接匹配负载端口相对应的第二混合电桥矩阵406的输出端口也连接匹配负载，而不再对信号进行其它的后续处理。同样，在实际应用中，本实施例也可以应用于四扇区的环境中，即：将第一混合电桥矩阵401某一端口所连接的匹配负载去掉，转而输入另一扇区的信号；将对应的第二混合电桥矩阵406端口所连接的匹配负载去掉，转而连接对信号进行后续操作的相应装置。

以上两个实施例中所述的匹配负载，一端连接混合电桥或混合电桥矩阵，另一端均接地。

实施例三：4扇区基站功率发射通道

如图5所示，本实施例中信号的传输原理与实施例二中信号的传输原理相同，两个实施例唯一的区别在于：在实施例二中，在功率发射通道前端，有的信号输入端口没有扇区信号输入，而是连接了接地的匹配负载；相应地，在功率发射通道后端，与功率发射通道前端连接匹配负载端口相对应的输出端口也连接了接地的匹配负载，而没有扇区信号输出。在本实施例中，功率发射通道前端的各信号输入端口均有扇区信号输入；相应地，在功率发射通道后端，与功率发射通道前端各输入端口相对应的输出端口均有扇区信号输出。

由上述三个实施例可知，所述的3dB电桥及1.76dB电桥中，各电桥的某一输入口输入的一路信号经电桥分离后从两个输出口分两路输出时，两路输出信号的相位相差90度。

可见，本发明可使整个信号传输系统的可靠性大大提高。只要不是所有模拟信号功率放大器损坏，所有小区依然有稳定的系统信号。并且，因各扇区模拟信号在传输时分别被混合电桥矩阵平均传输给各个模拟信号功率放大器，使得每个扇区的业务都被所有模拟信号功率放大器平均承担下来，则系统设计中对单个模拟信号功率放大器的功耗要求较低，继而，系统资源的使用效率也就有了很大提高。

以上所述仅为本发明的技术方案优选实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (19)

1、一种基站功率发射通道传输信号的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

a.将N个扇区的N路原模拟信号进行分离及混合处理，输出N路或N路以上模拟信号；

b.对步骤a输出的N路或N路以上模拟信号分别进行功率放大；

c.将功率放大后的N路或N路以上模拟信号进行分离及混合处理，输出N路原模拟信号。

2、如权利要求1所述的基站功率发射通道传输信号的方法，其特征在于，当有三个扇区的输入信号时，步骤a所述的分离及混合处理的过程包括：

a1.将第一扇区和第二扇区的原模拟信号输入第一3dB电桥进行分路和整合，再将形成的两路信号中的一路输入第二3dB电桥，另一路输入1.76dB电桥；

将第三扇区的原模拟信号输入1.76dB电桥；

a2.步骤a1中输入1.76dB电桥的两路信号被该电桥分路及整合后，形成两路信号，其中一路移相负30度后输出到模拟信号功率放大器中，作为第一输出信号；另一路输入第二3dB电桥；

a3.步骤a1、a2中被输入第二3dB电桥的两路信号被该电桥分路及整合后，形成两路信号，其中一路移相30度后输出到模拟信号功率放大器中，作为第二输出信号；另一路直接输出到模拟信号功率放大器中，作为第三输出信号。

3、如权利要求2所述的基站功率发射通道传输信号的方法，其特征在于，当有三个扇区的输入信号时，步骤b所述的分别进行功率放大的过程包括：

对第一输出信号进行功率放大，放大后的信号作为第一输入信号；

对第二输出信号进行功率放大，放大后的信号作为第二输入信号；

对第三输出信号进行功率放大，放大后的信号作为第三输入信号。

4、如权利要求3所述的基站功率发射通道传输信号的方法，其特征在于，当有三个扇区的输入信号时，步骤c所述的分离及混合处理的过程包括：

c1.将第一输入信号输入第一3dB电桥，将第二输入信号移相30度后也输入第一3dB电桥，所述两路输入信号在该电桥中被分路及整合后，形成两路信号，其中一路输入第二3dB电桥，另一路输入1.76dB电桥；

将第三输入信号移相负30度后输入1.76dB电桥；

c2.步骤c1中输入1.76dB电桥的两路信号被该电桥分路及整合后，形成一路原模拟信号和另一路信号，输出其中一路原模拟信号；将另一路信号输入第二3dB电桥；

c3.步骤c1、c2中被输入第二3dB电桥的两路信号被该电桥分路及整合后，形成两路原模拟信号，将两路原模拟信号分别输出。

5、如权利要求1所述的基站功率发射通道传输信号的方法，其特征在于，当有三个扇区的输入信号或有四个扇区的输入信号时，步骤a所述的分离及混合处理的过程包括：

a1.将第一扇区和第二扇区的原模拟信号输入第一3dB电桥进行分路和整合，形成两路信号，其中一路输入第三3dB电桥，另一路输入第四3dB电桥；

将第三扇区的原模拟信号和第四扇区原模拟信号或匹配负载模拟信号输入第二3dB电桥进行分路和整合，形成两路信号，其中一路输入第三3dB电桥，另一路输入第四3dB电桥；

a2.步骤a1中输入第三3dB电桥的两路信号被该电桥分路及整合后，形成两路信号，将此两路信号分别输出到模拟信号功率放大器中，其中一路作为第一输出信号，另一路作为第二输出信号；

步骤a1中输入第四3dB电桥的两路信号被该电桥分路及整合后，形成两路信号，将此两路信号分别输出到模拟信号功率放大器中，其中一路作为第三输出信号，另一路作为第四输出信号。

6、如权利要求5所述的基站功率发射通道传输信号的方法，其特征在于，当有三个扇区的输入信号或有四个扇区的输入信号时，步骤b所述的分别进行功率放大的过程包括：

对第一输出信号进行功率放大，放大后的信号作为第一输入信号；

对第二输出信号进行功率放大，放大后的信号作为第二输入信号；

对第三输出信号进行功率放大，放大后的信号作为第三输入信号；

对第四输出信号进行功率放大，放大后的信号作为第四输入信号。

7、如权利要求6所述的基站功率发射通道传输信号的方法，其特征在于，当有三个扇区的输入信号或有四个扇区的输入信号时，步骤c所述的分离及混合处理的过程包括：

c1.将第一输入信号和第二输入信号输入第一3dB电桥进行分路和整合，形成两路信号，其中一路输入第三3dB电桥，另一路输入第四3dB电桥；

将第三输入信号和第四输入信号输入第二3dB电桥进行分路和整合，形成两路信号，其中一路输入第三3dB电桥，另一路输入第四3dB电桥；

c2.步骤c1中输入第三3dB电桥的两路信号被该电桥分路及整合后，形成一路原模拟信号和另一路原模拟信号或匹配负载模拟信号，输出其中一路原模拟信号，将另一路原模拟信号或匹配负载模拟信号输出或发送给对应的匹配负载；

步骤c1中输入第四3dB电桥的两路信号被该电桥分路及整合后，形成两路原模拟信号，分别输出两路原模拟信号。

8、一种基站功率发射通道传输信号的装置，其特征在于，该装置包括：

第一混合电桥矩阵，与N个或N个以上模拟信号功率放大器相连，用于对N个扇区的原模拟信号进行分离及混合处理，并将处理所得N路或N路以上模拟信号输入N个或N个以上模拟信号功率放大器；

N个或N个以上模拟信号功率放大器，对第一混合电桥矩阵输出的处理所得模拟信号进行功率放大，并将功率放大后的模拟信号输入第二混合电桥矩阵；

第二混合电桥矩阵，与N个或N个以上模拟信号功率放大器相连，对经所述模拟信号功率放大器放大后所得的模拟信号进行分离及混合处理，得到N路原模拟信号，将N路原模拟信号分别输出。

9、如权利要求8所述的装置，其特征在于，当有三个扇区的输入信号时，该装置包括：

第一混合电桥矩阵，与三个模拟信号功率放大器相连，用于对三个扇区的原模拟信号进行分离及混合处理，并将处理所得模拟信号分别输入三个模拟信号功率放大器；

第一模拟信号功率放大器、第二模拟信号功率放大器和第三模拟信号功率放大器，对第一混合电桥矩阵输出的处理所得模拟信号进行功率放大，并将功率放大后的模拟信号输入第二混合电桥矩阵；第二混合电桥矩阵，与三个模拟信号功率放大器相连，对经所述模拟信号功率放大器放大后所得的模拟信号进行分离及混合处理，得到三路原模拟信号，将三路原模拟信号分别输出。

10、如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述的第一混合电桥矩阵包括：

第一3dB电桥、第二3dB电桥和1.76dB电桥；其中，1.76dB电桥的一个输入端口与第一3dB电桥的一个输出端口相连，第一3dB电桥的另一个输出端口与第二3dB电桥的一个输入端口相连，第二3dB电桥的另一个输入端口与1.76dB电桥的一个输出端口相连，1.76dB电桥的另一个输出端口与模拟信号负30度移相装置相连；第二3dB电桥的一个输出端口与模拟信号30度移相装置相连，另一个输出端口与所述的第一模拟信号功率放大器相连；

模拟信号30度移相装置，其输入端口与第二3dB电桥的一个输出端口相连，输出端口与所述的第二模拟信号功率放大器相连，用于将第二3dB电桥向其输出的信号移相30度，并将移相后的模拟信号输入第二模拟信号功率放大器；

模拟信号负30度移相装置，其输入端口与1.76dB电桥的一个输出端口相连，输出端口与所述的第三模拟信号功率放大器相连，用于将1.76dB电桥向其输出的信号移相负30度，并将移相后的模拟信号输入第三模拟信号功率放大器。

11、如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述的第二混合电桥矩阵包括：

第一3dB电桥、第二3dB电桥和1.76dB电桥；其中，第一3dB电桥的一个输入端口与所述的第三模拟信号功率放大器的输出端口相连，第一3dB电桥的另一个输入端口与模拟信号30度移相装置的输出端口相连，1.76dB电桥的一个输入端口与模拟信号负30度移相装置的输出端口相连，1.76dB电桥的另一个输入端口与第一3dB电桥的一个输出端口相连，第一3dB电桥的另一个输出端口与第二3dB电桥的一个输入端口相连，第二3dB电桥的另一个输入端口与1.76dB电桥的一个输出端口相连；

模拟信号30度移相装置，其输入端口与所述的第二模拟信号功率放大器相连，输出端口与第一3dB电桥的一个输入端口相连，用于将第二模拟信号功率放大器向其输出的信号移相30度，并将移相后的模拟信号输入第一3dB电桥；

模拟信号负30度移相装置，其输入端口与所述的第一模拟信号功率放大器相连，输出端口与1.76dB电桥的一个输入端口相连，用于将第一模拟信号功率放大器向其输出的信号移相负30度，并将移相后的模拟信号输入1.76dB电桥。

12、如权利要求11所述的装置，其特征在于：

所述的模拟信号30度移相装置为模拟信号30度移相器；

所述的模拟信号负30度移相装置为模拟信号负30度移相器。

13、如权利要求11所述的装置，其特征在于：

所述的模拟信号30度移相装置为30度信号传输线；

所述的模拟信号负30度移相装置为负30度信号传输线。

14、如权利要求8所述的装置，其特征在于，当有三个扇区的输入信号时，该装置包括：

两个匹配负载，用于吸收其连接端口的输出功率；其中一个匹配负载一端接地，另一端将匹配负载模拟信号发送给第一混合电桥矩阵的一个输入端口；另一个匹配负载的一端接收第二混合电桥矩阵的一个输出端口输出的匹配负载模拟信号，另一端接地；

第一混合电桥矩阵，与四个模拟信号功率放大器相连，用于对三个扇区的原模拟信号和匹配负载模拟信号进行分离及混合处理，并将处理所得模拟信号分别输入四个模拟信号功率放大器；

第一模拟信号功率放大器、第二模拟信号功率放大器、第三模拟信号功率放大器和第四模拟信号功率放大器，对第一混合电桥矩阵输出的处理所得模拟信号进行功率放大，并将功率放大后所得的模拟信号输入第二混合电桥矩阵；

第二混合电桥矩阵，与四个模拟信号功率放大器相连，对经所述模拟信号功率放大器放大后所得的模拟信号进行分离及混合处理，得到三路原模拟信号和匹配负载模拟信号，将三路原模拟信号分别输出。

15、如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述的第一混合电桥矩阵包括：

第一3dB电桥、第二3dB电桥、第三3dB电桥和第四3dB电桥；其中，第二3dB电桥的一个输入端口与所述的两个匹配负载中的一个相连；第一3dB电桥的一个输出端口与第三3dB电桥的一个输入端口相连，第三3dB电桥的另一个输入端口与第二3dB电桥一个输出端口相连，第二3dB电桥的另一个输出端口与第四3dB电桥的一个输入端口相连，第四3dB电桥的另一个输入端口与第一3dB电桥的另一个输出端口相连；第三3dB电桥的一个输出端口与所述的第一模拟信号功率放大器相连，第三3dB电桥的另一个输出端口与所述的第二模拟信号功率放大器相连，第四3dB电桥的一个输出端口与所述的第三模拟信号功率放大器相连，第四3dB电桥的另一个输出端口与所述的第四模拟信号功率放大器相连。

16、如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述的第二混合电桥矩阵包括：

第一3dB电桥、第二3dB电桥、第三3dB电桥和第四3dB电桥；其中，第一3dB电桥的一个输入端口与所述的第一模拟信号功率放大器相连，第一3dB电桥的另一个输入端口与所述的第二模拟信号功率放大器相连，第二3dB电桥的一个输入端口与所述的第三模拟信号功率放大器相连，第二3dB电桥的另一个输入端口与所述的第四模拟信号功率放大器相连；第一3dB电桥的一个输出端口与第三3dB电桥的一个输入端口相连，第三3dB电桥的另一个输入端口与第二3dB电桥一个输出端口相连，第二3dB电桥的另一个输出端口与第四3dB电桥的一个输入端口相连，第四3dB电桥的另一个输入端口与第一3dB电桥的另一个输出端口相连；第三3dB电桥的一个输出端口与所述的两个匹配负载中的另一个相连。

17、如权利要求8所述的装置，其特征在于，当有四个扇区的输入信号时，该装置包括：

第一混合电桥矩阵，与四个模拟信号功率放大器相连，用于对四个扇区的原模拟信号进行分离及混合处理，并将处理所得模拟信号分别输入四个模拟信号功率放大器；

第一模拟信号功率放大器、第二模拟信号功率放大器、第三模拟信号功率放大器和第四模拟信号功率放大器，对第一混合电桥矩阵输出的处理所得模拟信号进行功率放大，并将功率放大后所得的模拟信号输入第二混合电桥矩阵；

第二混合电桥矩阵，与四个模拟信号功率放大器相连，对经所述模拟信号功率放大器放大后所得的模拟信号进行分离及混合处理，得到四路原模拟信号，将四路原模拟信号分别输出。

18、如权利要求17所述的装置，其特征在于，所述的第一混合电桥矩阵包括：

第一3dB电桥、第二3dB电桥、第三3dB电桥和第四3dB电桥；其中，第一3dB电桥的一个输出端口与第三3dB电桥的一个输入端口相连，第三3dB电桥的另一个输入端口与第二3dB电桥一个输出端口相连，第二3dB电桥的另一个输出端口与第四3dB电桥的一个输入端口相连，第四3dB电桥的另一个输入端口与第一3dB电桥的另一个输出端口相连；第三3dB电桥的一个输出端口与所述的第一模拟信号功率放大器相连，第三3dB电桥的另一个输出端口与所述的第二模拟信号功率放大器相连，第四3dB电桥的一个输出端口与所述的第三模拟信号功率放大器相连，第四3dB电桥的另一个输出端口与所述的第四模拟信号功率放大器相连。

19、如权利要求17所述的装置，其特征在于，所述的第二混合电桥矩阵包括：

第一3dB电桥、第二3dB电桥、第三3dB电桥和第四3dB电桥；其中，第一3dB电桥的一个输入端口与所述的第一模拟信号功率放大器相连，第一3dB电桥的另一个输入端口与所述的第二模拟信号功率放大器相连，第二3dB电桥的一个输入端口与所述的第三模拟信号功率放大器相连，第二3dB电桥的另一个输入端口与所述的第四模拟信号功率放大器相连；第一3dB电桥的一个输出端口与第三3dB电桥的一个输入端口相连，第三3dB电桥的另一个输入端口与第二3dB电桥一个输出端口相连，第二3dB电桥的另一个输出端口与第四3dB电桥的一个输入端口相连，第四3dB电桥的另一个输入端口与第一3dB电桥的另一个输出端口相连。

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