NO320457B1 - Fremgangsmate og system for a male effekten til en senderantenne - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører et system og en fremgangsmåte for å måle effekten til en senderantenne i et miljø med flerveis spredning, omfattende trinnene å dreie en mottakerantenne asimutisk, som er anordnet i en vinkel til en første vertikale akse, omtrent en omdreining rundt den første vertikale aksen, ved et antall vinkelposisjoner under omdreining av mottakerantennen, å registrere mottatt styrke fra en senderantenne anordnet i en avstand og i en vinkel til en andre vertikal akse, og at senderantennen dreies omtrent en omdreining rundt den andre vertikale aksen.

Tradisjonelt har mobiltelefonering blitt utført via fast-monterte antenner i kjøretøyer eller antenner plassert i en avstand fra et mobiltelefonhåndsett. I de fleste tilfeller har der vært en fullstendig, eller i det minste delvis, klar bane mellom mobiltelefonantennen og basestasjonen sin antenne. Effekten, dvs. forholdet mellom senderstyrke fra mobiltelefonantennen og mottaksstyrke i basestasjonsantennen, til mobiltelefonantenner kan under disse omsten-digheter bli målt ved å måle den direkte styrken som over-føres fra antennen.

Utviklingen av håndholdte enheter for mobiltelefoner med en antenne montert direkte på håndsettet til mobiltelefonen har imidlertid resultert i at en klar bane mellom mobil-telef onantennen og basestasjonsantennen i de fleste tilfeller ikke eksisterer. Bruk i et urbant miljø, innendørs, utendørs eller i biler, har resultert i at skjerming fra bygninger, karosseri og brukeren han selv/hun selv har blitt en åpenbar faktor for effekten til mobiltelefonantenner. Mobiltelefonantenner drives i disse tilfellene i et miljø med flerveis spredning. Mobiltelefonantenner med lav effekt har høy utnyttelse av batterikapasitet på grunn av at det kreves en høy utgangsstyrke for å oppnå til-strekkelig mottaksstyrke i basestasjonen. Dette resulterer i at standby-tiden til mobiltelefonen vil være kort. Dårlig effekt reduserer også dekningsområdet til mobiltelefonnett-verket hvori mobiltelefonene benyttes, på grunn av at områdene som dekkes av hver basestasjonsantenne vil være lite. Dette resulterer i tapt fortjeneste for nettverks-operatøren, alternativt økte kostnader for plassering av et stort antall basestasjonsantenner.

US 4,661,820 beskriver en fremgangsmåte og anordning for å detektere strålingsmønsteret til en antenne, hvor sender-og mottakerantennen blir dreid i ulike vinkler i forhold til hverandre og strålingsmønsteret til mottakerantennen blir beregnet ut fra målingene.

Dagens benyttede målemetoder, som utføres i virkelige miljøer bidrar til problemene med å oppnå en standardisert måling av effekten til mobiltelefonantenner til ulike leverandører.

Et annet problem med dagens målemetoder er at bestemte deler av feltene ikke blir registrert ved måling på grunn av at målemetodene er konstruert for måling av det direkte feltet fra mobiltelefonantennen. Skjerming av ulike typer bidrar til å endre karakteristika til feltet. Målingene fører derfor til resultater som ikke frembringer en god måling for den virkelige effekten til antennen.

Formålet med foreliggende oppfinnelse er, til en viss grad, å fjerne de ovennevnte problemer.

Dette formålet oppnås, ifølge oppfinnelsen, ved at det frembringes en fremgangsmåte ifølge ingressen i krav 1, som er kjennetegnet ved at en skjerm mellom senderantennen og mottakerantennen er innrettet til å motvirke direkte bølge-spredning mellom senderantennen og mottakerantenne.

Foretrukne utførelser av fremgangsmåten i krav 1 fremgår fra de uselvstendig patentkravene 2-7.

Ifølge oppfinnelsen tilveiebringes også et system ifølge ingressen i det selvstendige krav 8, som er kjennetegnet ved at systemet omfatter én mellom senderantennen og mottakerantennen anordnet skjermanordning innrettet for å motvirke direkte bølgespredning mellom senderantennen og mottakerantenne.

Foretrukne utførelser av systemet ifølge patentkrav 1 fremgår fra de uselvstendig patentkravene 9-17.

Ifølge et formål med oppfinnelsen oppnås en fremgangsmåte for å måle nytteeffekten til en senderantenne i et miljø med flerveisutbredelse. Ifølge fremgangsmåten blir en mottakerantenne, som er anordnet i en vinkel til en første vertikalakse, dreid asimutisk omtrent én omdreining rundt den første vertikale aksen; at mottaksstyrke detekteres ved et antall vinkelposisjoner under dreining av mottaks-antennen, fra en ved en avstand og ved en vinkel til en andre vertikalakse til en vertikal anordnet senderantenne, og at senderantennen dreies omtrent én omdreining rundt den andre vertikale aksen.

På grunn av at både mobiltelefonantennen og mottakerantennen blir dreid, kan måleverdier oppnås for en større del av det tenkbare forholdet mellom deres lokalisering i forhold til hverandre og til brukeren. Fordeler med dette er at en normalisert måling av effekten til mobiltelefonantennen kan oppnås, og at fremgangsmåten kan repeteres for ulike mobiltelefoner, hvorved effekten til disse kan sammenlignes med hverandre. Måten mottakerantennen og mobiltelefonantennen er arrangert, hver respektiv i forhold til hverandre, gjør det mulig at en slik stor del av det virkelige feltet fra mobiltelefonantennen kan detekteres.

Ifølge et annet formål med oppfinnelsen oppnås et system for å måle styrke til antennen i et spredefelt. Systemet omfatter en senderantenne, og en mottakerantenne for registrering av mottatt styrke fra senderantennen, en første dreieanordning for asimutal dreining av mottakerantennen rundt en første vertikal akse, en andre dreieanordning for å dreie senderantennen rundt en andre vertikal akse.

En fordel med dette systemet er at det kan simulere virke-ligheten ved å benytte miljøet til mobiltelefonantennen på samme tid som det gjør det mulig å repetere forsøk med ulike mobiltelefonantenner under like forhold. Ved systemet gjøres det mulig å måle for ulike forhold mellom mobil-telef onantennen og mottakerantennen, det frembringer også en måling av gjennomsnittlig effekt på testede mobiltelefonantenner. Måten mottakerantennen og mobiltelefonantennen er anordnet, hver respektiv i forhold til hverandre, gjør det i tillegg mulig at slik en stor del av det virkelige feltet til mobiltelefonantennen kan detekteres.

Ved måling av effekten til en mobiltelefonantenne som anvendes i et miljø med flerveis spredning, er det av stor viktighet at dette utføres i et så realistisk miljø som mulig, slik at en sådan virkelig måling er mulig å oppnå av effekten til mobiltelefonantennen.

Ifølge oppfinnelsen oppnås en fremgangsmåte og et system for å måle effekten til en antenne i et miljø med flerveis spredning, som kan anvendes for gjentatte forsøk i et kontrollert laboratoriemiljø som gir normaliserte målinger av effekten på ulike mobiltelefonantenner. Dette er spe-sielt viktig for å gjøre det mulig å sammenligne ytelsen til ulike antenner på en så virkelig og realistisk måte som mulig. Ved å anvende måling på en referanseantenne med kjent senderstyrke, oppnås en referanseverdi som de ulike mobiltelefonantennene kan sammenlignes med. En slik måling kan deretter benyttes for anbefaling av bestemte mobiltelefonantenner foran andre, slik at mobiltelefonantennene som er mest effektive blir benyttet, hvorved mobiltelefon-nettverkene kan anvendes mer effektivt og ha større dekningsområde.

Ved å anvende en mottakerantenne som er arrangert i en vinkel til en vertikal akse, i forhold til mottakerantenner som er enten vertikal eller horisontal, blir både plan-polariserte og horisontalpolariserte felt målt. Dette er viktig på grunn av at det normale miljøet hvori mobil-telef onantennene benyttes medvirker til endringer i polari-sering av feltene.

Oppfinnelsen skal beskrives detaljert i det følgende, med henvisning til de vedlagte skjematiske tegninger som, som eksempler, viser foretrukne utførelse av oppfinnelsen. Fig. 1 viser, sett fra siden, et system for å måle effekten av en senderantenne i et miljø med flerveis spredning ifølge en foretrukket utførelse av oppfinnelsen.

Fig. 2 viser en del av systemet i fig. 1.

Fig. 3 viser detaljert, sett fra siden, en mobiltelefon anordnet ved et simulert hode, som er en del av systemet i fig. 2. Fig. 4 viser et flytdiagram av en foretrukket fremgangsmåte for å måle effekten til en senderantenne i et miljø med flerveis spredning.

I fig. 1 er det vist et system for å måle effekten til en senderantenne i et miljø med flerveis spredning, ifølge en foretrukket utførelse av oppfinnelsen.

En horisontal arm 1 er, ved en av sine ender, på en dreibar måte, rundt en første vertikale akse 2, anordnet på en fot 3 slik at avstanden mellom et horisontalt laboratoriegulv 4 og armen 1 er 1,5 m. I den, til den første vertikale aksen 2, motstående enden til den horisontale armen 1, er det anordnet en mottakerantenne 5 slik at avstanden mellom den første vertikale aksen 2, rundt hvor den horisontale armen 1 er dreid, og mottakerantennen 5 er 1 m. Mottakerantennen 5 er anordnet med en vinkel 6 til den første vertikale aksen 2, hvorved vinkelen 6 foretrukket er 55°. Mottakerantennen 5 er en dipolantenne 5, som er koblet til en spek-trumanalysator 7, som igjen er koblet en PC 8.

Ved en avstand på 4 m i horisontal retning er en senderantenne 9 i form av en mobiltelefonantenne 9. Mobil-telef onantennen 9 er montert på en mobiltelefon (ikke vist), som er montert på et simulert hode 10, i form av en modell fylt med 22,2 1 vann med 1,49 g/l salt, hvorved mobiltelefonantennen 9 danner en vinkel 11 på 60° til en andre vertikal akse 12. Det simulerte hode 10 er på sin side stående på en trefot 13, som er dreibar rundt den andre vertikale aksen 12. Ved mobiltelefonen 12 er der en simulert hånd (ikke vist) i form av en gummihanske, som inneholder den samme løsningen som det simulerte hode 10. Mobiltelefonantennen 9 er, som mottakerantennen 5, plassert med en avstand av 1,5 m over det horisontale laboratoriegulvet 4.

Mellom mottakerantennen 5 og mobiltelefonantennen 9 er en kobberskjerm 14 for å motvirke direkte bølgespredning mellom mobiltelefonantennen 9 og mottakerantennen 5. Skjermen 14 har en bredde på 1,2 m, og en høyde på 2,2 m og er plassert Imi horisontal retning fra mobiltelefonantennen 9. På toppen av skjermen 14 er der en basestasjonsantenne 15, som er koblet til testutstyret 16 for mob i1kommuni ka s j on.

Testutstyret 16 for mobilkommunikasjon, spektralanalysatoren 7, og PC 8, skal plasseres bak en skjerm slik at de ikke påvirker det stående bølgemønsteret.

I fig. 2 er det vist en del av systemet i fig. 1 sett ovenfra. Mobiltelefonantennen 9 er slik plassert at den er på den andre vertikale aksen 12, som trebenet 13 er dreibart rundt.

I fig. 3 er det simulerte hodet 12 i fig. 1 og 2 vist mer detaljert. Mobiltelefonen 18 er plassert som den skal være i bruk.

Ifølge en annen foretrukket utførelse av et system ifølge oppfinnelsen, er en referanseantenne testet. Systemet er identisk med det i fig. 1 sitt viste system, med det unntak at mobiltelefonantennen 9 er blitt erstattet av en referanseantenne, i form av en dipolantenne, og at det simulerte hode 11 og den simulerte hånden mangler. Referanseantennen er plassert på trebenet 13 og danner, som mobil-telef onantennen i fig. 2, en vinkel på 60° til den andre vertikale aksen 12. Referanseantennen er slik plassert at den er 1,5 m over det horisontale laboratoriegulvet 4 på den andre vertikale aksen 12, som trebenet 13 er dreibart rundt.

I fig. 4 er det vist et flytdiagram av en foretrukket fremgangsmåte for å måle effekten til en senderantenne i et miljø med flerveis spredning.

Fremgangsmåten starter ved at mobiltelefonen settes i samtalestatus. I registreringstrinnet 21, registreres styrken fra senderantennen som mottas av mottakerantennen, hvoretter armen med mottakerantennen anordnet på dreies en hundredels omdreining i et første omdreiningstrinn 22. I et første spørsmålstrinn 23 blir det bestemt om registrering har blitt utført for alle ønskede vinkelposisjoner av armen. Hvis det.er tilfelle blir en gjennomsnittlig verdi på registrert styrke beregnet i et første beregningstrinn 24, hvis ikke går fremgangsmåten tilbake til registreringstrinnet 21.

Etter det første beregningstrinnet 24 blir trebenet, hvorpå senderantennen er anordnet, dreiet i et andre dreietrinn 25, en åttende dels omdreining, hvoretter det i et andre spørsmålstrinn 26 blir bestemt om registrering er blitt utført for alle ønskede vinkelposisjoner til trebenet. Hvis det er tilfelle blir en gjennomsnittlig verdi beregnet i et andre beregningstrinn 27 av det i det første beregningstrinnet 24 beregnede gjennomsnittlig verdier; hvis ikke fortsetter fremgangsmåten med registreringstrinnet 21.

Etter det andre beregningstrinnet 24 er fremgangsmåten ferdig.

Det må forstås at mange modifikasjoner av de ovennevnte utførelser av oppfinnelsen er mulige innenfor rammen av oppfinnelsen, som definert av de følgende patentkrav. For eksempel kan avstand og vinkler endres for å tilpasses til ulike simulerte forhold. Det simulerte hode og hånden kan byttes ut for strålingspåvirkende legemer eller andre former. Målingen kan også utføres ved hjelp av annet, til-svarende utstyr.

Claims (17)

1. Fremgangsmåte for å måle effekten til en senderantenne i et miljø med flerveis spredning, omfattende trinnene: å dreie en mottakerantenne asimutisk, som er anordnet i en vinkel til en første vertikale akse, omtrent en omdreining rundt den første vertikale aksen, ved et antall vinkelposisjoner under omdreining av mottakerantennen, å registrere mottatt styrke fra en senderantenne anordnet i en avstand og i en vinkel til en andre vertikal akse, og at senderantennen dreies omtrent en omdreining rundt den andre vertikale aksen, karakterisert vedat en skjerm mellom senderantennen (9) og mottakerantennen (5) er innrettet til å motvirke direkte bølge-spredning mellom senderantennen og mottakerantenne.

2. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1, karakterisert ved at trinnene ovenfor repeteres ved et antall kombinasjoner av vinkelposisjoner til mottakerantennen og senderantennen.

3. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1 eller 2, karakterisert ved at senderantennen er en dipolantenne, som sender kjent styrke.

4. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1 eller 2, karakterisert ved at senderantennen er en mobiltelefonantenne med en ukjent senderstyrke som skal testes.

5. Fremgangsmåte i samsvar med krav 2, karakterisert ved å omfatte trinnene med å beregne gjennomsnittlige verdier av resultatene ved måling av ulike kombinasjoner av vinkelposisjoner til senderantennen og mottakerantennen.

6. Fremgangsmåte i samsvar med krav 5, karakterisert ved at beregningen av gjennomsnittlige verdier omfatter trinnene: for hver vinkelposisjon under dreining av senderantennen, å beregne en gjennomsnittlig verdi for registrering av styrken til senderantennen for ulike vinkelposisjoner til mottakerantennen, og å beregne en gjennomsnittlig verdi av de gjennomsnittlige verdiene av registreringen av styrken til senderantennen.

7. Fremgangsmåte i samsvar med krav 6, karakterisert ved å utføre trinnene: ovenfor hvor senderantennen først er en mobiltelefonantenne og deretter en referanseantenne, og å sammenligne gjennomsnittlig verdi for mobiltelefonantennen med gjennomsnittlig verdi for referanseantennen.

8. System for å måle effekten til en senderantenne i et miljø med flerveis spredning som omfatter: en senderantenne (9), en mottakerantenne (5) innrettet for registrering av mottatt styrke fra senderantennen, en første dreieanordning for asimutisk dreining av mottakerantennen rundt en første vertikale akse, en andre dreieanordning for å dreie senderantennen rundt en andre vertikale akse, karakterisert ved at systemet også omfatter én mellom senderantennen (9) og mottakerantennen (5) anordnet skjermanordning (14) innrettet for å motvirke direkte bølgespredning mellom senderantennen og mottakerantenne.

9. System i samsvar med krav 8, karakterisert ved at den første dreieanordning er en langstrakt arm (1), som er dreibar rundt en første vertikal akse (2) ved en ende av armen, mottakerantennen (5) er anordnet ved armen i en til den første vertikale aksen motstående ende til armen, og i en vinkel (6) til den første vertikale akse og senderantennen (9) og senderantennen (9) er anordnet i en avstand fra mottakerantennen som er dreibar rundt en andre, vertikal akse (12).

10. System i samsvar med krav 9, karakterisert ved at senderantennen (9) er en mobilantenne med ukjent sendt styrke, som også omfatter at: mobiltelefonantennen er anordnet i avstand fra mottakerantennen (5) og at det første strålepåvirknings-legemet (9) er anordnet rundt den andre vertikale aksen (12) på en dreibar måte.

11. System i samsvar med krav 9, karakterisert ved at senderantennen er en referanseantenne som sender kjent styrke.

12. System i samsvar med et av kravene 9-11, karakterisert ved at mottakerantennen er anordnet ved den langstrakte armen i en vinkel (6) på 4 0-60° til den første vertikale akse (2), foretrukket 55°.

13. System i samsvar med et av kravene 9-12, karakterisert ved at mottakerantennen er en halvbølgedipol.

14. System i samsvar med et av kravene 9-13, karakterisert ved at senderantennen er anordnet ved armen i en vinkel (11) på 60° til den andre vertikale akse (12).

15. System i samsvar med et av kravene 9-14, karakterisert ved å også omfatte en til mottakerantennen tilkoblet spektralanalysator (7) , og en til spektralanalysatoren tilkoblet datamaskin (8).

16. System i samsvar med et a kravene 9-15, karakterisert ved å også omfatte en basestasjonsantenne (15), og et til basestasjonsantennen (15) tilkoblet testutstyr (16) for mobilkommunikasjon.

17. System i samsvar med krav 10, karakterisert ved å også omfatte en til mobiltelefonantennen anordnet andre strålingspåvirknings-legeme.