專利名稱：一種基站天線振子的監(jiān)測方法、系統(tǒng)及集成監(jiān)測設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基站天線振子的監(jiān)測方法、系統(tǒng)及集成監(jiān)測設(shè)備。
背景技術(shù)：
基站天線，普遍采用振子組陣的方式，以形成具有較高增益并滿足一定賦形要求的電磁波束，用于傳遞無線通訊信號。當(dāng)前，裝備較多振子的基站天線逐漸成為主流，特別是時分同步碼分多址接入(TD-SCDMA, Time Division Synchronized Code Division Multiple Access)智能天線和長期演進(jìn)(LTE, Long Term Evolution)系統(tǒng)的多輸入多輸出(ΜΙΜΟ)天線，不僅在天線垂直面組陣，同時還需要在水平面形成多列天線陣。
基站陣列天線中振子很多，當(dāng)其中某個天線振子因為某種原因(例如短路或饋電開路)不能正常工作時，陣列主端口反射系數(shù)往往不會惡化得很嚴(yán)重，基站不會發(fā)出駐波告警。但是，此時陣列方向圖卻會受到明顯影響，比如波瓣圖不夠?qū)ΨQ、旁瓣抑制差、增益下降等。
現(xiàn)有技術(shù)提供了監(jiān)測基站天饋系統(tǒng)的駐波比，并輸出不同級別告警信號的駐波監(jiān)測電路，以及基于該電路的駐波監(jiān)測方法，但該監(jiān)測方法使用的電路設(shè)計復(fù)雜，且監(jiān)測對象是天饋線與射頻端器件連接處的射頻信號，對于基站天線內(nèi)部振子的駐波情況無法探測。
綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)僅針對射頻前端電路與天饋線端口之間的射頻信號進(jìn)行監(jiān)測，在該射頻信號駐波異常時，給予不同級別的告警信號。然而，對于大天線陣，當(dāng)天線內(nèi)部個別振子出現(xiàn)虛焊、短路、振子機械結(jié)構(gòu)破環(huán)等異常情況時，天饋線連接射頻前端電路處的射頻信 號駐波并不會出現(xiàn)明顯異常，因而無法監(jiān)測天線陣內(nèi)部振子異常的情況。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例提供了一種基站天線振子的監(jiān)測方法、系統(tǒng)及集成監(jiān)測設(shè)備，用以監(jiān)測基站天線振子是否異常。
本發(fā)明實施例提供的一種基站天線振子的監(jiān)測方法，包括
將獲取到的基站天線振子的傳輸信號分別進(jìn)行檢波和模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到所述傳輸信號的直流信號的數(shù)字信號；
確定設(shè)定時間長度內(nèi)所述數(shù)字信號的變化幅度，當(dāng)該變化幅度大于預(yù)先設(shè)置的變化幅度門限值時，確定所述天線振子異常，否則，確定所述天線振子正常。
本發(fā)明實施例提供的一種基站天線振子的監(jiān)測系統(tǒng)，包括
信號獲取單元，用于獲取基站天線振子的傳輸信號；
集成監(jiān)測設(shè)備，用于將獲取到的基站天線振子的傳輸信號分別進(jìn)行檢波和模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到所述傳輸信號的直流信號的數(shù)字信號；確定設(shè)定時間長度內(nèi)所述數(shù)字信號的變化 幅度，當(dāng)該變化幅度，大于預(yù)先設(shè)置的變化幅度門限值時，確定所述天線振子異常，否則，確 定所述天線振子正常。
本發(fā)明實施例提供的一種集成監(jiān)測設(shè)備，包括
對數(shù)檢波器，用于接收基站天線振子的傳輸信號，并進(jìn)行檢波，輸出基站天線振子 的傳輸信號的直流信號給模數(shù)轉(zhuǎn)換器；
模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于將基站天線振子的傳輸信號的直流信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并輸 出給微控制器；
微控制器，用于確定設(shè)定時間長度內(nèi)所述數(shù)字信號的變化幅度，當(dāng)該變化幅度大 于預(yù)先設(shè)置的變化幅度門限值時，確定所述天線振子異常，否則，確定所述天線振子正常。
本發(fā)明實施例提供的另一種集成監(jiān)測設(shè)備，包括至少一個控制單元，其中，每一個 控制單元具體包括
切換開關(guān)，用于選擇基站天線振子的傳輸信號輸出給檢波器；
檢波器，用于接收切換開關(guān)輸出的基站天線振子的傳輸信號，并進(jìn)行檢波，輸出基 站天線振子的傳輸信號的直流信號給控制器；
控制器，用于將基站天線振子的傳輸信號的直流信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并確定設(shè) 定時間長度內(nèi)所述數(shù)字信號的變化幅度，當(dāng)該變化幅度大于預(yù)先設(shè)置的變化幅度門限值 時，確定所述天線振子異常，否則，確定所述天線振子正常。
本發(fā)明實施例，將獲取到的基站天線振子的傳輸信號分別進(jìn)行檢波和模數(shù)轉(zhuǎn)換， 得到該傳輸信號的直流信號的數(shù)字信號；確定設(shè)定時間長度內(nèi)數(shù)字信號的變化幅度，當(dāng)該 變化幅度，大于預(yù)先設(shè)置的變化幅度門限值時，確定天線振子異常，否則，確定天線振子正 常，從而實現(xiàn)了對基站天線內(nèi)每個振子是否異常的監(jiān)測。


圖1為本發(fā)明實施例提供的一種基站天線振子的監(jiān)測方法的流程示意圖2為本發(fā)明實施例提供的針對基站的2X4平面天線陣上設(shè)置射頻耦合器和檢 測端口的示意圖3為本發(fā)明實施例提供的針對基站的2X4平面天線陣上設(shè)置射頻耦合器和檢 測端口的示意圖4為本發(fā)明實施例提供的針對基站的2X4平面天線陣上設(shè)置磁環(huán)感應(yīng)器和檢 測端口的示意圖5為本發(fā)明實施例提供的一種基站天線振子的監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖6為本發(fā)明實施例提供的一種集成監(jiān)測設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖7為本發(fā)明實施例提供的控制單元置于基站天線上的結(jié)構(gòu)示意圖8為本發(fā)明實施例提供的控制單元的結(jié)構(gòu)示意圖9為本發(fā)明實施例提供的監(jiān)測系統(tǒng)連接到PC上的示意圖10為本發(fā)明實施例提供的控制單元的電路圖11為本發(fā)明實施例提供的MAX2015的電路圖12為本發(fā)明實施例提供的控制器的結(jié)構(gòu)圖13為本發(fā)明實施例提供的一種集成監(jiān)測設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
本發(fā)明實施例提供了一種基站天線振子的監(jiān)測方法、系統(tǒng)及集成監(jiān)測設(shè)備，用以 監(jiān)測基站天線振子是否異常。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案進(jìn)行說明。
參見圖1，本發(fā)明實施例提供的一種基站天線振子的監(jiān)測方法，包括以下步驟
S101、將獲取到的基站天線振子的傳輸信號分別進(jìn)行檢波和模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到基站 天線振子的傳輸信號的直流信號的數(shù)字信號；
S102、確定設(shè)定時間長度內(nèi)數(shù)字信號的變化幅度，當(dāng)該變化幅度大于預(yù)先設(shè)置的 變化幅度門限值時，確定天線振子異常，否則，確定天線振子正常。
具體地，本發(fā)明實施例提供的上述方法可以通過在基站天線振子外部加裝相應(yīng)的 設(shè)備，或者通過在基站天線內(nèi)部加裝相應(yīng)的設(shè)備實現(xiàn)，在此并不做具體限定。
較佳地，在上述步驟SlOl中獲取基站天線振子的傳輸信號的具體方法可以包括 以下幾種方式
1、通過射頻稱合器稱合出基站每一末級功分電路的傳輸信號，其中，每一末級功 分電路連接兩個或兩個以上相同極化的振子。
也就是說，基站天線的每一末級功分電路對應(yīng)兩個射頻耦合器，其中，一個射頻耦 合器用于耦合出一個極化的天線的傳輸信號，另一射頻耦合器用于耦合出另一個極化的天 線的傳輸信號，即射頻耦合器與基站天線的每一極化的天線振子一一對應(yīng)。
2、通過射頻耦合器耦合出基站天線次末級功分電路(即末級功分電路的上一級 功分電路)的傳輸信號，每一次末級功分電路對應(yīng)兩個射頻耦合器，其中，一個射頻耦合器 用于耦合出與其相連的相同極化的天線的傳輸信號，另一射頻耦合器用于耦合出與其相連 的另一個極化的天線的傳輸信號。此時，每一個射頻耦合器與兩個以上的天線振子相對應(yīng)。
以此類推，通過射頻耦合器耦合出基站天線次末級功分電路以上任一級(最初一 級功分電路為第一級功分電路)的功分電路的傳輸信號，每一該級功分電路對應(yīng)兩個射頻 耦合器，其中，一個射頻耦合器用于耦合出與其相連的相同極化的天線的傳輸信號，另一射 頻耦合器用于耦合出與其相連的另一個極化的天線的傳輸信號。
其中，射頻耦合器耦合的功分電路能量可以根據(jù)具體的實際應(yīng)用要求進(jìn)行設(shè)置， 通常取15 25dB之間的某一個值。
上述兩種方式都是通過在基站天線內(nèi)部相應(yīng)的位置設(shè)置射頻耦合器實現(xiàn)的。
3、通過磁環(huán)感應(yīng)器感應(yīng)出基站天線振子的傳輸信號。
可以在基站天線外部加裝磁環(huán)感應(yīng)器，將磁環(huán)感應(yīng)器設(shè)置在每個基站天線輻射陣 元的上方，通過磁環(huán)感應(yīng)器的電磁感應(yīng)作用感應(yīng)出每個輻射陣元的傳輸信號，從而達(dá)到提 取每個振子的傳輸信號的效果，并且此磁環(huán)感應(yīng)器外置于基站天線，無需改變基站天線的 內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并且此外置磁環(huán)感應(yīng)器可以拆卸，這樣便于重復(fù)使用到同款的基站天線上進(jìn)行 監(jiān)測。
較佳地，在上述步驟S102中，根據(jù)預(yù)先設(shè)置的變化幅度門限值監(jiān)測基站天線振子 是否異常，具體包括
當(dāng)設(shè)定時間長度內(nèi)數(shù)字信號的變化幅度大于預(yù)先設(shè)置的變化幅度門限值時，確定數(shù)字信號對應(yīng)的天線振子異常，否則，確定數(shù)字信號對應(yīng)的天線振子正常。
其中，上述設(shè)定時間長度可以根據(jù)具體的實際應(yīng)用要求進(jìn)行設(shè)置，例如1秒或I 分鐘或I小時等等，在此不做限定。
并且預(yù)先設(shè)置的變化幅度門限值也可以根據(jù)具體的實際應(yīng)用要求進(jìn)行設(shè)置，一般 取1. 5 2dB。
較佳地，本發(fā)明實施例提供的上述方法中，當(dāng)確定數(shù)字信號對應(yīng)的天線振子異常 之后，還包括以下流程
生成與該天線振子相對應(yīng)的告警信號，并將該告警信號通過射頻電纜發(fā)送給控制 平臺，或者采用天線數(shù)據(jù)接口(AISG,Antenna Interface Standards Group)協(xié)議將該告警 信號嵌入基站天線振子發(fā)射的射頻信號中，通過連接天線端口和基站的射頻電纜發(fā)送給控 制平臺，或者將該告警信號通過無線的方式發(fā)送給控制平臺。
上述控制平臺，用于實時監(jiān)測天線振子是否異常。
本發(fā)明實施例，可以通過設(shè)置在天線陣列內(nèi)部饋電網(wǎng)絡(luò)功分電路上的射頻耦合 器，耦合出功分電路的傳輸信號，該傳輸信號可以為射頻信號或射頻反射信號，通過檢波和 數(shù)模轉(zhuǎn)換電路提取直流數(shù)字信號。當(dāng)天線陣列中某個振子損壞，饋電網(wǎng)絡(luò)阻抗匹配失效，相 應(yīng)的功分電路上的射頻反射信號增強，提取的反射信號的直流部分相應(yīng)也會增強，通過監(jiān) 控直流信號強度的變化，可以得出振子是否工作異常的判斷，繼而對整個天線陣列的工作 狀態(tài)進(jìn)行全方位的監(jiān)測。
本發(fā)明實施例，也可以通過設(shè)置在天線陣列外部的磁環(huán)感應(yīng)器感應(yīng)出每個振子的 傳輸信號，該傳輸信號可以為射頻信號或射頻反射信號，通過檢波和數(shù)模轉(zhuǎn)換電路提取直 流數(shù)字信號。當(dāng)天線陣列中某個振子損壞，輻射陣元上的射頻信號減弱，提取的射頻信號的 直流部分相應(yīng)地會減弱，通過監(jiān)控直流信號強度的變化，可以得出振子是否工作異常的判 斷，繼而對整個天線陣列的工作狀態(tài)進(jìn)行全方位的監(jiān)測。
下面給出具體實施例的說明。
以2X4雙極化平面陣為例，說明本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案的工作原理。
第一種為通過設(shè)置在天線陣列內(nèi)部饋電網(wǎng)絡(luò)功分電路上的射頻耦合器，耦合出 功分電路的傳輸信號的方式，獲取基站天線振子的傳輸信號。
例如，圖2所示是一個普通的2 X 4平面天線陣，該天線陣分2列，每列有4個振子， 每個振子有2個交叉饋電端口，支持雙極化工作模式,這樣天線共有4個射頻端口，分別為 端口1、端口 2、端口 3及端口 4。端口 A至H為本發(fā)明實施例中的用于監(jiān)測基站天線振子的 檢測端口。
以端口 I為例，端口 I輸入的傳輸信號，經(jīng)過第I級功分電路(1)，分別進(jìn)入第2級 功分電路，即末級功分電路(I)和末級功分電路(2)，在末級功分電路(I)和末級功分電路(2)旁邊分別放置了射頻耦合器I和射頻耦合器2。射頻耦合器I和射頻耦合器2耦合出 的射頻信號通過電路傳輸?shù)蕉丝?B和端口 A。端口 B和端口 A由射頻電纜連接到后端的集 成監(jiān)測設(shè)備。
對于其他端口，與端口 I同理，可參見圖2，在此不予以贅述。
再例如，圖3所示也是一個普通的2X4平面天線陣，與上述實施例不同的是，增多 了檢測端口，Al至H2都是用于監(jiān)測基站天線振子的檢測端口。相應(yīng)地，射頻耦合器也增多了，圖2中，是以末級功分電路為單位設(shè)置射頻耦合器，而圖3中，是以振子為單位設(shè)置射頻 率禹合器。
按圖3設(shè)置射頻耦合器和檢測端口的方式，可以檢測出每一輻射振元的每一極化 振子的工作情況。例如，參見圖3，耦合器I用于耦合出輻射振元a的+45°極化振子的信 號，并傳給端口 Al，因此端口 Al輸出的信號對應(yīng)的檢測結(jié)果，表明了振元a的+45°極化振 子的工作情況。
而按圖2設(shè)置射頻耦合器和檢測端口的方式，可以檢測出每一末級功分電路對應(yīng) 的同一極化的兩個振子的的工作情況。例如，參見圖2，耦合器I用于耦合出振元a和b的 +45°極化振子的信號，并傳給端口 B，因此端口 B輸出的信號對應(yīng)的檢測結(jié)果，表明了振元 a和b的+45°極化振子的工作情況。
第二種為通過設(shè)置在天線陣列外部的磁環(huán)感應(yīng)器感應(yīng)出每個振子的傳輸信號的 方式，獲取基站天線振子的傳輸信號。
圖4是一個普通的2X4平面天線陣，該天線陣分2列，每列有4個振子(分別是 a、b、c、d)，每個振子有2個交叉饋電端口，支持雙極化工作模式。這樣天線陣共有4個射 頻端口，分別為天線端口1、端口 2、端口 3及端口 4。端口 A至H’為本發(fā)明實施例中的用于 監(jiān)測基站天線振子的檢測端口。
將外置的磁環(huán)感應(yīng)器a至磁環(huán)感應(yīng)器h放在基站天線的每個陣元上方，通過陣元 上方的各磁環(huán)感應(yīng)器提取射頻信號，并將此射頻信號通過電路傳輸?shù)綄?yīng)的端口上，端口 由射頻電纜連接到后端的集成監(jiān)測設(shè)備。
基于同一發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明實施例還提供了一種基站天線振子的監(jiān)測系統(tǒng)和集成 監(jiān)測設(shè)備，由于該系統(tǒng)和設(shè)備解決問題的原理與前述一種基站天線振子的監(jiān)測方法相似， 因此該系統(tǒng)和設(shè)備的實施可以參見方法的實施，重復(fù)之處不再贅述。
參見圖5，本發(fā)明實施例提供的一種基站天線振子的監(jiān)測系統(tǒng)，包括
信號獲取單元101，用于獲取基站天線振子的傳輸信號。例如，將圖2中的端口 A 至端口 H的傳輸信號統(tǒng)一輸出給集成監(jiān)測設(shè)備102。
集成監(jiān)測設(shè)備102，用于將獲取到的基站天線振子的傳輸信號分別進(jìn)行檢波和模 數(shù)轉(zhuǎn)換，得到傳輸信號的直流信號的數(shù)字信號；確定設(shè)定時間長度內(nèi)數(shù)字信號的變化幅度， 并根據(jù)預(yù)先設(shè)置的變化幅度門限值，監(jiān)測基站天線振子是否正常，具體的，當(dāng)該變化幅度大 于預(yù)先設(shè)置的變化幅度門限值時，確定天線振子異常，否則，確定天線振子正常。
可以將射頻功率傳感器電路、射頻開關(guān)電路、微處理器電路、電源接口及通信接口 等集成后，得到上述集成監(jiān)測設(shè)備102。
較佳地，信號獲取單元101，可以包括與基站天線的某一級的每一功分電路相對應(yīng) 的射頻耦合器，其中，該功分電路的每一支路附近分別放置對應(yīng)的射頻耦合器。其中，上述 射頻耦合器設(shè)置于基站天線內(nèi)部。
例如信號獲取單元101，包括用于耦合基站每一末級功分電路的射頻耦合器；或 者，所述信號獲取單元101，包括用于耦合基站每一次末級功分電路的射頻耦合器。
較佳地，信號獲取單元101，也可以包括用于感應(yīng)每一個基站天線振子的傳輸信號 的磁環(huán)感應(yīng)器。其中，上述磁環(huán)感應(yīng)器放置在基站天線的外部。
本發(fā)明實施例中提供的集成監(jiān)測設(shè)備102在實際應(yīng)用中可以制作成單獨的產(chǎn)品，也可以和信號獲取單元101集成到同一產(chǎn)品中，在此不做限定。
本發(fā)明實施例提供的集成監(jiān)測設(shè)備102的一種結(jié)構(gòu)，如圖5所示，包括
對數(shù)檢波器201，用于接收基站天線振子的傳輸信號，并進(jìn)行檢波，輸出基站天線 振子的射頻信號的直流信號給模數(shù)轉(zhuǎn)換器202 ；
模數(shù)轉(zhuǎn)換器202，用于將基站天線振子的射頻信號的直流信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并 輸出給微控制器203 ；
微控制器203，用于確定設(shè)定時間長度內(nèi)所述數(shù)字信號的變化幅度，當(dāng)該變化幅度 大于預(yù)先設(shè)置的變化幅度門限值時，確定天線振子異常，否則，確定天線振子正常。
較佳地，上述集成監(jiān)測設(shè)備102還包括串口單元204，其中
微控制器203，還用于確定所述天線振子異常之后，生成與該天線振子相對應(yīng)的告 警信號，并輸出給串口單元204;
串口單元204，用于將告警信號轉(zhuǎn)換成串行信號后發(fā)送給控制平臺。
串口單元204，可以將該告警信號通過射頻電纜發(fā)送給控制平臺，或者，將該告警 信號通過無線的方式發(fā)送給控制平臺。
或者,在上述串口單元204與控制平臺之間,還包括嵌入單元205,其中；
串口單元204，還用于將告警信號轉(zhuǎn)換成串行信號后發(fā)送給嵌入單元205 ；
嵌入單元205，用于采用天線數(shù)據(jù)接口(AISG)協(xié)議將該串行信號嵌入基站天線振 子發(fā)射的射頻信號中，通過連接天線端口和基站的射頻電纜發(fā)送給控制平臺。
具體實施中，上述集成監(jiān)測設(shè)備102還包括供電單元206，用于向微控制器203提 供電源。
上述對數(shù)檢波器201，可以為MAX2015型號的對數(shù)檢波器；串口單元204可以為 RS485型號的串口單元。
另外，上述集成監(jiān)測設(shè)備102中，可以將上述模數(shù)轉(zhuǎn)換器202和微控制器203集成 到一個芯片上，例如，由LPC1751型號的芯片實現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換器202和微控制器203的功能。
圖6示出了本發(fā)明實施例提供的集成監(jiān)測設(shè)備102的另一種結(jié)構(gòu)，該集成監(jiān)測設(shè) 備包括至少一個控制單元，其中每一個控制單元可以控制天線陣中的一列振子，如圖7所/Jn ο
其中，每個控制單元具體的結(jié)構(gòu)如圖8所示，包括
切換開關(guān)，用于選擇基站天線振子的傳輸信號輸出給檢波器；
檢波器，用于接收切換開關(guān)輸出的基站天線振子的傳輸信號，并進(jìn)行檢波，輸出基 站天線振子的傳輸信號的直流信號給控制器；
控制器，用于將基站天線振子的傳輸信號的直流信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并確定設(shè) 定時間長度內(nèi)數(shù)字信號的變化幅度，當(dāng)該變化幅度大于預(yù)先設(shè)置的變化幅度門限值時，確 定天線振子異常，否則，確定天線振子正常。
較佳地，如圖6所示，集成監(jiān)測設(shè)備還包括與每一個控制單元相連的轉(zhuǎn)接器；
控制器，還用于當(dāng)確定天線振子異常之后，生成與該天線振子相對應(yīng)的告警信號， 并輸出給轉(zhuǎn)接器；
轉(zhuǎn)接器，用于將接收到的告警信號轉(zhuǎn)換成串行信號后發(fā)送給控制平臺。
較佳地，上述集成監(jiān)測設(shè)備，還包括嵌入單元，其中
轉(zhuǎn)接器，還用于將接收到的告警信號轉(zhuǎn)換成串行信號后發(fā)送給嵌入單元；
嵌入單元，用于采用AISG協(xié)議將該串行信號嵌入基站天線振子發(fā)射的射頻信號 中，通過連接天線端口和基站的射頻電纜發(fā)送給控制平臺。
其中，如圖9所示，轉(zhuǎn)接器主要用來實現(xiàn)從RS485到RS232的轉(zhuǎn)接，RS485具有較 小的傳輸損耗，便于實現(xiàn)長距離信號傳輸，RS232接口容易與PC相連接，便于實現(xiàn)控制。
其中，上述控制單元的具體電路圖如圖10所示，較佳地，控制單元中具有多個切 換開關(guān)，多個切換開關(guān)采用級聯(lián)形式銜接，切換開關(guān)的RFl和RF2管腳分別用于輸入不同基 站天線振子的傳輸信號，切換開關(guān)的RFC管腳用于向檢波器或向下一級切換開關(guān)輸出經(jīng)本 切換開關(guān)選擇的天線振子的傳輸信號。
檢波器可以為MAX2015型號的多級對數(shù)放大器，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖11所示，用來精 確地將O.1GHz至3GHz頻率范圍的傳輸信號功率轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的直流電壓。該對數(shù)放大器具 有出色的動態(tài)范圍和精密的溫度性能，包括自動增益控制(AGC)，發(fā)送器功率測量以及終端 設(shè)備中的接收信號強度指示(RSSI)等。該直流電壓直接經(jīng)控制單元(MCU)內(nèi)部的A/D轉(zhuǎn) 換成數(shù)字信息，與基準(zhǔn)值比較即可得知天線的工作狀況。
控制器的電路圖如圖12所示，其中，在控制器的內(nèi)部集成了 A/D轉(zhuǎn)換等，從電路設(shè) 計方面減少了很多外圍因素而引起的誤差，例如多個1C、電阻、電容的精度會影響系統(tǒng)的誤 差，從而提聞了系統(tǒng)精度。
圖13示出了本發(fā)明實施例提供的集成監(jiān)測設(shè)備102的另一種具體結(jié)構(gòu)，該集成監(jiān) 測設(shè)備包括切換開關(guān)、對數(shù)檢波器MAX2015、微控制器MCU(LPC1751)、RS485串口和電源轉(zhuǎn) 換電路。其中，電源轉(zhuǎn)換電路用于向?qū)?shù)檢波器MAX2015、微控制器MCU(LPC1751)和RS485 串口供電。切換開關(guān)可以選擇基站天線振子的傳輸信號輸出給對數(shù)檢波器MAX2015，例如， 可以周期性地選擇將圖2所示的檢測端口 A至D的信號，或圖2所示的檢測端口 E至H的 信號，輸出給對數(shù)檢波器MAX2015。當(dāng)然，該切換開關(guān)也可以不設(shè)置，直接將檢測端口 A至H 的信號全部輸入給對數(shù)檢波器。
該集成監(jiān)測設(shè)備采用LPC1751低功耗芯片，該芯片使用ARM Cortex_M3V2版本 32位RISC內(nèi)核，工作頻率為100MHz，內(nèi)置高速存儲器和高速12位分辨率的模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC)，工作在-40°C到105°C溫度范圍。電源轉(zhuǎn)換電路的供電電壓為2. OV至3. 6V。芯片 LPC1751內(nèi)部集成了射頻功率傳感器電路、射頻開關(guān)電路、微處理器電路、電源接口及通信 接口。其中的微處理器電路使用的控制軟件，可以準(zhǔn)確地測量端口 A至H的射頻信號變化 量，并輸出告警信號供通信設(shè)備監(jiān)控使用。
其中，可以設(shè)置多級的對數(shù)放大器MAX2015，例如，可以設(shè)置兩級對數(shù)放大器 MAX2015，一個對數(shù)放大器MAX2015用于對端口 A、端口 B、端口 C和端口 D輸出的信號進(jìn)行 檢波；另一個對數(shù)放大器MAX2015用于對端口 E、端口 F、端口 G和端口 H輸出的信號進(jìn)行檢波。
每一對數(shù)放大器MAX2015可以將O.1GHz至3GHz頻率范圍內(nèi)的功分電路的射頻信 號轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的直流信號。該對數(shù)放大器具有較大的動態(tài)范圍和精密的溫度性能。MAX2015 還可工作在控制器模式下，完成測量、比較和控制可變增益放大器的輸出功率，作為一個全 集成的自動增益控制(AGC)環(huán)的一部分。該對數(shù)放大器與基于二極管檢波器的控制器相 比，具有更寬的測量范圍和更高的精度，同時，在_40°C至+85°C的整個工作范圍內(nèi)具有優(yōu)異的溫度穩(wěn)定性。
本發(fā)明實施例中，圖2的右列天線下方的兩個振子中的一個或兩個振子全部損壞 無法正常工作時，饋電網(wǎng)絡(luò)阻抗匹配失效，由這兩個振子組成的功分電路上的射頻反射信 號將增強，提取的射頻反射信號的直流部分相應(yīng)也會增強，通過監(jiān)控直流信號強度的變化， 就可以得出振子是否工作異常的判斷。
通過A端口輸出的射頻信號，經(jīng)過檢波、整流及模數(shù)變換后，再通過有線(按照 Al SG協(xié)議通過天線端口的通信電纜)或無線的方式發(fā)送到控制平臺，通過控制平臺的顯示 裝置，可以監(jiān)控天線振子的工作狀態(tài)，實現(xiàn)遠(yuǎn)距離監(jiān)控。本發(fā)明實施例中，關(guān)于端口 B、端口 C、端口 D、端口 口 F、端口 G及端口 H，其測量和監(jiān)控原理與上述針對端口 A的原理一致。 從而，本發(fā)明實施例可以監(jiān)測每一端口對應(yīng)的天線振子的工作狀況。
由此可見，本發(fā)明實施例所提供的集成監(jiān)測設(shè)備，具有以下特點
體積小，既可集成在基站天線饋電網(wǎng)絡(luò)部分，又可外置于基站天線上，對已在網(wǎng)的 基站天線可實時監(jiān)控，無需改變天線內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并且可拆卸，便于對同款天線的測量；
測量精度高；
可對天線具體的功分電路的回波損耗(即駐波比)進(jìn)行在線測量，并輸出告警信 號;
使用方便。
綜上所述，本發(fā)明實施例提供的基站天線振子的監(jiān)測系統(tǒng)，由陣列天線功分電路 功分電路處設(shè)置的射頻耦合器耦合出射頻反射信號，或者由陣列天線外部的磁環(huán)感應(yīng)器感 應(yīng)出振子的射頻信號；將射頻耦合器輸出的耦合信號或磁環(huán)感應(yīng)器輸出的感應(yīng)信號連接到 對數(shù)檢波器及數(shù)模轉(zhuǎn)換器，輸出射頻信號對應(yīng)的直流信號；輸出的直流信號由微處理器監(jiān) 控，實時監(jiān)控其變化，從而反映陣列天線振子的射頻信號的變化；直流信號的明顯變化由微 處理器監(jiān)控得到，并連接到顯示裝置，由顯示裝置直接給出該狀態(tài)下的告警信號。
本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案，不僅限于應(yīng)用在2X4雙極化平面陣的監(jiān)測，還可 以應(yīng)用在所有包含兩個及兩個以上天線振子的陣列天線的監(jiān)測，包括TD-SCDMA智能天線、 LTE系統(tǒng)下的天線及其他基站天線等。
本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，原理簡單，構(gòu)成成本低廉，便于批 量生產(chǎn)。同時，本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案由于可以直接探測陣列天線振子的傳輸信號 異常，因此可以準(zhǔn)確判定因個別振子損壞引起的天線工作異常。而現(xiàn)有的基站駐波告警技 術(shù)方案，判斷能力有限，個別振子損壞，天線主端口駐波變化不大，因而不會給出告警信號， 但天線方向圖等參數(shù)會有明顯差異。
本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員應(yīng)明白，本發(fā)明的實施例可提供為方法、系統(tǒng)、或計算機程序 產(chǎn)品。因此，本發(fā)明可采用完全硬件實施例、完全軟件實施例、或結(jié)合軟件和硬件方面的實 施例的形式。而且，本發(fā)明可采用在一個或多個其中包含有計算機可用程序代碼的計算機 可用存儲介質(zhì)(包括但不限于磁盤存儲器和光學(xué)存儲器等)上實施的計算機程序產(chǎn)品的形 式。
本發(fā)明是參照根據(jù)本發(fā)明實施例的方法、設(shè)備(系統(tǒng))、和計算機程序產(chǎn)品的流程 圖和/或方框圖來描述的。應(yīng)理解可由計算機程序指令實現(xiàn)流程圖和/或方框圖中的每一 流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結(jié)合。可提供這些計算機程序指令到通用計算機、專用計算機、嵌入式處理機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理 器以產(chǎn)生一個機器，使得通過計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器執(zhí)行的指令產(chǎn)生 用于實現(xiàn)在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能 的系統(tǒng)。
這些計算機程序指令也可存儲在能引導(dǎo)計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備以設(shè) 定方式工作的計算機可讀存儲器中，使得存儲在該計算機可讀存儲器中的指令產(chǎn)生包括指 令系統(tǒng)的制造品，該指令系統(tǒng)實現(xiàn)在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或 多個方框中指定的功能。
這些計算機程序指令也可裝載到計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備上，使得在計 算機或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行一系列操作步驟以產(chǎn)生計算機實現(xiàn)的處理，從而在計算機或 其他可編程設(shè)備上執(zhí)行的指令提供用于實現(xiàn)在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖 一個方框或多個方框中指定的功能的步驟。
顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精 神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍 之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基站天線振子的監(jiān)測方法，其特征在于，包括將獲取到的基站天線振子的傳輸信號分別進(jìn)行檢波和模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到所述傳輸信號的直流信號的數(shù)字信號；確定設(shè)定時間長度內(nèi)所述數(shù)字信號的變化幅度值，當(dāng)該變化幅度值大于預(yù)先設(shè)置的變化幅度門限值時，確定所述天線振子異常，否則，確定所述天線振子正常。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，獲取所述基站天線振子的傳輸信號的具體方法，包括通過磁環(huán)感應(yīng)器感應(yīng)出基站天線振子的傳輸信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，當(dāng)確定所述天線振子異常之后，該方法還包括生成與所述天線振子相對應(yīng)的告警信號，并將該告警信號發(fā)送給控制平臺。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述將該告警信號發(fā)送給控制平臺，具體包括將該告警信號通過射頻電纜發(fā)送給控制平臺；或者采用天線數(shù)據(jù)接口 AISG協(xié)議將該告警信號嵌入基站天線振子發(fā)射的射頻信號中，通過連接天線端口和基站的射頻電纜發(fā)送給控制平臺；或者將該告警信號通過無線的方式發(fā)送給控制平臺。
5.一種基站天線振子的監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括信號獲取單元，用于獲取基站天線振子的傳輸信號；集成監(jiān)測設(shè)備，用于將獲取到的基站天線振子的傳輸信號分別進(jìn)行檢波和模數(shù)轉(zhuǎn)換， 得到所述傳輸信號的直流信號的數(shù)字信號；確定設(shè)定時間長度內(nèi)所述數(shù)字信號的變化幅度，當(dāng)該變化幅度大于預(yù)先設(shè)置的變化幅度門限值時，確定所述天線振子異常，否則，確定所述天線振子正常。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述信號獲取單元，包括用于感應(yīng)每一個基站天線振子的傳輸信號的磁環(huán)感應(yīng)器。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述集成監(jiān)測設(shè)備，包括對數(shù)檢波器，用于接收基站天線振子的傳輸信號，并進(jìn)行檢波，輸出基站天線振子的傳輸信號的直流信號給模數(shù)轉(zhuǎn)換器；模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于將基站天線振子的傳輸信號的直流信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并輸出給微控制器；微控制器，用于確定設(shè)定時間長度內(nèi)所述數(shù)字信號的變化幅度，當(dāng)該變化幅度大于預(yù)先設(shè)置的變化幅度門限值時，確定所述天線振子異常，否則，確定所述天線振子正常。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述集成監(jiān)測設(shè)備包括至少一個控制單元，其中，每一個控制單元具體包括切換開關(guān)，用于選擇基站天線振子的傳輸信號輸出給檢波器；檢波器，用于接收切換開關(guān)輸出的基站天線振子的傳輸信號，并進(jìn)行檢波，輸出基站天線振子的傳輸信號的直流信號給控制器；控制器，用于將基站天線振子的傳輸信號的直流信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并確定設(shè)定時間長度內(nèi)所述數(shù)字信號的變化幅度，當(dāng)該變化幅度大于預(yù)先設(shè)置的變化幅度門限值時，確定所述天線振子異常，否則，確定所述天線振子正常。
9.一種集成監(jiān)測設(shè)備，其特征在于，包括 對數(shù)檢波器，用于接收基站天線振子的傳輸信號，并進(jìn)行檢波，輸出基站天線振子的傳輸信號的直流信號給模數(shù)轉(zhuǎn)換器； 模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于將基站天線振子的傳輸信號的直流信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并輸出給微控制器； 微控制器，用于確定設(shè)定時間長度內(nèi)所述數(shù)字信號的變化幅度，當(dāng)該變化幅度大于預(yù)先設(shè)置的變化幅度門限值時，確定所述天線振子異常，否則，確定所述天線振子正常。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于，所述集成監(jiān)測設(shè)備還包括串口單元，其中 所述微控制器，還用于當(dāng)確定所述天線振子異常之后，生成與該天線振子相對應(yīng)的告警信號，并輸出給串口單元； 所述串口單元，用于將所述告警信號轉(zhuǎn)換成串行信號后發(fā)送給控制平臺。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其特征在于，所述集成監(jiān)測設(shè)備還包括嵌入單元，其中 所述串口單元，還用于將所述告警信號轉(zhuǎn)換成串行信號后發(fā)送給嵌入單元； 所述嵌入單元，用于采用天線數(shù)據(jù)接口 AISG協(xié)議將該串行信號嵌入基站天線振子發(fā)射的射頻信號中，通過連接天線端口和基站的射頻電纜發(fā)送給控制平臺。
12.—種集成監(jiān)測設(shè)備，其特征在于，包括至少一個控制單元，其中，每一個控制單元具體包括 切換開關(guān)，用于選擇基站天線振子的傳輸信號輸出給檢波器； 檢波器，用于接收切換開關(guān)輸出的基站天線振子的傳輸信號，并進(jìn)行檢波，輸出基站天線振子的傳輸信號的直流信號給控制器； 控制器，用于將基站天線振子的傳輸信號的直流信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并確定設(shè)定時間長度內(nèi)所述數(shù)字信號的變化幅度，當(dāng)該變化幅度大于預(yù)先設(shè)置的變化幅度門限值時，確定所述天線振子異常，否則，確定所述天線振子正常。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其特征在于，所述控制單元中具有多個切換開關(guān)，多個切換開關(guān)采用級聯(lián)形式銜接，切換開關(guān)的RFl和RF2管腳分別用于輸入不同基站天線振子的傳輸信號，切換開關(guān)的RFC管腳用于向所述檢波器或向下一級切換開關(guān)輸出經(jīng)本切換開關(guān)選擇的天線振子的傳輸信號。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其特征在于，所述集成監(jiān)測設(shè)備還包括與所述每一個控制單元相連的轉(zhuǎn)接器，其中； 所述控制器，還用于當(dāng)確定所述天線振子異常之后，生成與該天線振子相對應(yīng)的告警信號，并輸出給轉(zhuǎn)接器； 所述轉(zhuǎn)接器，用于將接收到的告警信號轉(zhuǎn)換成串行信號后發(fā)送給控制平臺。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其特征在于，所述集成監(jiān)測設(shè)備還包括嵌入單元 所述轉(zhuǎn)接器，還用于將接收到的告警信號轉(zhuǎn)換成串行信號后發(fā)送給嵌入單元； 所述嵌入單元，用于采用天線數(shù)據(jù)接口 AISG協(xié)議將該串行信號嵌入基站天線振子發(fā)射的射頻信號中，通過連接天線端口和基站的射頻電纜發(fā)送給控制平臺。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基站天線振子的監(jiān)測方法、系統(tǒng)及集成監(jiān)測設(shè)備，用以監(jiān)測基站天線振子是否異常。本發(fā)明提供的基站天線振子的監(jiān)測方法包括將獲取到的基站天線振子的傳輸信號分別進(jìn)行檢波和模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到該傳輸信號的直流信號的數(shù)字信號；確定設(shè)定時間長度內(nèi)數(shù)字信號的變化幅度，當(dāng)該變化幅度大于預(yù)先設(shè)置的變化幅度門限值時，確定天線振子異常，否則，確定天線振子正常。
文檔編號G01R31/00GK102998547SQ201110400049
公開日2013年3月27日 申請日期2011年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月8日
發(fā)明者高峰, 何繼偉, 朱文濤, 馬華興, 趙培 申請人:中國移動通信集團(tuán)設(shè)計院有限公司