專利名稱：自動測試天線隔離度的直放站及其測試方法
技術領域：
本發(fā)明涉及移動通信技術領域，更確切地說是涉及一種可以自動測試天線隔離度的無線傳輸直放站及其測試天線隔離度的方法。
背景技術：
移動通信的迅速發(fā)展，需要建立大量的基站進行覆蓋，但是無論何種無線通信的覆蓋區(qū)域都會產(chǎn)生弱信號區(qū)或盲區(qū)；另一方面，對于一些偏遠地區(qū)或用戶數(shù)不多的地區(qū)，架設基站成本較高，基礎設施也相當復雜。為解決此問題，一種成本較低、架設簡單、但具有小型基站功能的設備——直放站應運而生，并逐漸得到大規(guī)模的應用，目前直放站已經(jīng)成為解決盲區(qū)、邊遠山區(qū)移動通信的經(jīng)濟有效的手段。
直放站的基本功能就是一個射頻信號功率增強器。直放站在下行鏈路中，由施主天線在現(xiàn)有的覆蓋區(qū)域中拾取信號，通過帶通濾波器對帶通外的信號進行極好的隔離，將濾波的信號經(jīng)功放放大后再次發(fā)射到待覆蓋區(qū)域。在上行鏈路中，覆蓋區(qū)域內(nèi)的移動臺終端的信號以同樣的工作方式由上行放大鏈路處理后發(fā)射到相應基站，從而達到基站與終端之間的信號傳遞。直放站提供可用增益的一個嚴格制約因素是施主天線和重發(fā)天線之間的隔離度，即施主天線和重發(fā)天線任一有信號輸入時反映到另外一個天線信號輸出的信號衰減程度。為保證直放站系統(tǒng)正常工作，其施主天線與重發(fā)天線之間的隔離度必須大于直放站的下行增益和上行增益，如果隔離不夠，則容易引起鏈路振蕩，可能造成直放站不能正常工作，甚至導致對源基站的阻塞，所以施主天線與重發(fā)天線隔離度問題成為直放站工程安裝需要注意的首要問題。
現(xiàn)在常用的測試直放站天線隔離度的方法是依靠信號源和頻譜儀測試，如附圖中圖1所示，首先，在施主天線口側設有信號源，其輸入信號為Pin，在重發(fā)天線口通過頻譜儀接收到的信號為Pout；步驟二中，將頻譜儀置于施主天線側，測出信號源輸入信號為Pin時施主天線接收到的信號P，則天線隔離度的可以通過計算發(fā)射信號與接收信號之間的強度差為(Pout-Pin)-(P-Pin)，即天線隔離度為Pout-P。當然也可以將信號源設于重發(fā)天線側，利用相同的方法測試隔離度。上述方法盡管可以較為準確測試直放站的天線隔離度，但其需要在工程開工或維護時將測試儀表帶到工程現(xiàn)場，顯得十分不便；另一方面，頻譜儀屬于較為昂貴的測試儀器，采用上述方法從經(jīng)濟意義上講也不利于工程成本的降低。
為了解決上述問題，中國發(fā)明專利申請02115593.3提出了一種自動檢測隔離度的方法，如附2所示，其將信號源和頻譜分析儀集成為一個檢測模塊，將該獨立的檢測模塊內(nèi)置于直放站中，由該檢測模塊實現(xiàn)上述的信號源與頻譜分析儀的基本測試功能。上述專利申請可以實現(xiàn)自動檢測隔離度的目的，能夠使設備管理人員實時監(jiān)測直放站的天線隔離度。
上述專利申請中，從直放站主鏈路結構來看，它屬于寬帶直放站，其增加的用來實現(xiàn)天線隔離度測試的檢測模塊與其主鏈路相比要復雜得多，其中天線隔離度檢測模塊中的信號合成是通過頻率合成器完成的，天線隔離度檢測模塊中的功率檢測，也比較復雜。與主鏈路相比，天線檢測模塊占了相當大的分量，工程實際應用上的代價太大。
因此，本發(fā)明的直放站天線隔離度的測試方法是針對自身的特點對直放站天線隔離度的測試方法及裝置加以改進，以克服現(xiàn)有技術的不足。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于在設計直放站時增加簡易的輔助電路及控制電路，從而合理、便捷地測試直放站施主天線與重發(fā)天線之間的隔離度。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明技術方案是這樣的本發(fā)明自動測試天線隔離度的直放站包括施主天線、重發(fā)天線及連接施主天線與重發(fā)天線的主鏈路，在主鏈路上設有用來測試施主天線與重發(fā)天線隔離度的輔助電路，該輔助電路包括由射頻開關與可編程晶體電路組成的信號合成電路和由射頻開關、功率檢測電路及模數(shù)轉換器組成的信號檢測電路。
根據(jù)本發(fā)明直放站在測試天線隔離度時，由信號合成電路提供中頻信號，該中頻信號由下行(或上行)主鏈路一側的混頻器變頻成RF發(fā)射信號通過天線發(fā)射出去，而上行(或下行)主鏈路另一側的天線接收到上述發(fā)射信號，此接收信號經(jīng)上行(或下行)主鏈路傳至信號檢測電路，檢測到的功率電平經(jīng)模數(shù)轉換器轉換，由控制電路控制顯示在天線隔離度結果，完成天線隔離度的測試。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明提供在直放站設計時增加用來提供信號合成與信號檢測的輔助電路，不但合理、便捷地達到測試直放站天線隔離度的目的；另一方面，由于增加的信號合成與信號檢測電路充分利用了直放站主鏈路中本身存在的部分電路，大大降低了設備成本，更具備工程上實際應用的價值。

圖1是一種現(xiàn)有直放站的天線隔離度測試方法示意圖；圖2是另一現(xiàn)有的直放站天線隔離度測試裝置示意圖；圖3A是一般的直放站下行鏈路設計框圖；圖3B是一般的直放站上行鏈路設計框圖；圖4A是本發(fā)明直放站的下行鏈路一種設計框圖；圖4B是本發(fā)明直放站的上行鏈路一種設計框圖；圖5A是本發(fā)明直放站的下行鏈路另一設計框圖；圖5B是本發(fā)明直放站的上行鏈路另一設計框圖；具體實施方式
本發(fā)明主要用在同頻直放站的工程安裝或維護時施主天線與重發(fā)天線間的隔離度的測試，通過在直放站電路設計時增加簡單的輔助電路及相應的控制電路，完成隔離度測試時的相關控制與處理，從而提供一種合理的、便捷的測試直放站天線隔離度的方法。
請參閱圖3A所示，其給出了一般的直放站下行鏈路工作原理框圖。直放站通過施主天線10接收基站信號，經(jīng)雙工器12將信號送入下行鏈路。下行信號經(jīng)過雙工器12預選濾波后，由低噪聲放大器(LNA)14進行第一級RF放大，濾波器16進行第一級RF濾波(即鏡像濾波)，此后送至混頻器18與Tx頻率合成器46產(chǎn)生的本振信號LO混頻為中頻信號，該中頻信號經(jīng)濾波器20進行第一級中頻濾波，放大器22進行第一級中頻放大，濾波器24進行第二級中頻濾波，放大器26進行第二級中頻放大，此后再送至混頻器28與Tx頻率合成器46產(chǎn)生的本振信號LO混頻為射頻信號，該射頻信號經(jīng)濾波器30進行第二級RF濾波，放大器32進行第二級RF放大(即驅(qū)動放大)后，由功率放大器(PA)34放大到一定的發(fā)射功率，經(jīng)雙工器36送至重發(fā)天線40，向覆蓋區(qū)輻射。其中，各有源器件的電源由供電電路42提供，所涉及的相關控制和顯示由液晶顯示器(LCD)+控制電路44完成。
圖3B提供了同頻直放站上行鏈路設計框圖，重發(fā)天線40接收到移動終端的上行信號以后，該信號送入上行鏈路且其在上行鏈路的處理方式與前述下行鏈路基本相同，只是工作頻帶不同而已，此處不再詳細描述。
本發(fā)明通過直放站中增加輔助電路來實現(xiàn)自動測試施主天線10與重發(fā)天線40間的隔離度，請分別參閱圖4A與圖4B。增加的輔助電路分別用來產(chǎn)生天線隔離度測試時的信號合成與信號檢測的目的，包括輔助電路A與輔助電路B，其中輔助電路A由可編程晶體源電路52和單刀雙擲射頻開關(SPDT)50組成，可編程晶體源52產(chǎn)生的低頻率信號(中頻信號)利用主鏈路的混頻器28通過上變頻產(chǎn)生適于重發(fā)天線40發(fā)射的射頻(RF)信號(容后詳述)；輔助電路B同樣設有與輔助電路A相同的單刀雙擲射頻開關60，此外，其包括有功率檢測電路62和模數(shù)轉換(ADC)電路64組成。
增加了輔助電路A和輔助電路B后，在測試施主天線10與重發(fā)天線40間的隔離度時，下行鏈路中輔助電路A中的單刀雙擲射頻開關50將射頻工作鏈路切換到可編程晶體源電路52一側(即將下行主鏈路斷開)，使其產(chǎn)生的中頻源信號經(jīng)開關后端的電路，即由放大器26經(jīng)混頻器28上變頻，最后通過重發(fā)天線40發(fā)射出去；上行鏈路中輔助電路B中的單刀雙擲射頻開關60將射頻工作鏈路切換到功率檢測電路62一側(即將上行主鏈路斷開)，開關前端電路經(jīng)混頻器18下變頻處理后的重發(fā)天線40的發(fā)射信號由施主天線10接收，最后送入功率檢測電路62，功率檢測后的結果通過模數(shù)轉換器(ADC)64轉換成數(shù)字信號，該數(shù)字信號通過相應的控制電路模塊44顯示在液晶顯示器(LCD)上。
以上描述了本發(fā)明直放站增加了輔助電路A、B后測試天線隔離度的原理，為了操作上的方便，在直放站控制電路設計時，利用上述原理通常會輔以相應的控制接口電路，以完成隔離度測試時的相關控制和處理；此外，在編寫直放站操作維護控制軟件時，可將與隔離度測試相關的控制歸并在一起，在直放站的控制菜單中獨立成一個子菜單，例如可以稱之為隔離度工程模式，以便于工程現(xiàn)場的具體操作。
下面結合一個具體實施例，詳細說明本發(fā)明直放站天線隔離度的測試方法。
1.出廠調(diào)試，根據(jù)本發(fā)明增加了輔助電路后的直放站在出廠前按如下步驟先行調(diào)試步驟M，通過直放站的控制電路將射頻開關50切換到可編程晶體源電路52一側，即將下行主鏈路斷開，使射頻開關后端的電路將可編程晶體源52產(chǎn)生的中頻信號經(jīng)混頻器28上變頻成RF發(fā)射信號，通過調(diào)節(jié)使其輸出功率達到直放站的額定輸出功率；步驟N，作功率檢測等級轉換表(即AD表)。在上行鏈路的重發(fā)天線40輸入口加入一個輸入信號(-40～-100dBm)，通過直放站的控制電路將射頻開關60切換到功率檢測電路62一側，輸入信號每增加1dB，控制電路控制AD采樣一次，最后做成一張61個等級一一對應的功率檢測AD表，再根據(jù)直放站下行鏈路的額定輸出功率計算出施主天線10與重發(fā)天線40之間隔離度，通過與控制電路44相連的液晶顯示器(LCD)直觀的顯示出來。
例如，一臺額定輸出功率為40dBm的同頻直放站，如果加入的信號為-60dBm，則此時對應的隔離度為40dBm-(-60dBm)＝100dB，于是在LCD可以直接顯示隔離度為100dB。
2工程應用，工程人員可通過操作直放站的隔離度工程模式控制菜單，完成隔離度的測試，在液晶顯示器(LCD)中讀取到施主天線10與重發(fā)天線40之間的隔離度，具體方法如下步驟O，信號合成。利用直放站的控制電路將直放站的工作狀態(tài)切換到隔離度工程模式，下行鏈路的射頻開關50切換到可編程晶體源電路52一側，將上行鏈路的射頻開關60切換到功率檢測電路62一側，使下行鏈路的射頻開關50后端的電路將可編程晶體源52產(chǎn)生的中頻信號經(jīng)過混頻器28上變頻成RF發(fā)射信號，由重發(fā)天線40發(fā)射出去；步驟P，功率檢測。由于空間的耦合，施主天線10一側會接收到上述步驟O中重發(fā)天線40發(fā)出的信號，上行鏈路射頻開關60前端的電路再將施主天線10接收到的信號放大、變頻、放大，送至功率檢測電路62進行檢測；步驟Q，結果顯示。步驟P中功率檢測電路62檢測到的功率電平通過模數(shù)轉換器64(AD)采樣，AD采樣得到的值與出廠調(diào)試中步驟N得到的AD表從最大等級到最小等級依次進行比較，直到相等或相近為止，此時液晶顯示器(LCD)中可以讀取到施主天線10與重發(fā)天線40之間的隔離度數(shù)值，從而完成天線隔離度的測試。
在上述實施例中，施主天線10與重發(fā)天線40間隔離度的測試通過在直放站的下行鏈路中設計輔助電路A(圖4A)與上行鏈路中增加輔助電路B(圖4B)完成的，此種設計的目的在于避免隔離度測試時對主設備形成干擾，因為此時將重發(fā)天線40作為隔離度測試時的發(fā)射天線，其面向的區(qū)域則為需要覆蓋的盲區(qū)；另外，下行功放的功率要比上行功放功率大，輔助電路A設計在下行鏈路中時，可以獲得更高的隔離度測試的發(fā)射功率。但是，本領域的技術人員參考上述原理可以顯然得知，輔助電路A也可以設計在上行鏈路中，輔助電路B相應地設于下行鏈路中，此時基于相同的原理亦可以完成直放站施主天線10與重發(fā)天線40間的隔離度測試，電路設計框圖請參閱圖5A與圖5B所示。
與前述實施例采用同樣的原理，隔離度測試時，如圖5A所示，上行鏈路中輔助電路A中的單刀雙擲射頻開關50將射頻工作鏈路切換到可編程晶體源電路52一側(即將上行主鏈路斷開)，使其產(chǎn)生的中頻源信號由開關后端的電路上變頻通過施主天線10發(fā)射出去；在圖5B中，下行鏈路中輔助電路B中的單刀雙擲射頻開關60將射頻工作鏈路切換到功率檢測電路62一側(即將下行主鏈路斷開)，開關前端電路下變頻處理后的施主天線10的發(fā)射信號由重發(fā)天線40接收到，最后進行功率檢測電路62、通過模數(shù)轉換器64后轉換成數(shù)字信號，再經(jīng)控制電路44后將結果顯示在液晶顯示器(LCD)上。
應該注意的是，雖然通過上述具體實施方式
描繪了發(fā)明，本領域普通技術人員知道，本發(fā)明有許多變形或變化而不脫離本發(fā)明的精神，任何依據(jù)發(fā)明的精神、實質(zhì)所做的變形或變化均應包含在后附的權利要求之中。
權利要求
1.一種自動測試天線隔離度的直放站，包括施主天線、重發(fā)天線及連接施主天線與重發(fā)天線的主鏈路，其特征在于所述主鏈路上設有用來測試施主天線與重發(fā)天線隔離度的輔助電路，該輔助電路包括信號合成電路與信號檢測電路。
2.如權利要求1所述的自動測試天線隔離度的直放站，其特征在于所述主鏈路包括施主天線接收基站的無線信號后下行傳至重發(fā)天線側發(fā)射的下行鏈路以及重發(fā)天線接收的終端信號上行傳至施主天線側的上行鏈路，所述的信號合成電路設于上述下行鏈路上，信號檢測電路則設于上行鏈路上。
3.如權利要求1所述的自動測試天線隔離度的直放站，其特征在于所述的直放站的主鏈路包括施主天線接收基站的無線信號后下行傳至重發(fā)天線側發(fā)射的下行鏈路以及重發(fā)天線接收的終端信號上行傳至施主天線側的上行鏈路，所述的信號合成電路設于上述上行鏈路上，信號檢測電路則設于下行鏈路上。
4.如權利要求2或3所述的自動測試天線隔離度的直放站，其特征在于所述的信號合成電路包括射頻開關與可編程晶體電路。
5.如權利要求2或3所述的自動測試天線隔離度的直放站，其特征在于所述的信號檢測電路包括射頻開關、功率檢測電路與模數(shù)轉換器。
6.如權利要求1至3之一所述的自動測試天線隔離度的直放站，其特征在于所述的直放站的主鏈路上設有控制接口電路，其與及所述的信號合成電路及信號檢測電路相連。
7.根據(jù)權利要求1所述的直放站測試天線隔離度的方法，其特征在于該方法包括如下步驟步驟O，所述的信號合成電路提供中頻信號，該中頻信號經(jīng)所述的主鏈路由主鏈路一側的天線發(fā)射出去；步驟P，步驟O中發(fā)射的信號由主鏈路另一側的天線接收后，接收的信號經(jīng)主鏈路傳至信號檢測電路；步驟Q，信號檢測電路的檢測結果經(jīng)控制電路處理，完成天線隔離度的測試。
8.如權利要求7所述的測試天線隔離度的方法，其特征在于所述的信號合成電路包括射頻開關和可編程晶體源電路，所述的信號檢測電路包括射頻開關、功率檢測電路與模數(shù)轉換器。
9.如權利要求8所述的測試天線隔離度的方法，其特征在于所述的步驟O中，信號合成電路中的射頻開關切換到信號合成電路一側，主鏈路中射頻開關后端的電路將可編程晶體電路產(chǎn)生的中頻信號經(jīng)過主鏈路變頻成發(fā)射信號由主鏈路一側的天線發(fā)射出去。
10.如權利要求9所述的測試天線隔離度的方法，其特征在于所述的步驟P中，由于空間的耦合，主鏈路另一側的天線接收到所述步驟O中的發(fā)射信號，該信號經(jīng)主鏈路后，由信號檢測電路中的射頻開關切換送至功率檢測電路進行檢測。
11.如權利要求10所述的測試天線隔離度的方法，其特征在于所述的測試方法進一步包括直放站的調(diào)試步驟，該調(diào)試步驟包括步驟M，信號合成電路的射頻開關切換到可編程晶體電路一側，可編程晶體電路產(chǎn)生的中頻信號經(jīng)主鏈路變頻為發(fā)射信號，通過調(diào)節(jié)使其輸出功率達到直放站的額定輸出功率；步驟N，作功率檢測等級轉換表(AD)，在主鏈路另一側的天線口加入一個輸入信號，信號檢測電路的射頻開關切換到功率檢測電路一側，輸入信號每增加1個單位，控制電路控制AD采樣一次，完成功率檢測AD表。
12.如權利要求11所述的測試天線隔離度的方法，其特征在于所述的步驟Q包括步驟P中的功率檢測電路檢測到的功率電平通過模數(shù)轉換器采樣，AD采樣得到的值與出廠調(diào)試中步驟N得到的AD表從最大等級到最小等級依次進行比較，直到相等或相近為止，從而得到天線隔離度數(shù)值。
全文摘要
本發(fā)明公開一種自動測試天線隔離度的直放站及其測試方法。該直放站包括施主天線、重發(fā)天線及連接施主天線與重發(fā)天線的主鏈路，主鏈路上設有用來測試天線隔離度的輔助電路，其包括由射頻開關與可編程晶體電路組成的信號合成電路和由射頻開關、功率檢測電路及模數(shù)轉換器組成的信號檢測電路。隔離度測試時，由信號合成電路提供中頻信號，該中頻信號由下行(或上行)主鏈路一側的混頻器變頻成RF發(fā)射信號通過天線發(fā)射出去，而上行(或下行)主鏈路另一側的天線接收到上述發(fā)射信號，此接收信號經(jīng)上行(或下行)主鏈路傳至信號檢測電路，檢測到的功率電平經(jīng)模數(shù)轉換器轉換，完成隔離度的測試。本發(fā)明通過增加簡單的輔助電路，便捷地測試天線之間的隔離度。
文檔編號H04B7/14GK1691542SQ20041003404
公開日2005年11月2日 申請日期2004年4月23日 優(yōu)先權日2004年4月23日
發(fā)明者林代娟, 張智海 申請人:大唐移動通信設備有限公司, 上海大唐移動通信設備有限公司