專利名稱：一種基站功率發(fā)射通道傳輸信號的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及蜂窩移動通信系統(tǒng)中基站的信號處理技術(shù)，具體涉及一種基站功率發(fā)射通道傳輸信號的方法和裝置。
背景技術(shù)：
目前，蜂窩移動通信系統(tǒng)中的基站在很多情況下是分扇區(qū)發(fā)射和接收信號的，一般一個基站的覆蓋范圍可以分為3扇區(qū)或6扇區(qū)等，其中大多數(shù)的情況是一個基站的覆蓋范圍是3扇區(qū)。并且，基站的發(fā)射通道中都配置功率放大器對發(fā)射信號進(jìn)行功率放大。
目前，基站信號發(fā)射通道對信號進(jìn)行功率放大大致有兩種方式。第一種方式是每個扇區(qū)的數(shù)字信號在發(fā)射通道的前端經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換或數(shù)字信號上變頻等處理后成為模擬信號，接著，所有扇區(qū)的模擬信號都進(jìn)入基站功率發(fā)射通道。其中，每個扇區(qū)的模擬信號各自通過一個模擬信號功率放大器進(jìn)行放大，經(jīng)功率放大后的模擬信號從功率發(fā)射通道中輸出，進(jìn)而進(jìn)行后續(xù)的其它操作，并最終由天線發(fā)射出去。第二種方式是所有扇區(qū)的數(shù)字信號直接進(jìn)入基站功率發(fā)射通道。其中，每個扇區(qū)的數(shù)字信號各自直接進(jìn)入一個數(shù)字信號功率放大器進(jìn)行功率放大，同時，數(shù)字信號在數(shù)字信號功率放大器中經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換或數(shù)字信號上變頻等處理后成為模擬信號，所得模擬信號再進(jìn)行后續(xù)的其它操作，并最終由天線發(fā)射出去。
由以上所述可知，功率發(fā)射通道是信號發(fā)射通道的一個組成部分，也可以認(rèn)為，功率發(fā)射通道是整個信號發(fā)射通道中對信號進(jìn)行處理的一個中間環(huán)節(jié)。以所述的基站信號發(fā)射通道發(fā)射信號的第一種方式為例，當(dāng)各扇區(qū)信號到達(dá)功率發(fā)射通道并進(jìn)入其中時，所有信號已經(jīng)在信號發(fā)射通道的前端從數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成了模擬信號，所以，輸入功率發(fā)射通道的信號是模擬信號；功率發(fā)射通道中處理的信號也是模擬信號；功率發(fā)射通道最終輸出的信號仍然是模擬信號。下面，就對所述第一種方式的功率發(fā)射通道進(jìn)行描述。
第一種方式中使用最普遍的3扇區(qū)功率發(fā)射通道可以簡化如圖1所示。其中，要發(fā)給扇區(qū)1的模擬信號進(jìn)入功率發(fā)射通道100中的模擬信號功率放大器101進(jìn)行功率放大，完成功率放大后的模擬信號再由模擬信號功率放大器101輸出功率發(fā)射通道100；要發(fā)給扇區(qū)2的模擬信號進(jìn)入功率發(fā)射通道100中的模擬信號功率放大器102進(jìn)行功率放大，完成功率放大后的模擬信號再由模擬信號功率放大器102輸出功率發(fā)射通道100；要發(fā)給扇區(qū)3的模擬信號進(jìn)入功率發(fā)射通道100中的模擬信號功率放大器103進(jìn)行功率放大，完成功率放大后的模擬信號再由模擬信號功率放大器103輸出功率發(fā)射通道100。
這種功率發(fā)射通道雖然能通過模擬信號功率放大器對發(fā)射信號進(jìn)行放大，但同時也有嚴(yán)重的缺陷。如果在使用時一個模擬信號功率放大器損壞或通道其它部位故障，則可能造成一個扇區(qū)的發(fā)射信號中斷，這嚴(yán)重影響了整個基站系統(tǒng)的可靠性；當(dāng)各個扇區(qū)發(fā)射信號的功率不平衡時，模擬信號功率放大器的使用效率也隨其而失衡，這時某個模擬信號功率放大器的使用效率可能很低，導(dǎo)致系統(tǒng)資源的浪費；同時，因為各個模擬信號功率放大器的使用效率不平衡，所以在配置模擬信號功率放大器時，每個模擬信號功率放大器都要按照最大功耗設(shè)計，這使得模擬信號功率放大器的成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種基站功率發(fā)射通道傳輸信號的方法和裝置，使功率發(fā)射通道中的各模擬信號功率放大器的工作負(fù)荷得以平衡，并且當(dāng)一個模擬信號功率放大器損壞或通道其它部位發(fā)生故障時，不會造成扇區(qū)發(fā)射信號的中斷，從而使整個基站系統(tǒng)的可靠性得到明顯提高。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種基站功率發(fā)射通道，使各扇區(qū)發(fā)射信號分別按功率平分到每一個模擬信號功率放大器中放大，最后只由特定輸出口分別輸出將要發(fā)給不同扇區(qū)的模擬信號。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的本發(fā)明公開了一種基站功率發(fā)射通道傳輸信號的方法，該方法包括以下步驟a.將N個扇區(qū)的N路原模擬信號進(jìn)行分離及混合處理，輸出N路或N路以上模擬信號；b.對步驟a輸出的N路或N路以上模擬信號分別進(jìn)行功率放大；c.將功率放大后的N路或N路以上模擬信號進(jìn)行分離及混合處理，輸出N路原模擬信號。
當(dāng)有三個扇區(qū)的輸入信號時，步驟a所述的分離及混合處理的過程包括a1.將第一扇區(qū)和第二扇區(qū)的原模擬信號輸入第一3dB電橋進(jìn)行分路和整合，再將形成的兩路信號中的一路輸入第二3dB電橋，另一路輸入1.76dB電橋；將第三扇區(qū)的原模擬信號輸入1.76dB電橋；a2.步驟a1中輸入1.76dB電橋的兩路信號被該電橋分路及整合后，形成兩路信號，其中一路移相負(fù)30度后輸出到模擬信號功率放大器中，作為第一輸出信號；另一路輸入第二3dB電橋；a3.步驟a1、a2中被輸入第二3dB電橋的兩路信號被該電橋分路及整合后，形成兩路信號，其中一路移相30度后輸出到模擬信號功率放大器中，作為第二輸出信號；另一路直接輸出到模擬信號功率放大器中，作為第三輸出信號。
當(dāng)有三個扇區(qū)的輸入信號時，步驟b所述的分別進(jìn)行功率放大的過程包括對第一輸出信號進(jìn)行功率放大，放大后的信號作為第一輸入信號；對第二輸出信號進(jìn)行功率放大，放大后的信號作為第二輸入信號；對第三輸出信號進(jìn)行功率放大，放大后的信號作為第三輸入信號。
當(dāng)有三個扇區(qū)的輸入信號時，步驟c所述的分離及混合處理的過程包括c1.將第一輸入信號輸入第一3dB電橋，將第二輸入信號移相30度后也輸入第一3dB電橋，所述兩路輸入信號在該電橋中被分路及整合后，形成兩路信號，其中一路輸入第二3dB電橋，另一路輸入1.76dB電橋；將第三輸入信號移相負(fù)30度后輸入1.76dB電橋；c2.步驟c1中輸入1.76dB電橋的兩路信號被該電橋分路及整合后，形成一路原模擬信號和另一路信號，輸出其中一路原模擬信號；將另一路信號輸入第二3dB電橋；c3.步驟c1、c2中被輸入第二3dB電橋的兩路信號被該電橋分路及整合后，形成兩路原模擬信號，將兩路原模擬信號分別輸出。
當(dāng)有三個扇區(qū)的輸入信號或有四個扇區(qū)的輸入信號時，步驟a所述的分離及混合處理的過程包括a1.將第一扇區(qū)和第二扇區(qū)的原模擬信號輸入第一3dB電橋進(jìn)行分路和整合，形成兩路信號，其中一路輸入第三3dB電橋，另一路輸入第四3dB電橋；將第三扇區(qū)的原模擬信號和第四扇區(qū)原模擬信號或匹配負(fù)載模擬信號輸入第二3dB電橋進(jìn)行分路和整合，形成兩路信號，其中一路輸入第三3dB電橋，另一路輸入第四3dB電橋；a2.步驟a1中輸入第三3dB電橋的兩路信號被該電橋分路及整合后，形成兩路信號，將此兩路信號分別輸出到模擬信號功率放大器中，其中一路作為第一輸出信號，另一路作為第二輸出信號；步驟a1中輸入第四3dB電橋的兩路信號被該電橋分路及整合后，形成兩路信號，將此兩路信號分別輸出到模擬信號功率放大器中，其中一路作為第三輸出信號，另一路作為第四輸出信號。
當(dāng)有三個扇區(qū)的輸入信號或有四個扇區(qū)的輸入信號時，步驟b所述的分別進(jìn)行功率放大的過程包括對第一輸出信號進(jìn)行功率放大，放大后的信號作為第一輸入信號；對第二輸出信號進(jìn)行功率放大，放大后的信號作為第二輸入信號；對第三輸出信號進(jìn)行功率放大，放大后的信號作為第三輸入信號；
對第四輸出信號進(jìn)行功率放大，放大后的信號作為第四輸入信號。
當(dāng)有三個扇區(qū)的輸入信號或有四個扇區(qū)的輸入信號時，步驟c所述的分離及混合處理的過程包括c1.將第一輸入信號和第二輸入信號輸入第一3dB電橋進(jìn)行分路和整合，形成兩路信號，其中一路輸入第三3dB電橋，另一路輸入第四3dB電橋；將第三輸入信號和第四輸入信號輸入第二3dB電橋進(jìn)行分路和整合，形成兩路信號，其中一路輸入第三3dB電橋，另一路輸入第四3dB電橋；c2.步驟c1中輸入第三3dB電橋的兩路信號被該電橋分路及整合后，形成一路原模擬信號和另一路原模擬信號或匹配負(fù)載模擬信號，輸出其中一路原模擬信號，將另一路原模擬信號或匹配負(fù)載模擬信號輸出或發(fā)送給對應(yīng)的匹配負(fù)載；步驟c1中輸入第四3dB電橋的兩路信號被該電橋分路及整合后，形成兩路原模擬信號，分別輸出兩路原模擬信號。
本發(fā)明還公開了一種基站功率發(fā)射通道傳輸信號的裝置，該裝置包括第一混合電橋矩陣，與N個或N個以上模擬信號功率放大器相連，用于對N個扇區(qū)的原模擬信號進(jìn)行分離及混合處理，并將處理所得N路或N路以上模擬信號輸入N個或N個以上模擬信號功率放大器；N個或N個以上模擬信號功率放大器，對第一混合電橋矩陣輸出的處理所得模擬信號進(jìn)行功率放大，并將功率放大后的模擬信號輸入第二混合電橋矩陣；第二混合電橋矩陣，與N個或N個以上模擬信號功率放大器相連，對經(jīng)所述模擬信號功率放大器放大后所得的模擬信號進(jìn)行分離及混合處理，得到N路原模擬信號，將N路原模擬信號分別輸出。
當(dāng)有三個扇區(qū)的輸入信號時，該裝置包括第一混合電橋矩陣，與三個模擬信號功率放大器相連，用于對三個扇區(qū)的原模擬信號進(jìn)行分離及混合處理，并將處理所得模擬信號分別輸入三個模擬信號功率放大器；第一模擬信號功率放大器、第二模擬信號功率放大器和第三模擬信號功率放大器，對第一混合電橋矩陣輸出的處理所得模擬信號進(jìn)行功率放大，并將功率放大后的模擬信號輸入第二混合電橋矩陣；第二混合電橋矩陣，與三個模擬信號功率放大器相連，對經(jīng)所述模擬信號功率放大器放大后所得的模擬信號進(jìn)行分離及混合處理，得到三路原模擬信號，將三路原模擬信號分別輸出。
所述的第一混合電橋矩陣包括第一3dB電橋、第二3dB電橋和1.76dB電橋；其中，1.76dB電橋的一個輸入端口與第一3dB電橋的一個輸出端口相連，第一3dB電橋的另一個輸出端口與第二3dB電橋的一個輸入端口相連，第二3dB電橋的另一個輸入端口與1.76dB電橋的一個輸出端口相連，1.76dB電橋的另一個輸出端口與模擬信號負(fù)30度移相裝置相連；第二3dB電橋的一個輸出端口與模擬信號30度移相裝置相連，另一個輸出端口與所述的第一模擬信號功率放大器相連；模擬信號30度移相裝置，其輸入端口與第二3dB電橋的一個輸出端口相連，輸出端口與所述的第二模擬信號功率放大器相連，用于將第二3dB電橋向其輸出的信號移相30度，并將移相后的模擬信號輸入第二模擬信號功率放大器；模擬信號負(fù)30度移相裝置，其輸入端口與1.76dB電橋的一個輸出端口相連，輸出端口與所述的第三模擬信號功率放大器相連，用于將1.76dB電橋向其輸出的信號移相負(fù)30度，并將移相后的模擬信號輸入第三模擬信號功率放大器。
所述的第二混合電橋矩陣包括第一3dB電橋、第二3dB電橋和1.76dB電橋；其中，第一3dB電橋的一個輸入端口與所述的第三模擬信號功率放大器的輸出端口相連，第一3dB電橋的另一個輸入端口與模擬信號30度移相裝置的輸出端口相連，1.76dB電橋的一個輸入端口與模擬信號負(fù)30度移相裝置的輸出端口相連，1.76dB電橋的另一個輸入端口與第一3dB電橋的一個輸出端口相連，第一3dB電橋的另一個輸出端口與第二3dB電橋的一個輸入端口相連，第二3dB電橋的另一個輸入端口與1.76dB電橋的一個輸出端口相連；模擬信號30度移相裝置，其輸入端口與所述的第二模擬信號功率放大器相連，輸出端口與第一3dB電橋的一個輸入端口相連，用于將第二模擬信號功率放大器向其輸出的信號移相30度，并將移相后的模擬信號輸入第一3dB電橋；模擬信號負(fù)30度移相裝置，其輸入端口與所述的第一模擬信號功率放大器相連，輸出端口與1.76dB電橋的一個輸入端口相連，用于將第一模擬信號功率放大器向其輸出的信號移相負(fù)30度，并將移相后的模擬信號輸入1.76dB電橋。
所述的模擬信號30度移相裝置可以是模擬信號30度移相器；所述的模擬信號負(fù)30度移相裝置可以是模擬信號負(fù)30度移相器。
所述的模擬信號30度移相裝置可以是30度信號傳輸線；所述的模擬信號負(fù)30度移相裝置可以是負(fù)30度信號傳輸線。
當(dāng)有三個扇區(qū)的輸入信號時，該裝置包括兩個匹配負(fù)載，用于吸收其連接端口的輸出功率；其中一個匹配負(fù)載一端接地，另一端將匹配負(fù)載模擬信號發(fā)送給第一混合電橋矩陣的一個輸入端口；另一個匹配負(fù)載的一端接收第二混合電橋矩陣的一個輸出端口輸出的匹配負(fù)載模擬信號，另一端接地；第一混合電橋矩陣，與四個模擬信號功率放大器相連，用于對三個扇區(qū)的原模擬信號和匹配負(fù)載模擬信號進(jìn)行分離及混合處理，并將處理所得模擬信號分別輸入四個模擬信號功率放大器；第一模擬信號功率放大器、第二模擬信號功率放大器、第三模擬信號功率放大器和第四模擬信號功率放大器，對第一混合電橋矩陣輸出的處理所得模擬信號進(jìn)行功率放大，并將功率放大后所得的模擬信號輸入第二混合電橋矩陣；第二混合電橋矩陣，與四個模擬信號功率放大器相連，對經(jīng)所述模擬信號功率放大器放大后所得的模擬信號進(jìn)行分離及混合處理，得到三路原模擬信號和匹配負(fù)載模擬信號，將三路原模擬信號分別輸出。
所述的第一混合電橋矩陣包括第一3dB電橋、第二3dB電橋、第三3dB電橋和第四3dB電橋；其中，第二3dB電橋的一個輸入端口與所述的兩個匹配負(fù)載中的一個相連；第一3dB電橋的一個輸出端口與第三3dB電橋的一個輸入端口相連，第三3dB電橋的另一個輸入端口與第二3dB電橋一個輸出端口相連，第二3dB電橋的另一個輸出端口與第四3dB電橋的一個輸入端口相連，第四3dB電橋的另一個輸入端口與第一3dB電橋的另一個輸出端口相連；第三3dB電橋的一個輸出端口與所述的第一模擬信號功率放大器相連，第三3dB電橋的另一個輸出端口與所述的第二模擬信號功率放大器相連，第四3dB電橋的一個輸出端口與所述的第三模擬信號功率放大器相連，第四3dB電橋的另一個輸出端口與所述的第四模擬信號功率放大器相連。
所述的第二混合電橋矩陣包括第一3dB電橋、第二3dB電橋、第三3dB電橋和第四3dB電橋；其中，第一3dB電橋的一個輸入端口與所述的第一模擬信號功率放大器相連，第一3dB電橋的另一個輸入端口與所述的第二模擬信號功率放大器相連，第二3dB電橋的一個輸入端口與所述的第三模擬信號功率放大器相連，第二3dB電橋的另一個輸入端口與所述的第四模擬信號功率放大器相連；第一3dB電橋的一個輸出端口與第三3dB電橋的一個輸入端口相連，第三3dB電橋的另一個輸入端口與第二3dB電橋一個輸出端口相連，第二3dB電橋的另一個輸出端口與第四3dB電橋的一個輸入端口相連，第四3dB電橋的另一個輸入端口與第一3dB電橋的另一個輸出端口相連；第三3dB電橋的一個輸出端口與所述的兩個匹配負(fù)載中的另一個相連。
當(dāng)有四個扇區(qū)的輸入信號時，該裝置包括第一混合電橋矩陣，與四個模擬信號功率放大器相連，用于對四個扇區(qū)的原模擬信號進(jìn)行分離及混合處理，并將處理所得模擬信號分別輸入四個模擬信號功率放大器；第一模擬信號功率放大器、第二模擬信號功率放大器、第三模擬信號功率放大器和第四模擬信號功率放大器，對第一混合電橋矩陣輸出的處理所得模擬信號進(jìn)行功率放大，并將功率放大后所得的模擬信號輸入第二混合電橋矩陣；第二混合電橋矩陣，與四個模擬信號功率放大器相連，對經(jīng)所述模擬信號功率放大器放大后所得的模擬信號進(jìn)行分離及混合處理，得到四路原模擬信號，將四路原模擬信號分別輸出。
所述的第一混合電橋矩陣包括第一3dB電橋、第二3dB電橋、第三3dB電橋和第四3dB電橋；其中，第一3dB電橋的一個輸出端口與第三3dB電橋的一個輸入端口相連，第三3dB電橋的另一個輸入端口與第二3dB電橋一個輸出端口相連，第二3dB電橋的另一個輸出端口與第四3dB電橋的一個輸入端口相連，第四3dB電橋的另一個輸入端口與第一3dB電橋的另一個輸出端口相連；第三3dB電橋的一個輸出端口與所述的第一模擬信號功率放大器相連，第三3dB電橋的另一個輸出端口與所述的第二模擬信號功率放大器相連，第四3dB電橋的一個輸出端口與所述的第三模擬信號功率放大器相連，第四3dB電橋的另一個輸出端口與所述的第四模擬信號功率放大器相連。
所述的第二混合電橋矩陣包括第一3dB電橋、第二3dB電橋、第三3dB電橋和第四3dB電橋；其中，第一3dB電橋的一個輸入端口與所述的第一模擬信號功率放大器相連，第一3dB電橋的另一個輸入端口與所述的第二模擬信號功率放大器相連，第二3dB電橋的一個輸入端口與所述的第三模擬信號功率放大器相連，第二3dB電橋的另一個輸入端口與所述的第四模擬信號功率放大器相連；第一3dB電橋的一個輸出端口與第三3dB電橋的一個輸入端口相連，第三3dB電橋的另一個輸入端口與第二3dB電橋一個輸出端口相連，第二3dB電橋的另一個輸出端口與第四3dB電橋的一個輸入端口相連，第四3dB電橋的另一個輸入端口與第一3dB電橋的另一個輸出端口相連。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明利用混合電橋矩陣將各扇區(qū)發(fā)射信號分別按功率平分到每一個模擬信號功率放大器中放大，最后只由特定輸出口分別輸出將要發(fā)給不同扇區(qū)的模擬信號，這樣可使整個信號傳輸系統(tǒng)的可靠性大大提高，只要不是所有模擬信號功率放大器損壞，所有小區(qū)依然有穩(wěn)定的系統(tǒng)信號。并且，系統(tǒng)設(shè)計中對單個模擬信號功率放大器的功耗要求較低，繼而，系統(tǒng)資源的使用效率也就有了很大提高。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)基站功率發(fā)射通道結(jié)構(gòu)簡圖；圖2為本發(fā)明N扇區(qū)基站功率發(fā)射通道結(jié)構(gòu)簡圖；圖3為本發(fā)明第一較佳實施例的基站功率發(fā)射通道結(jié)構(gòu)簡圖；圖4為本發(fā)明第二較佳實施例的基站功率發(fā)射通道結(jié)構(gòu)簡圖；圖5為本發(fā)明第三較佳實施例的基站功率發(fā)射通道結(jié)構(gòu)簡圖。
具體實施例方式
下面對本發(fā)明再作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
如圖2所示，本發(fā)明N扇區(qū)基站功率發(fā)射通道200包含模擬信號功率放大器202、203、204等n個模擬信號功率放大器，還包含第一混合電橋矩陣201、第二混合電橋矩陣205。其中，第一混合電橋矩陣201由端口1到端口n有n個輸入口，第二混合電橋矩陣205由端口n+1到端口2n有n個輸出口。
在實際應(yīng)用時，要發(fā)射給扇區(qū)1到扇區(qū)n的n路模擬信號分別由輸入口1到輸入口n進(jìn)入第一混合電橋矩陣201。之后，每個扇區(qū)的模擬信號分別被平均分成每路功率為原功率1/n的n路模擬信號并被移相后，輸入到從模擬信號功率放大器202到模擬信號功率放大器204所有的n個模擬信號功率放大器中進(jìn)行功率放大，被放大的模擬信號再進(jìn)入第二混合電橋矩陣205中。
在第二混合電橋矩陣205中，各個扇區(qū)的n路模擬信號被移相并經(jīng)過信號整合后，從輸出口2n輸出扇區(qū)1的模擬信號，并且輸出的模擬信號與最初輸入第一混合電橋矩陣201的模擬信號相比不發(fā)生功率衰減；從輸出口n+2輸出扇區(qū)2的模擬信號，并且輸出的模擬信號與最初輸入第一混合電橋矩陣201的模擬信號相比不發(fā)生功率衰減；與此相同，其它扇區(qū)的模擬信號也分別由不同的特定輸出口輸出，直到扇區(qū)n的模擬信號從輸出口n+1輸出，并且輸出的模擬信號與最初輸入第一混合電橋矩陣201的模擬信號相比不發(fā)生功率衰減。這里所說的整合是指將多路信號以矢量的方式相加，最終得出一個具有幅度和相位的矢量值，作為信號的整合結(jié)果。
為了能完成以上所述操作，就需要第一混合電橋矩陣201和第二混合電橋矩陣205的參數(shù)滿足一定條件，使將發(fā)射給某一扇區(qū)的信號在功率不衰減的情況下只由第二混合電橋矩陣205的一個特定輸出口輸出，而不由其它任一輸出口輸出。
在微波網(wǎng)絡(luò)中，任意n端口的散射矩陣(S)表示形式如下(1)---S=S11S12···S1nS21S22···S2n............Sn1Sn2···Snn]]>其中Sij表示端口j到端口i的傳輸系數(shù)，Sii表示端口i的反射系數(shù)，對于任意無源對稱互易微波網(wǎng)絡(luò)，散射矩陣S有以下幾個特性
(2)----Σk=1n|Ski|2=|S1i|2+|S2i|2+···+|Sni|2=1]]>(3)---Σk=1nSkiSkj*=S1iS1j*+S2iS2j*+···+SniSnj*=0]]>(4) Sij＝Sji其中，i和j的取值范圍均為1至n的整數(shù)，并且i≠j對于第一混合電橋矩陣201和第二混合電橋矩陣205來說，各輸入端口之間是隔離的，各輸出端口之間也是隔離的，所有端口的反射系數(shù)為0。則，第一混合電橋矩陣201和第二混合電橋矩陣205的散射矩陣S1、S2可分別寫為(5)---S1=0...0S1n+1,1...S12n,1..................0...0S1n+1,n...S12n,nS11,n+1...S1n,n+10...0..................S11,2n...S1n,2n0...0]]>(6)---S1=0...0S2n+1,1...S22n,1..................0...0S2n+1,n...S22n,nS21,n+1...S2n,n+10...0..................S21,2n...S2n,2n0...0]]>其中，端口1到n為輸入端口，端口n+1到2n為輸出端口。
由于第一混合電橋矩陣201和第二混合電橋矩陣205均是無源互易網(wǎng)絡(luò)，任意一個輸入口到n個輸出口的功率等分，根據(jù)式(2)、(3)、(4)，對于第一混合電橋矩陣201可得出以下結(jié)論(7)---|S1i,n+j|=|S2i,n+j|=1n]]>(8)S1i，n+j＝S1n+j，i(9)---Σk=1nS1(n+k),iS1(n+k),j*=S1(n+1),iS1(n+1),j*+S1(n+2),iS1(n+2),j*+···+S12n,iS12n,j*=0]]>
其中，i和j的取值范圍均為1至n的任意整數(shù)。
由于式(9)中所有傳輸系數(shù)的模均相等，則可以進(jìn)一步將式(9)簡化成相位的形式Σk=1nej(Φ1(n+k),i-Φ1(n+k),j)=ej(Φ1(n+1),i-Φ1(n+1),j)+ej(Φ1(n+2),i-Φ1(n+2),j)+···+ej(Φ12n,i-Φ12n,j)=0---(10)]]>該式的物理意義是一個輸入端口i與其它任意一個輸入端口j分別到n個輸出端口的傳輸相位差的單位復(fù)數(shù)之和為零。
同樣，對于第二混合電橋矩陣205，也可得出以下結(jié)論(11)S2i，n+j＝S2n+j，i(12)---Σk=1nej(Φ2(n+k),i-Φ2(n+k),j)=ej(Φ2(n+1),i-Φ2(n+1),j)+ej(Φ2(n+2),i-Φ2(n+2),j)+···+ej(Φ22n,i-Φ22n,j)=0]]>其中，i和j的取值范圍均為1至n的任意整數(shù)。
由此可知，第一混合電橋矩陣201和第二混合電橋矩陣205的相位關(guān)系需分別滿足式(10)及式(11)。
得出第一混合電橋矩陣201、第二混合電橋矩陣205需分別滿足的相位關(guān)系后，還需最終確定作為一個整體的包含第一混合電橋矩陣201和第二混合電橋矩陣205的整個功率發(fā)射通道200的S。這時不考慮所有n個模擬信號功率放大器的增益，可把S看作第一混合電橋矩陣201和第二混合電橋矩陣205的級聯(lián)。根據(jù)S參數(shù)級聯(lián)公式，可以計算出(13)---S1=0...0Sn+1,1...S2n,1..................0...0Sn+1,n...S2n,nS1,n+1...Sn,n+10...0..................S1,2n...Sn,2n0...0]]>則，此時從任意輸入端口輸入，特定輸出端口輸出的S參數(shù)為(14)---Sn+i,i=S1n+1,iS2n+i,1+S1n+2,iS2n+i,2+...+S12n,iS2n+i,n=Σp=1nS1n+p,iS2n+i,p]]>其中，i取值范圍為1至n的任意整數(shù)。
為了滿足輸入端口i到輸出端口n+i實現(xiàn)全功率傳輸，并與其它輸出端口隔離，則要求式(14)等于1，且由于式(14)中的各個傳輸系數(shù)的幅度均相等，則需要各個乘積項的相位相等即可，于是可以進(jìn)一步將式(14)簡化成相位的形式(15)Φ1(n+1)，i+Φ2(n+i)1＝Φ1(n+2)，i+Φ2(n+i)，2＝…＝Φ12n，i+Φ2(n+i)，n由此可知，整個功率發(fā)射通道200中的第一混合電橋矩陣201和第二混合電橋矩陣205結(jié)合起來需滿足式(15)的相位關(guān)系。
明確了功率發(fā)射通道200中第一混合電橋矩陣201和第二混合電橋矩陣205單獨及結(jié)合時需滿足的相位關(guān)系后，下面結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明的具體實施方式
做進(jìn)一步描述。
在實際應(yīng)用中最為常見的是3扇區(qū)功率發(fā)射通道，下面就列舉兩個較佳實施例以具體描述3扇區(qū)基站功率發(fā)射通道。
實施例一3扇區(qū)基站功率發(fā)射通道如圖3所示，功率發(fā)射通道300由第一混合電橋矩陣301、模擬信號功率放大器305、306、307及第二混合電橋矩陣311組成。
第一混合電橋矩陣301包含第一混合電橋302、模擬信號30度移相裝置303和模擬信號負(fù)30度移相裝置304。其中，第一混合電橋302具體包含混合連接的兩個3dB電橋和一個1.76dB電橋。第一混合電橋302有端口1、端口2和端口3三個信號輸入端口，還有端口4、端口5和端口6三個信號輸出端口。
第二混合電橋矩陣311包含第二混合電橋310、模擬信號負(fù)30度移相裝置308和模擬信號30度移相裝置309。其中，第二混合電橋310具體包含混合連接的一個1.76dB電橋和兩個3dB電橋。第二混合電橋310有端口1、端口2和端口3三個信號輸入端口，還有端口4、端口5和端口6三個信號輸出端口。
現(xiàn)在，先以第一混合電橋302為例，對混合電橋的工作方式加以說明。
第一混合電橋302具體包含第一3dB電橋312、第二3dB電橋313和1.76dB電橋314。其中，第一3dB電橋312有1、2兩個輸入端口和A1、B1兩個輸出端口；第二3dB電橋313有A2、C2兩個輸入端口和5、6兩個輸出端口；1.76dB電橋314有B2、3兩個輸入端口和C1、4兩個輸出端口。
當(dāng)只有端口1有信號輸入時，信號在第一3dB電橋312中被分成兩路，一路從端口A1輸出，信號功率成為輸入功率的1/2，同時信號被移相90度，即信號的相位比原來的相位滯后了90度；另一路從端口B1輸出，信號功率成為輸入功率的1/2，同時信號被移相180度，即從端口B1輸出信號的相位比從端口A1輸出信號的相位滯后了90度。從第一3dB電橋312的端口B1輸出的信號由端口B2進(jìn)入1.76dB電橋314，并被分成兩路，一路從端口C1輸出，信號功率成為輸入功率的1/3，同時信號被移相90度；另一路從端口4輸出，信號功率成為輸入功率的2/3，同時信號被移相180度，即從端口4輸出信號的相位比從端口C1輸出信號的相位滯后了90度。
從端口C1輸出的信號由端口C2進(jìn)入第二3dB電橋313，并被分成兩路，一路將從端口5輸出，信號功率成為輸入功率的1/2，同時信號被移相90度；另一路將從端口6輸出，信號功率成為輸入功率的1/2，同時信號被移相180度；從端口A1輸出的信號由端口A2進(jìn)入第二3dB電橋313，并被分成兩路，一路將從端口6輸出，信號功率成為輸入功率的1/2，同時信號被移相90度；另一路將從端口5輸出，信號功率成為輸入功率的1/2，同時信號被移相180度。此時，要從端口6輸出的兩路信號按照矢量的方式相加，最終得出一個具有幅度和相位的矢量值，作為信號的整合結(jié)果從端口6輸出；要從端口5輸出的兩路信號按照矢量的方式相加，最終得出一個具有幅度和相位的矢量值，作為信號的整合結(jié)果從端口6輸出。
當(dāng)只有端口2有信號輸入時，信號在第一3dB電橋312中被分成兩路，一路從端口B1輸出，信號功率成為輸入功率的1/2，同時信號被移相90度；另一路從端口A1輸出，信號功率成為輸入功率的1/2，同時信號被移相180度。從第一3dB電橋312的端口B1輸出的信號由端口B2進(jìn)入1.76dB電橋314，并被分成兩路，一路從端口C1輸出，信號功率成為輸入功率的1/3，同時信號被移相90度；另一路從端口4輸出，信號功率成為輸入功率的2/3，同時信號被移相180度。
從端口C1輸出的信號由端口C2進(jìn)入第二3dB電橋313，并被分成兩路，一路將從端口5輸出，信號功率成為輸入功率的1/2，同時信號被移相90度；另一路將從端口6輸出，信號功率成為輸入功率的1/2，同時信號被移相180度；從端口A1輸出的信號由端口A2進(jìn)入第二3dB電橋313，并被分成兩路，一路將從端口6輸出，信號功率成為輸入功率的1/2，同時信號被移相90度；另一路將從端口5輸出，信號功率成為輸入功率的1/2，同時信號被移相180度。此時，要從端口6輸出的兩路信號按照矢量的方式相加，最終得出一個具有幅度和相位的矢量值，作為信號的整合結(jié)果從端口6輸出；要從端口5輸出的兩路信號按照矢量的方式相加，最終得出一個具有幅度和相位的矢量值，作為信號的整合結(jié)果從端口6輸出。
當(dāng)只有端口3有信號輸入時，信號在1.76dB電橋314中被分成兩路，一路從端口4輸出，信號功率成為輸入功率的1/3，同時信號被移相90度；另一路從端口C1輸出，信號功率成為輸入功率的2/3，同時信號被移相180度。從1.76dB電橋314的端口C1輸出的信號由端口C2進(jìn)入第二3dB電橋313，并被分成兩路，一路從端口5輸出，信號功率成為輸入功率的1/2，同時信號被移相90度；另一路從端口6輸出，信號功率成為輸入功率的1/2，同時信號被移相180度。
當(dāng)端口1、端口2或端口3中的任意兩個或所有端口均有信號輸入時，信號在第一混合電橋302中傳輸?shù)脑砼c上述單端口有信號輸入時的信號傳輸原理相同；第一混合電橋302與第二混合電橋310的工作原理相同。
下面，對圖3進(jìn)行詳細(xì)描述。
因所有模擬信號功率放大器的特性一致，且模擬信號功率放大器理想情況下不對其所處理信號的幅度及相位造成影響，所以為了描述方便，此時可將模擬信號功率放大器305、306、307的增益忽略不計。
假設(shè)要發(fā)給扇區(qū)1的模擬信號的幅度為1，相位為0度。此時，扇區(qū)1的模擬信號由第一混合電橋矩陣301的端口1進(jìn)入第一混合電橋302，則在第一混合電橋302的4、5、6端口輸出為b41=13,∠0]]>b51=13,∠60]]>b61=13,∠-150]]>對于第二混合電橋310來說，可知a42=a52=a62=0]]>b12=b22=b32=0]]>b42=S41a12+S42a22+S43a32]]>b52=S51a12+S52a22+S53a32]]>b62=S61a12+S62a22+S63a32]]>其中a代表入射信號，b代表出射信號，上標(biāo)“1”、“2”表示此數(shù)是第一混合電橋302或第二混合電橋310的參數(shù)，下標(biāo)代表端口號。
從第一混合電橋302的端口4輸出的模擬信號進(jìn)入模擬信號負(fù)30度移相裝置304被移相負(fù)30度后，從第二混合電橋310的端口1輸入第二混合電橋310；從第一混合電橋302的端口5輸出的模擬信號進(jìn)入模擬信號30度移相裝置303被移相30度，再進(jìn)入模擬信號30度移相裝置309被移相30度后，從第二混合電橋310的端口2輸入第二混合電橋310；從第一混合電橋302的端口6輸出的模擬信號進(jìn)入模擬信號負(fù)30度移相裝置308被移相負(fù)30度后，從第二混合電橋310的端口3輸入第二混合電橋310。這時，對于第二混合電橋310來說，有a12=b41e-j30=13,∠-30]]>a22=b51e-j60=13,∠120]]>a32=b61e-j30=13,∠-180]]>b42b52b62=13,∠013,∠9013,∠-9013,∠6013,∠3013,∠9013,∠-15013,∠6013,∠013,∠-3013,∠12013,∠-180]]>
計算上式，可得b42=13,∠-30+13,∠-150+13,∠90=0]]>b52=13,∠30+13,∠150+13,∠-90=0]]>b62=13,∠-180+13,∠180+13,∠-180=1,∠180]]>由此結(jié)果可以看出在功率發(fā)射通道的前端，從第一混合電橋矩陣301的端口1輸入的扇區(qū)1的模擬信號只從第二混合電橋矩陣311的端口6輸出，并且扇區(qū)1模擬信號的功率沒有衰減。
同樣，如果要發(fā)給扇區(qū)2的模擬信號的幅度為1，相位為0度。此時，扇區(qū)2的模擬信號由第一混合電橋矩陣301的端口2進(jìn)入第一混合電橋302，則在第一混合電橋302的4、5、6端口輸出為b41=13,∠90]]>b51=13,∠30]]>b61=13,∠60]]>對于第二混合電橋310來說，可知a42=a52=a62=0]]>b12=b22=b32=0]]>b42=S41a12+S42a22+S43a32]]>b52=S51a12+S52a22+S53a32]]>b62=S61a12+S62a22+S63a32]]>從第一混合電橋302的端口4輸出的模擬信號進(jìn)入模擬信號負(fù)30度移相裝置304被移相負(fù)30度后，從第二混合電橋310的端口1輸入第二混合電橋310；從第一混合電橋302的端口5輸出的模擬信號進(jìn)入模擬信號30度移相裝置303被移相30度，再進(jìn)入模擬信號30度移相裝置309被移相30度后，從第二混合電橋310的端口2輸入第二混合電橋310；從第一混合電橋302的端口6輸出的模擬信號進(jìn)入模擬信號負(fù)30度移相裝置308被移相負(fù)30度后，從第二混合電橋310的端口3輸入第二混合電橋310。這時，對于第二混合電橋310來說，有a12+b41e-j30=13,∠60]]>a22+b51ej60=13,∠90]]>a32=b61e-j30=13,∠30]]>b42b52b62=13,∠013,∠9013,∠-9013,∠6013,∠3013,∠9013,∠-15013,∠6013,∠013,∠6013,∠9013,∠30]]>計算上式，可得b42=13,∠60+13,∠180+13,∠-60=0]]>b52=13,∠120+13,∠120+13,∠120=1,∠120]]>b62=13,∠-90+13,∠150+13,∠30=0]]>由此結(jié)果可以看出在功率發(fā)射通道的前端，從第一混合電橋矩陣301的端口2輸入的扇區(qū)2的模擬信號只從第二混合電橋矩陣311的端口5輸出，并且扇區(qū)2模擬信號的功率沒有衰減。
再假設(shè)要發(fā)給扇區(qū)3的模擬信號的幅度為1，相位為0度。此時，扇區(qū)3的模擬信號由第一混合電橋矩陣301的端口3進(jìn)入第一混合電橋302，則在第一混合電橋302的4、5、6端口輸出為b41=13,∠-90]]>b51=13,∠90]]>b61=13,∠0]]>對于第二混合電橋310來說，可知
a42=a52=a62=0]]>b12=b22=b32=0]]>b42=S41a12+S42a22+S43a32]]>b52=S51a12+S52a22+S53a32]]>b62=S61a12+S62a22+S63a32]]>從第一混合電橋302的端口4輸出的模擬信號進(jìn)入模擬信號負(fù)30度移相裝置304被移相負(fù)30度后，從第二混合電橋310的端口1輸入第二混合電橋310；從第一混合電橋302的端口5輸出的模擬信號進(jìn)入模擬信號30度移相裝置303被移相30度，再進(jìn)入模擬信號30度移相裝置309被移相30度后，從第二混合電橋310的端口2輸入第二混合電橋310；從第一混合電橋302的端口6輸出的模擬信號進(jìn)入模擬信號負(fù)30度移相裝置308被移相負(fù)30度后，從第二混合電橋310的端口3輸入第二混合電橋310。這時，對于第二混合電橋310來說，有a12=b41e-j30=13,∠-120]]>a22=b51ej60=13,∠150]]>a32=b61e-j30=13,∠-30]]>b42b52b62=13,∠013,∠9013,∠-9013,∠6013,∠3013,∠9013,∠-15013,∠6013,∠013,∠-12013,∠15013,∠-30]]>計算上式，可得b42=13,∠-120+13,∠-120+13,∠-120=1,∠-120]]>b52=13,∠-60+13,∠180+13,∠60=0]]>b62=13,∠90+13,∠-150+13,∠-30=0]]>由此結(jié)果可以看出在功率發(fā)射通道的前端，從第一混合電橋矩陣301的端口3輸入的扇區(qū)3的模擬信號只從第二混合電橋矩陣311的端口4輸出，并且扇區(qū)3模擬信號的功率沒有衰減。
以上所述移相裝置可以是移相器，也可以根據(jù)信號波長和希望移相的相位所連接的一段信號傳輸線。
在實際應(yīng)用中，某一扇區(qū)信號與某一輸入端口之間沒有固定的對應(yīng)關(guān)系。扇區(qū)1的信號可以從第一混合電橋302的端口1、端口2或端口3中的任何一個端口輸入；扇區(qū)2的信號可以從余下的兩個端口中的任何一個端口輸入；扇區(qū)3的信號則從最后一個端口輸入。第二混合電橋310的端口4、端口5、端口6中與第一混合電橋302的輸入端口相對應(yīng)的輸出端口則有信號輸出。這里的對應(yīng)是指如果第一混合電橋302的端口1有某個扇區(qū)的信號輸入，并且此扇區(qū)的輸入信號只從第二混合電橋310的端口6輸出，則稱第二混合電橋310的端口6與第一混合電橋302的端口1對應(yīng)。
本實施例中，扇區(qū)數(shù)為三個，在實際應(yīng)用中，扇區(qū)數(shù)也可以少于三個。當(dāng)扇區(qū)數(shù)少于三個時，第一混合電橋302余下的輸入端口則連接匹配負(fù)載，與此連接匹配負(fù)載端口相對應(yīng)的第二混合電橋310的輸出端口也連接匹配負(fù)載，而不再進(jìn)行信號的其它后續(xù)處理。
在實際應(yīng)用中，匹配負(fù)載用來吸收其連接端口的輸出功率，以避免輸出端口直接接地產(chǎn)生信號全反射影響電路性能，所以匹配負(fù)載并不發(fā)出任何信號，也可以認(rèn)為匹配負(fù)載發(fā)出的信號功率為0。
實施例二3扇區(qū)備份一功率放大器基站功率發(fā)射通道在某些比較重要的場合，為了保證功率發(fā)射通道的平穩(wěn)負(fù)荷及正常工作效率，就備份一個模擬信號功率放大器，用開關(guān)進(jìn)行控制；當(dāng)某個模擬信號功率放大器出現(xiàn)故障時臨時由此備份模擬信號功率放大器承擔(dān)其工作?，F(xiàn)在一般的模擬信號功率放大器的備份情況是對3個模擬信號功率放大器的功率發(fā)射通道進(jìn)行一個模擬信號功率放大器的備份，使其成為具有4個模擬信號功率放大器的功率發(fā)射通道。
如圖4所示，功率發(fā)射通道400由第一混合電橋矩陣401、模擬信號功率放大器402、403、404、405及第二混合電橋矩陣406組成。其中，第一混合電橋矩陣401包含四個混合連接的3dB電橋，并有端口1、2、3、4四個信號輸入端口，還有端口5、6、7、8四個信號輸出端口；第二混合電橋矩陣406包含四個混合連接的3dB電橋，并有端口1、2、3、4四個信號輸入端口，還有端口5、6、7、8四個信號輸出端口。
在功率發(fā)射通道400前，有接地的匹配負(fù)載407與第一混合電橋矩陣401的端口4相連；在功率發(fā)射通道400后，有接地的匹配負(fù)載408與第二混合電橋矩陣406的端口8相連。
因所有模擬信號功率放大器的特性一致，且模擬信號功率放大器理想情況下不對其所處理信號的幅度及相位造成影響，所以為了描述方便，此時可將模擬信號功率放大器402、403、404、405的增益忽略不計。
假設(shè)要發(fā)給扇區(qū)1的模擬信號的幅度為1，相位為0度。此時，扇區(qū)1的模擬信號由第一混合電橋矩陣401的端口1進(jìn)入第一混合電橋矩陣401，則在第一混合電橋矩陣401的5、6、7、8端口輸出為b51=12]]>b61=j12]]>b71=j12]]>b81=-12]]>由于第一混合電橋矩陣401的端口5、6、7、8的輸出就是第二混合電橋矩陣406的端口4、3、2、1的輸入，所以有a42=b51]]>a32=b61]]>a22=b71]]>a12=b81]]>其中的上標(biāo)“1”表示此參數(shù)是第一混合電橋矩陣401的參數(shù)，上標(biāo)“2”表示此參數(shù)是第二混合電橋矩陣406的參數(shù)。
此時第一混合電橋矩陣401與第二混合電橋矩陣406的S參數(shù)為
S=1200001jj-10000j-11j0000j1-1j0000-1jj11jj-10000j-11j0000j1-1j0000-1jj10000]]>據(jù)此可以求出第二混合電橋矩陣406各端口的輸出信號為b12b22b32b42b52b62b72b82=1400001jj-10000j-11j0000j1-1j0000-1jj11jj-10000j-11j0000j1-1j0000-1jj10000-1jj10000=140000-4000=0000-1000]]>由此結(jié)果可以看出在功率發(fā)射通道的前端，從第一混合電橋矩陣401的端口1輸入的扇區(qū)1的模擬信號只從第二混合電橋矩陣406的端口5輸出，并且扇區(qū)1模擬信號的功率沒有衰減。
同理，假設(shè)要發(fā)給扇區(qū)2的模擬信號的幅度為1，相位為0度。此時，扇區(qū)2的模擬信號由第一混合電橋矩陣401的端口2進(jìn)入第一混合電橋矩陣401，則第二混合電橋矩陣406各端口的輸出信號為b12b22b32b42b52b62b72b82=1400001jj-10000j-11j0000j1-1j0000-1jj11jj-10000j-11j0000j1-1j0000-1jj10000j1-1j0000=1400000-400=00000-100]]>由此結(jié)果可以看出在功率發(fā)射通道的前端，從第一混合電橋矩陣401的端口2輸入的扇區(qū)2的模擬信號只從第二混合電橋矩陣406的端口6輸出，并且扇區(qū)2模擬信號的功率沒有衰減。
再假設(shè)要發(fā)給扇區(qū)3的模擬信號的幅度為1，相位為0度。此時，扇區(qū)3的模擬信號由第一混合電橋矩陣401的端口3進(jìn)入第一混合電橋矩陣401，則第二混合電橋矩陣406各端口的輸出信號為b12b22b32b42b52b62b72b82=1400001jj-10000j-11j0000j1-1j0000-1jj11jj-10000j-11j0000j1-1j0000-1jj10000j-11j0000=14000000-40=000000-10]]>由此結(jié)果可以看出在功率發(fā)射通道的前端，從第一混合電橋矩陣401的端口3輸入的扇區(qū)3的模擬信號只從第二混合電橋矩陣406的端口7輸出，并且扇區(qū)3模擬信號的功率沒有衰減。
同樣，如果第一混合電橋矩陣401的端口4沒有連接匹配負(fù)載，而是與上述情況一樣，即要發(fā)給某一扇區(qū)的模擬信號的幅度為1，相位為0度。這時，此扇區(qū)的模擬信號由第一混合電橋矩陣401的端口4進(jìn)入第一混合電橋矩陣401，則第二混合電橋矩陣406各端口的輸出信號為b12b22b32b42b52b62b72b82=1400001jj-10000j-11j0000j1-1j0000-1jj11jj-10000j-11j0000j1-1j0000-1jj100001jj-10000=140000000-4=0000000-1]]>由此結(jié)果可以看出在功率發(fā)射通道的前端，從第一混合電橋矩陣401的端口4輸入的扇區(qū)模擬信號只從第二混合電橋矩陣406的端口8輸出，并且此扇區(qū)模擬信號的功率沒有衰減。
本實施例中第一混合電橋矩陣401、第二混合電橋矩陣406的工作原理與實施例一中第一混合電橋302、第二混合電橋310的工作原理相同。
本實施例中，第一混合電橋矩陣401的端口1、2、3有信號輸入，端口4連接匹配負(fù)載；第二混合電橋矩陣406的端口5、6、7有信號輸出，端口8連接匹配負(fù)載。在實際應(yīng)用中，第一混合電橋矩陣401的端口1、2、3和端口4中的任意三個端口都可以有信號輸入，余下的一個端口則連接匹配負(fù)載；第二混合電橋矩陣406的端口5、6、7和端口8中與第一混合電橋矩陣401的輸入端口相對應(yīng)的三個輸出端口則有信號輸出，余下的一個與第一混合電橋矩陣401的連接匹配負(fù)載端口相對應(yīng)的端口，則連接匹配負(fù)載。這里的對應(yīng)是指如果第一混合電橋矩陣401的端口1有某個扇區(qū)的信號輸入，并且此扇區(qū)的輸入信號只從第二混合電橋矩陣406的端口5輸出，則稱第二混合電橋矩陣406的端口5與第一混合電橋矩陣401的端口1對應(yīng)。同樣，本實施例中的兩個匹配負(fù)載也視為彼此對應(yīng)。
本實施例中，扇區(qū)數(shù)為三個，在實際應(yīng)用中，扇區(qū)數(shù)也可以少于三個。當(dāng)扇區(qū)數(shù)少于三個時，第一混合電橋矩陣401余下的輸入端口則連接匹配負(fù)載，與此連接匹配負(fù)載端口相對應(yīng)的第二混合電橋矩陣406的輸出端口也連接匹配負(fù)載，而不再對信號進(jìn)行其它的后續(xù)處理。同樣，在實際應(yīng)用中，本實施例也可以應(yīng)用于四扇區(qū)的環(huán)境中，即將第一混合電橋矩陣401某一端口所連接的匹配負(fù)載去掉，轉(zhuǎn)而輸入另一扇區(qū)的信號；將對應(yīng)的第二混合電橋矩陣406端口所連接的匹配負(fù)載去掉，轉(zhuǎn)而連接對信號進(jìn)行后續(xù)操作的相應(yīng)裝置。
以上兩個實施例中所述的匹配負(fù)載，一端連接混合電橋或混合電橋矩陣，另一端均接地。
實施例三4扇區(qū)基站功率發(fā)射通道如圖5所示，本實施例中信號的傳輸原理與實施例二中信號的傳輸原理相同，兩個實施例唯一的區(qū)別在于在實施例二中，在功率發(fā)射通道前端，有的信號輸入端口沒有扇區(qū)信號輸入，而是連接了接地的匹配負(fù)載；相應(yīng)地，在功率發(fā)射通道后端，與功率發(fā)射通道前端連接匹配負(fù)載端口相對應(yīng)的輸出端口也連接了接地的匹配負(fù)載，而沒有扇區(qū)信號輸出。在本實施例中，功率發(fā)射通道前端的各信號輸入端口均有扇區(qū)信號輸入；相應(yīng)地，在功率發(fā)射通道后端，與功率發(fā)射通道前端各輸入端口相對應(yīng)的輸出端口均有扇區(qū)信號輸出。
由上述三個實施例可知，所述的3dB電橋及1.76dB電橋中，各電橋的某一輸入口輸入的一路信號經(jīng)電橋分離后從兩個輸出口分兩路輸出時，兩路輸出信號的相位相差90度。
可見，本發(fā)明可使整個信號傳輸系統(tǒng)的可靠性大大提高。只要不是所有模擬信號功率放大器損壞，所有小區(qū)依然有穩(wěn)定的系統(tǒng)信號。并且，因各扇區(qū)模擬信號在傳輸時分別被混合電橋矩陣平均傳輸給各個模擬信號功率放大器，使得每個扇區(qū)的業(yè)務(wù)都被所有模擬信號功率放大器平均承擔(dān)下來，則系統(tǒng)設(shè)計中對單個模擬信號功率放大器的功耗要求較低，繼而，系統(tǒng)資源的使用效率也就有了很大提高。
以上所述僅為本發(fā)明的技術(shù)方案優(yōu)選實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基站功率發(fā)射通道傳輸信號的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟a.將N個扇區(qū)的N路原模擬信號進(jìn)行分離及混合處理，輸出N路或N路以上模擬信號；b.對步驟a輸出的N路或N路以上模擬信號分別進(jìn)行功率放大；c.將功率放大后的N路或N路以上模擬信號進(jìn)行分離及混合處理，輸出N路原模擬信號。
2.如權(quán)利要求1所述的基站功率發(fā)射通道傳輸信號的方法，其特征在于，當(dāng)有三個扇區(qū)的輸入信號時，步驟a所述的分離及混合處理的過程包括a1.將第一扇區(qū)和第二扇區(qū)的原模擬信號輸入第一3dB電橋進(jìn)行分路和整合，再將形成的兩路信號中的一路輸入第二3dB電橋，另一路輸入1.76dB電橋；將第三扇區(qū)的原模擬信號輸入1.76dB電橋；a2.步驟a1中輸入1.76dB電橋的兩路信號被該電橋分路及整合后，形成兩路信號，其中一路移相負(fù)30度后輸出到模擬信號功率放大器中，作為第一輸出信號；另一路輸入第二3dB電橋；a3.步驟a1、a2中被輸入第二3dB電橋的兩路信號被該電橋分路及整合后，形成兩路信號，其中一路移相30度后輸出到模擬信號功率放大器中，作為第二輸出信號；另一路直接輸出到模擬信號功率放大器中，作為第三輸出信號。
3.如權(quán)利要求2所述的基站功率發(fā)射通道傳輸信號的方法，其特征在于，當(dāng)有三個扇區(qū)的輸入信號時，步驟b所述的分別進(jìn)行功率放大的過程包括對第一輸出信號進(jìn)行功率放大，放大后的信號作為第一輸入信號；對第二輸出信號進(jìn)行功率放大，放大后的信號作為第二輸入信號；對第三輸出信號進(jìn)行功率放大，放大后的信號作為第三輸入信號。
4.如權(quán)利要求3所述的基站功率發(fā)射通道傳輸信號的方法，其特征在于，當(dāng)有三個扇區(qū)的輸入信號時，步驟c所述的分離及混合處理的過程包括c1.將第一輸入信號輸入第一3dB電橋，將第二輸入信號移相30度后也輸入第一3dB電橋，所述兩路輸入信號在該電橋中被分路及整合后，形成兩路信號，其中一路輸入第二3dB電橋，另一路輸入1.76dB電橋；將第三輸入信號移相負(fù)30度后輸入1.76dB電橋；c2.步驟c1中輸入1.76dB電橋的兩路信號被該電橋分路及整合后，形成一路原模擬信號和另一路信號，輸出其中一路原模擬信號；將另一路信號輸入第二3dB電橋；c3.步驟c1、c2中被輸入第二3dB電橋的兩路信號被該電橋分路及整合后，形成兩路原模擬信號，將兩路原模擬信號分別輸出。
5.如權(quán)利要求1所述的基站功率發(fā)射通道傳輸信號的方法，其特征在于，當(dāng)有三個扇區(qū)的輸入信號或有四個扇區(qū)的輸入信號時，步驟a所述的分離及混合處理的過程包括a1.將第一扇區(qū)和第二扇區(qū)的原模擬信號輸入第一3dB電橋進(jìn)行分路和整合，形成兩路信號，其中一路輸入第三3dB電橋，另一路輸入第四3dB電橋；將第三扇區(qū)的原模擬信號和第四扇區(qū)原模擬信號或匹配負(fù)載模擬信號輸入第二3dB電橋進(jìn)行分路和整合，形成兩路信號，其中一路輸入第三3dB電橋，另一路輸入第四3dB電橋；a2.步驟a1中輸入第三3dB電橋的兩路信號被該電橋分路及整合后，形成兩路信號，將此兩路信號分別輸出到模擬信號功率放大器中，其中一路作為第一輸出信號，另一路作為第二輸出信號；步驟a1中輸入第四3dB電橋的兩路信號被該電橋分路及整合后，形成兩路信號，將此兩路信號分別輸出到模擬信號功率放大器中，其中一路作為第三輸出信號，另一路作為第四輸出信號。
6.如權(quán)利要求5所述的基站功率發(fā)射通道傳輸信號的方法，其特征在于，當(dāng)有三個扇區(qū)的輸入信號或有四個扇區(qū)的輸入信號時，步驟b所述的分別進(jìn)行功率放大的過程包括對第一輸出信號進(jìn)行功率放大，放大后的信號作為第一輸入信號；對第二輸出信號進(jìn)行功率放大，放大后的信號作為第二輸入信號；對第三輸出信號進(jìn)行功率放大，放大后的信號作為第三輸入信號；對第四輸出信號進(jìn)行功率放大，放大后的信號作為第四輸入信號。
7.如權(quán)利要求6所述的基站功率發(fā)射通道傳輸信號的方法，其特征在于，當(dāng)有三個扇區(qū)的輸入信號或有四個扇區(qū)的輸入信號時，步驟c所述的分離及混合處理的過程包括c1.將第一輸入信號和第二輸入信號輸入第一3dB電橋進(jìn)行分路和整合，形成兩路信號，其中一路輸入第三3dB電橋，另一路輸入第四3dB電橋；將第三輸入信號和第四輸入信號輸入第二3dB電橋進(jìn)行分路和整合，形成兩路信號，其中一路輸入第三3dB電橋，另一路輸入第四3dB電橋；c2.步驟c1中輸入第三3dB電橋的兩路信號被該電橋分路及整合后，形成一路原模擬信號和另一路原模擬信號或匹配負(fù)載模擬信號，輸出其中一路原模擬信號，將另一路原模擬信號或匹配負(fù)載模擬信號輸出或發(fā)送給對應(yīng)的匹配負(fù)載；步驟c1中輸入第四3dB電橋的兩路信號被該電橋分路及整合后，形成兩路原模擬信號，分別輸出兩路原模擬信號。
8.一種基站功率發(fā)射通道傳輸信號的裝置，其特征在于，該裝置包括第一混合電橋矩陣，與N個或N個以上模擬信號功率放大器相連，用于對N個扇區(qū)的原模擬信號進(jìn)行分離及混合處理，并將處理所得N路或N路以上模擬信號輸入N個或N個以上模擬信號功率放大器；N個或N個以上模擬信號功率放大器，對第一混合電橋矩陣輸出的處理所得模擬信號進(jìn)行功率放大，并將功率放大后的模擬信號輸入第二混合電橋矩陣；第二混合電橋矩陣，與N個或N個以上模擬信號功率放大器相連，對經(jīng)所述模擬信號功率放大器放大后所得的模擬信號進(jìn)行分離及混合處理，得到N路原模擬信號，將N路原模擬信號分別輸出。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，當(dāng)有三個扇區(qū)的輸入信號時，該裝置包括第一混合電橋矩陣，與三個模擬信號功率放大器相連，用于對三個扇區(qū)的原模擬信號進(jìn)行分離及混合處理，并將處理所得模擬信號分別輸入三個模擬信號功率放大器；第一模擬信號功率放大器、第二模擬信號功率放大器和第三模擬信號功率放大器，對第一混合電橋矩陣輸出的處理所得模擬信號進(jìn)行功率放大，并將功率放大后的模擬信號輸入第二混合電橋矩陣；第二混合電橋矩陣，與三個模擬信號功率放大器相連，對經(jīng)所述模擬信號功率放大器放大后所得的模擬信號進(jìn)行分離及混合處理，得到三路原模擬信號，將三路原模擬信號分別輸出。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述的第一混合電橋矩陣包括第一3dB電橋、第二3dB電橋和1.76dB電橋；其中，1.76dB電橋的一個輸入端口與第一3dB電橋的一個輸出端口相連，第一3dB電橋的另一個輸出端口與第二3dB電橋的一個輸入端口相連，第二3dB電橋的另一個輸入端口與1.76dB電橋的一個輸出端口相連，1.76dB電橋的另一個輸出端口與模擬信號負(fù)30度移相裝置相連；第二3dB電橋的一個輸出端口與模擬信號30度移相裝置相連，另一個輸出端口與所述的第一模擬信號功率放大器相連；模擬信號30度移相裝置，其輸入端口與第二3dB電橋的一個輸出端口相連，輸出端口與所述的第二模擬信號功率放大器相連，用于將第二3dB電橋向其輸出的信號移相30度，并將移相后的模擬信號輸入第二模擬信號功率放大器；模擬信號負(fù)30度移相裝置，其輸入端口與1.76dB電橋的一個輸出端口相連，輸出端口與所述的第三模擬信號功率放大器相連，用于將1.76dB電橋向其輸出的信號移相負(fù)30度，并將移相后的模擬信號輸入第三模擬信號功率放大器。
11.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述的第二混合電橋矩陣包括第一3dB電橋、第二3dB電橋和1.76dB電橋；其中，第一3dB電橋的一個輸入端口與所述的第三模擬信號功率放大器的輸出端口相連，第一3dB電橋的另一個輸入端口與模擬信號30度移相裝置的輸出端口相連，1.76dB電橋的一個輸入端口與模擬信號負(fù)30度移相裝置的輸出端口相連，1.76dB電橋的另一個輸入端口與第一3dB電橋的一個輸出端口相連，第一3dB電橋的另一個輸出端口與第二3dB電橋的一個輸入端口相連，第二3dB電橋的另一個輸入端口與1.76dB電橋的一個輸出端口相連；模擬信號30度移相裝置，其輸入端口與所述的第二模擬信號功率放大器相連，輸出端口與第一3dB電橋的一個輸入端口相連，用于將第二模擬信號功率放大器向其輸出的信號移相30度，并將移相后的模擬信號輸入第一3dB電橋；模擬信號負(fù)30度移相裝置，其輸入端口與所述的第一模擬信號功率放大器相連，輸出端口與1.76dB電橋的一個輸入端口相連，用于將第一模擬信號功率放大器向其輸出的信號移相負(fù)30度，并將移相后的模擬信號輸入1.76dB電橋。
12.如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于所述的模擬信號30度移相裝置為模擬信號30度移相器；所述的模擬信號負(fù)30度移相裝置為模擬信號負(fù)30度移相器。
13.如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于所述的模擬信號30度移相裝置為30度信號傳輸線；所述的模擬信號負(fù)30度移相裝置為負(fù)30度信號傳輸線。
14.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，當(dāng)有三個扇區(qū)的輸入信號時，該裝置包括兩個匹配負(fù)載，用于吸收其連接端口的輸出功率；其中一個匹配負(fù)載一端接地，另一端將匹配負(fù)載模擬信號發(fā)送給第一混合電橋矩陣的一個輸入端口；另一個匹配負(fù)載的一端接收第二混合電橋矩陣的一個輸出端口輸出的匹配負(fù)載模擬信號，另一端接地；第一混合電橋矩陣，與四個模擬信號功率放大器相連，用于對三個扇區(qū)的原模擬信號和匹配負(fù)載模擬信號進(jìn)行分離及混合處理，并將處理所得模擬信號分別輸入四個模擬信號功率放大器；第一模擬信號功率放大器、第二模擬信號功率放大器、第三模擬信號功率放大器和第四模擬信號功率放大器，對第一混合電橋矩陣輸出的處理所得模擬信號進(jìn)行功率放大，并將功率放大后所得的模擬信號輸入第二混合電橋矩陣；第二混合電橋矩陣，與四個模擬信號功率放大器相連，對經(jīng)所述模擬信號功率放大器放大后所得的模擬信號進(jìn)行分離及混合處理，得到三路原模擬信號和匹配負(fù)載模擬信號，將三路原模擬信號分別輸出。
15.如權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于，所述的第一混合電橋矩陣包括第一3dB電橋、第二3dB電橋、第三3dB電橋和第四3dB電橋；其中，第二3dB電橋的一個輸入端口與所述的兩個匹配負(fù)載中的一個相連；第一3dB電橋的一個輸出端口與第三3dB電橋的一個輸入端口相連，第三3dB電橋的另一個輸入端口與第二3dB電橋一個輸出端口相連，第二3dB電橋的另一個輸出端口與第四3dB電橋的一個輸入端口相連，第四3dB電橋的另一個輸入端口與第一3dB電橋的另一個輸出端口相連；第三3dB電橋的一個輸出端口與所述的第一模擬信號功率放大器相連，第三3dB電橋的另一個輸出端口與所述的第二模擬信號功率放大器相連，第四3dB電橋的一個輸出端口與所述的第三模擬信號功率放大器相連，第四3dB電橋的另一個輸出端口與所述的第四模擬信號功率放大器相連。
16.如權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于，所述的第二混合電橋矩陣包括第一3dB電橋、第二3dB電橋、第三3dB電橋和第四3dB電橋；其中，第一3dB電橋的一個輸入端口與所述的第一模擬信號功率放大器相連，第一3dB電橋的另一個輸入端口與所述的第二模擬信號功率放大器相連，第二3dB電橋的一個輸入端口與所述的第三模擬信號功率放大器相連，第二3dB電橋的另一個輸入端口與所述的第四模擬信號功率放大器相連；第一3dB電橋的一個輸出端口與第三3dB電橋的一個輸入端口相連，第三3dB電橋的另一個輸入端口與第二3dB電橋一個輸出端口相連，第二3dB電橋的另一個輸出端口與第四3dB電橋的一個輸入端口相連，第四3dB電橋的另一個輸入端口與第一3dB電橋的另一個輸出端口相連；第三3dB電橋的一個輸出端口與所述的兩個匹配負(fù)載中的另一個相連。
17.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，當(dāng)有四個扇區(qū)的輸入信號時，該裝置包括第一混合電橋矩陣，與四個模擬信號功率放大器相連，用于對四個扇區(qū)的原模擬信號進(jìn)行分離及混合處理，并將處理所得模擬信號分別輸入四個模擬信號功率放大器；第一模擬信號功率放大器、第二模擬信號功率放大器、第三模擬信號功率放大器和第四模擬信號功率放大器，對第一混合電橋矩陣輸出的處理所得模擬信號進(jìn)行功率放大，并將功率放大后所得的模擬信號輸入第二混合電橋矩陣；第二混合電橋矩陣，與四個模擬信號功率放大器相連，對經(jīng)所述模擬信號功率放大器放大后所得的模擬信號進(jìn)行分離及混合處理，得到四路原模擬信號，將四路原模擬信號分別輸出。
18.如權(quán)利要求17所述的裝置，其特征在于，所述的第一混合電橋矩陣包括第一3dB電橋、第二3dB電橋、第三3dB電橋和第四3dB電橋；其中，第一3dB電橋的一個輸出端口與第三3dB電橋的一個輸入端口相連，第三3dB電橋的另一個輸入端口與第二3dB電橋一個輸出端口相連，第二3dB電橋的另一個輸出端口與第四3dB電橋的一個輸入端口相連，第四3dB電橋的另一個輸入端口與第一3dB電橋的另一個輸出端口相連；第三3dB電橋的一個輸出端口與所述的第一模擬信號功率放大器相連，第三3dB電橋的另一個輸出端口與所述的第二模擬信號功率放大器相連，第四3dB電橋的一個輸出端口與所述的第三模擬信號功率放大器相連，第四3dB電橋的另一個輸出端口與所述的第四模擬信號功率放大器相連。
19.如權(quán)利要求17所述的裝置，其特征在于，所述的第二混合電橋矩陣包括第一3dB電橋、第二3dB電橋、第三3dB電橋和第四3dB電橋；其中，第一3dB電橋的一個輸入端口與所述的第一模擬信號功率放大器相連，第一3dB電橋的另一個輸入端口與所述的第二模擬信號功率放大器相連，第二3dB電橋的一個輸入端口與所述的第三模擬信號功率放大器相連，第二3dB電橋的另一個輸入端口與所述的第四模擬信號功率放大器相連；第一3dB電橋的一個輸出端口與第三3dB電橋的一個輸入端口相連，第三3dB電橋的另一個輸入端口與第二3dB電橋一個輸出端口相連，第二3dB電橋的另一個輸出端口與第四3dB電橋的一個輸入端口相連，第四3dB電橋的另一個輸入端口與第一3dB電橋的另一個輸出端口相連。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基站功率發(fā)射通道傳輸信號的方法，將N個扇區(qū)的N路原模擬信號進(jìn)行分離及混合處理，輸出N路或N路以上模擬信號；將輸出的N路或N路以上模擬信號分別進(jìn)行功率放大；將功率放大后的N路或N路以上模擬信號進(jìn)行分離及混合處理，輸出N路原模擬信號。本發(fā)明還公開了一種基站功率發(fā)射通道傳輸信號的裝置，采用該方法和裝置可以提高整個基站系統(tǒng)的可靠性，即只要不是所有模擬信號功率放大器損壞，所有小區(qū)依然有信號；同時提高了系統(tǒng)的使用效率，對單個模擬信號功率放大器的功耗要求也比較低。
文檔編號H04W52/34GK1697529SQ20041003476
公開日2005年11月16日 申請日期2004年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月12日
發(fā)明者王強(qiáng), 馬國田 申請人:華為技術(shù)有限公司