[发明专利]测量基站天线中电压驻波率的设备与方法

说明书

本发明涉及一种测量基站天线中电压驻波率的设备与方法，更具体地说，涉及的是利用检查和测试移动通信基站的基站测试单元来测量移动通信基站的发送端TX和接收端RX的电压驻波率的设备与方法。

一般地说，在移动通信系统中，理想的情况是基站的发送输出通过发送天线辐射到空中。但是，每个基站的位置、周围的建筑物以及设备的条件是各不相同的，基站的发送和接收受到周围环境的影响，即使所使用的设备相同时也是如此。

为了使基站处于最佳状态，应当控制基站的状态使之适合于基站周围的条件并通过连续监测基站的状态而使外界条件的影响最小。

电压驻波率用于检查基站的状态。

一般来说，驻波也叫静止波，是由发送线路上的信号源的入射波与接收端的反射波合成产生的。驻波有一个恒定的比率，其量级在点“A”和“B”之间，而与时间无关。通常在许多情况下发送过程中幅值的变化是在波长方向上距离的周期函数。

还有，驻波率是与波腹和波节的距离。如果反射系数是“τ”，则SWR就定义为(1+τ)/(1-τ)。特别是，相对于电压的SWR被称为VSWR，它是在波导、同轴电缆和发送线路附近引起的最大点处的电压幅值与其相邻的最小点处的电压幅值之比率。

因此，通过测量SWR，每个基站可以检查发送信号是否通过与其发送端相连的天线完好地发送，即在天线和发送信源之间的匹配是否成功。这意味着每个基站必须一致地和周期性地测量VSWR。

一般而言，大VSWR意味着基站的发送输出未辐射到空中，而是将未匹配的量返回到系统的发送出口，并对其发送出口有不好的影响。

即，不匹配意味着VSWR是如此之大，以至于系统设备的质量和效果也变差了。因此，每个基站可以通过VSWR测量控制发送的损耗以形成不同介质之间的良好的电气匹配，并使得无损耗地发送电压成为可能。

还有，即使在电缆和天线由于周围环境的变化而造成了故障，其引发了VSWR的大的变化，以使每个基站可以远程控制其条件。

耦合器被广泛地用于测量VSWR的工具，其由一个输入端、一个耦合端、一个隔离端和一个输出端构成。

输入到输入端的信号在耦合端输出并衰减固定的耦合系数C。输入到上述输入端的信号在理论上在隔离端是完全保持住的。但是，在实际上有一个小的漏失即隔离系数I。还有，耦合输入端可以用作输出端，这意味着耦合端和隔离端互换了其功用。即，从输入端产生输入信号的一端是耦合端，而另一个防止输出的端则是隔离端。耦合系数C和隔离系数之间的差用“D”来表示。

所以，输入到输入端的信号在输出端产生，即发送信号根据耦合端的耦合系数和隔离端的隔离系数产生和减小。例如，如果耦合系数是30dB而隔离很好，则在输入端的信号的99.9％被发送。即30dB的耦合系数是1/1000，大约为0.1％，这意味着整个发送信号的0.1％产生到耦合端，99.9％被产生到输出端而不会泄漏至隔离端。

根据现有技术测量每个基站的输出和输入端的VSWR的设备将在图1中进行说明。

现有技术的基站的天线输出端的VSWR测量设备有一个蜂窝或PCS站系统1，一个具有输入端11、耦合端12、隔离端13和与基站1的发送端相连的输出端14的发送耦合器10，一用于测量发送端电压驻波率的与发送耦合器10的耦合端12和隔离端13相连接的发送端电压驻波率测量设备15，以及一个与发送耦合器10的输出端相连接的发送天线16。

还有，作为接收端VSRW测量设备23的组合，与上述站的接收端相连的接收耦合器20有下面5个端子，即输入端24、第一耦合端25、第二耦合端26、输出端27、隔离端28。上述接收耦合器20的第一耦合端25与锁相环21相连，接收耦合器20的第二耦合端26与接收端的电压驻波率测量设备23相连。上述接收耦合器20的输入端24与接收天线22相连，接收耦合器20的输出端27与基站1的接收端相连，而隔离端28与接收端的电压驻波率测量设备23相连。

下面说明基站VSWR测量设备的天线的操作。

首先，详细解释一下在发送端的VSWR的测量过程。从站系统1输出端来的信号被发送到发送耦合器10的输入端11，按照耦合系数C衰减，并成为输出X1，其发送到接收端的SWR测量设备15。