专利名称：监视天线状态的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及监视发射机天线状态的方法，该方法包括测量传送到天线馈线的信号大小和相应地从天线经天线馈线反射的信号大小，根据反射信号大小对传送信号大小的比值产生测量信号，当该测量信号高于具有固定电平的第一告警极限时断开该发射机设备。
本发明还涉及监视发射机天线状态的装置，该装置包括一个测量单元，用来测量经天线馈线传送到天线的信号的大小和相应地从天线经天线馈线反射信号的大小；一个根据反射信号大小对传送信号大小的比值产生测量信号的装置，一个告警指示器；以及一个具有固定电平的第一告警极限。
无线电系统(例如移动电话系统及其基站)的一个重要组成部分就是接收机和发射机的天线，天线的状态直接与无线电系统的发射质量有关。天线的状态可以监视，例如测量其驻波比，亦即反映天线与收发系统其它部分的电匹配情况。在传统上按常规方式进行的这种测量是测量供给天线馈线的功率和从天线经天线馈线反射的功率。测量仪表必须是宽频段的功率测量仪表，并且为该测量提供的功率必须高，使天线接收到的信号不致于干扰测量。可是，使用高功率经常引起电子电路中的失真，因而测量结果是不可靠的。虽然使用各种滤波器可以减少失真，但这些滤波器也降低了测量结果的精度。现在还有一些解决方案已解决了上述问题，它们使用了该系统频段以外的一个测量频率作为测量信号并且采用了专门与该测量频率匹配的窄带功率测量。
欧洲专利申请No.261828公开了一种装置，用来测量从一个测量源直接供给一个网络的信号和从该网络反射的信号，通过分析以确定有关的功率。然而该装置分析反射的传送信号的方法有问题，例如，从输出功率中提取的取样信号经过一条通路供给测量装置，该通路与从分析网络反射的功率中提取取样信号的通路不同，信号在不同的通路上传到测量装置使信号的相对值不准确。相对值的不准确性是由信号通路上各元件的制造精度不高造成的。据此，为了测量，测量通路必须总是利用一个标准信号单独地校准。实际上这意味着测量装置与一付天线及其电缆的每种组合在制造过程中必须利用一个标准信号校准。
本发明的目的是改进对天线状态的监视和提高测量方法的精度和可靠性，并且可在使用期间进行状态监视。
本发明的方法其特征在于使用一个可调电平的第二告警极限，第二告警极限的电平在一个预定的范围内调整，直到它到达测量信号的电平时为止；在告警极限到达测量信号电平时，告警指示器的状态改变，告警指示器状态的变化表明测量信号的电平，根据上述的电平确定发射机设备的状态。
本发明的装置其特征在于测量单元设有一个第二告警极限，第二告警极限可以调整，使之按照一种预定方式改变，在第二告警极限的电平到达测量信号电平时，告警指示器的状态改变，告警指示器状态的变化表示测量信号的电平，根据上述电平确定发射机设备的状态。
本发明的一个基本特点是发射机单元和与其连接的发射机天线受到连续监视，被传送的信号的功率与从天线反射的功率相比较。本发明的另一个基本特点是测量装置可用于监视发射机电路和发射机天线的状态，根据测量单元给出的测量结果可以适当地确定是否需要调整和维护。本发明的再一个特点是在本装置中不需要一个仅用于与测量有关的单独的测量信号，而测量信号可以是一个通过发射机电路和天线的正常信号。本发明的又一个特点是使用了一个固定的告警极限，当测量信号的电平超过该固定告警极限时，给出一个告警并断开发射机电路，使发射机电路不致过载。在使用第二可调告警极限时，它能够被调节到使它达到根据反射功率与发射功率的比值而形成的测量信号为止。在可调告警极限到达测量信号电平时，发出一个告警。可是，该告警不使发射机电路被断开，而是根据告警极限的电平能够读出表示发射机电路和天线的状态的数值。
本发明的一个优点是发射机电路和天线可实时连续地被分析，测量时本发明的装置的操作不中断。本发明的另一个优点是测量信号为一个在该系统内正常传送的信号，因此不需要一个单独的测量信号，该系统也不需要利用一个标准信号来校准。可调的告警极限能够获得一个表明发射机设备状态的数值，该数值然后可经无线电通路或电话线路传输到本地维修公司的维修点，由该点决定该发射机设备是否需要在本地维修。
下面结合以下附图详细描述本发明
图1示出本发明的装置的方框图，图2示出本发明可调告警极限在时间域中的变化。
图1示出了一个发射机设备1，它包括一个控制单元2、一个组合器单元3、一个设在组合器单元3内的测量单元4、一个经天线馈线5与组合器单元3相连接的发射机天线6、以及发射机单元7a、7b、…7n。控制单元2控制组合器3、以使组合器3按一种适当的方式将发射机单元7a、7b、…7n提供的信号进行组合，以防止组合器3中的放大器单元不致过载并保证信道仍由预定的发射机单元7a、7b、…7n来处理。控制单元2还包括很多其它的功能，但这些功能本来都是已知的，在本申请中不再赘述了。控制单元2由总线2′与组合器3相连接，双向传送的数据可在该总线上从控制单元2传送到组合器3，反之亦然。发射机单元7a、7b、…7n分别由单向的总线7a′、7b′、…7n′与组合器3相连接。当发射机单元7a、7b、…7n提供的信号已由组合器3组合时，在放大后，再经天线馈线5供给天线6。测量单元4同时测量经天线馈线5传送到天线6的信号大小Pf和相应地从天线6经天线馈线5反射的信号大小Pr。表示发射机系统质量的测量信号Ms是根据反射的信号大小对传送的信号大小的比值Pr/Pf产生的。信号大小可作为某一时间段的平均值来测量，可采用的时间段例如是发射的持续时间。发射机设备1的状态可准确地从发射的和反射的信号大小之比推测出来。
所使用的告警极限TH1和TH2如图2所示。当测量信号Ms的值等于1时，该系统处于最佳调谐状态，没有功率会从天线6反射到组合器3的测量单元4。相应地，当测量信号Ms的值等于3时，亦即当它高于固定告警极限TH1时，该系统已处于很坏的状态，使测量单元向控制单元2发出一个告警，将分开设置的发射机和放大器单元断开。测量单元4还包括一个可调的告警极限TH2。从表示系统最坏状态的值(即在时间点t0处的3)开始，告警极限TH2逐步调节或连续下降，直至到达时间点t1处的测量信号Ms电平之后发出一个告警时为止。可调告警极限TH2的这个值表明测量信号Ms的电平，可在1与3之间变化，为此，它能给出该系统状态的较准确的图象。根据可调告警极限TH2的值，可以推测发射台何时需要本地维护和调谐。
上述附图和所作的描述只是对本发明构思的说明，其细节可在所附权利要求书的范围内变化。
权利要求
1.一种监视发射机天线(6)状态的方法，该方法包括测量传送到天线馈线(5)的信号大小(Pf)和相应地从天线(6)经天线馈线(5)反射的信号大小(Pr)，根据反射信号幅度对传送信号大小的比值产生测量信号(Ms)，当上述测量信号高于一个具有固定电平的第一告警极限(TH1)时断开发射机设备(1)，其特征在于使用一个可调电平的第二告警极限(TH2)，第二告警极限(TH2)的电平可在一个预定的范围内调节，直到它到达测量信号(Ms)的电平时为止，当第二告警极限(TH2)到达测量信号电平时，告警指示器的状态改变，告警示器状态的变化表明测量信号(Ms)的电平，根据该电平可以确定发射机设备(1)的状态。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的第二告警极限(TH2)的电平按预定的步骤调节。
3.一种监视发射机天线(6)状态的装置，所述的装置包括一个测量装置，用以测量经天线馈线(5)传送到天线(6)的信号大小(Pf)和相应地从天线(6)经天线馈线(5)反射的信号大小(Pr)；一个根据反射信号大小对传送信号大小之比产生测量信号(Ms)的电路；一个告警示器；以及一个具有固定电平的第一告警极限，其特征在于，该测量单元(4)设有一个第二告警极限(TH2)，该第二告警极限可设置得接一种预定的方式变化，当第二告警极限(TH2)到达该测量信号(Ms)的电平时，告警指示器的状态变化，告警指示器状态的变化表明测量号(Ms)的电平，根据该电平确定发射机设备(1)的状态。
4.根据权利要求3所述装置，其特征在于，所述的第二告警极限(TH2)按照预定的步骤进行调节。
全文摘要
本发明涉及监视天线(6)状态的方法和装置，用以测量发射信号大小(Pf)对天线(6)反射信号大小(Pr)之比，利用固定有告警极限值(TH
文档编号G01R27/28GK1104839SQ94190195
公开日1995年7月5日 申请日期1994年4月13日 优先权日1993年4月14日
发明者尤卡·帕尔托拉, 帕卡·科伯南 申请人:诺基亚电信公司