一种信号自动测量与切换装置及智能有源龙伯透镜天线的制作方法

1.本发明涉及通信技术领域，特别是一种信号自动测量与切换装置。本发明还涉及一种智能有源龙伯透镜天线。


背景技术：

2.现时的终端设备和基站内所安装的天线一般是全向性天线，终端设备和基站在应用时都会接收到来自四面八方的同频信号，这致使终端设备和基站在通信过程中，如不能将同频的干扰信号去除，终端设备便不能明确与哪个基站的信号进行通信才是最佳，而基站也不清楚哪个方向存在较多的终端设备正在使用，造成了同频干扰，导致终端设备的信号质量较差，使用起来十分不方便，而基站的信号分散会导致资源浪费，不利于长远发展的需要。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种信号自动测量与切换装置，该信号自动测量与切换装置具有结构简单、设计合理、智能化程度高和使用方便等优点。
4.本发明的技术方案是这样实现的：一种信号自动测量与切换装置，包括至少2条主馈线、信号切换模块、测量切换模块和主控模块；主馈线的一端与信号切换模块的一个输出口电性连接，主馈线的另一端用于与天线辐射单元电性连接；在各主馈线上还设有信号监测器，各信号监测器通过测量馈线与测量切换模块电性连接；测量切换模块还与主控模块电性连接，受主控模块的控制而选通其中一路测量馈线接通至主控模块；所述主控模块还与信号切换模块电性连接，主控模块根据与其接通的测量馈线的信号强度值控制信号切换模块和测量切换模块动作。
5.本信号自动测量与切换装置的信号切换模块的输入口与终端设备的射频信号收发端口电性连接，各主馈线与分布在龙伯透镜周边的天线辐射单元电性连接。由于每个天线辐射单元的电磁波经龙伯透镜后具有不同的波束朝向，而不同的波束朝向它们的信号强度是不一样的，天线辐射单元的信号强度可体现出终端设备的信号接收强弱，信号强度越强表示天线辐射单元的波束朝向所在的基站越可满足终端设备通信的需要，为避免信号强度太弱或较弱的天线辐射单元始终在工作，因此当某天线辐射单元的信号强度低于预设的阈值时，或者发现其他天线辐射单元的信号强度更强时，就需要切换至由其他更合适的天线辐射单元来工作，此时前一种情况引起的切换考虑称为排劣策略，后一种情况引起的切换考虑称为择优策略。在进行切换时，主控模块通过信号切换模块选通另一条主馈线工作，同时也会通过测量切换模块选通对应的测量馈线以检测该主馈线的信号强度。当主控模块采取排劣策略时，当当前的主馈线其信号强度低于预设的阈值时，则主控模块控制通过信号切换模块选通另一条主馈线工作，同时也会选通对应的测量馈线以检测该主馈线的信号强度，如果该切换后的主馈线其信号强度高于预设的阈值，则主控模块不再控制切换主馈
线而保持由该主馈线工作，如果切换后的主馈线其信号强度仍低于预设的阈值，则主控模块继续控制切换至下一主馈线，直至发现信号强度高于预设阈值的主馈线，如果所有主馈线的信号强度都低于预设的阈值，则切换至信号强度最强的主馈线。当主控模块采取择优策略时，主控模块会在特定的时机切换至其他主馈线以求发现信号强度更高的其他主馈线，一旦发现这样的主馈线则控制切换至由该主馈线工作。而所谓的特定的时机可以是一个预设的时间间隔，又或者是信号强度低至一个预设的管控值。主控模块通过排劣策略或者择优策略或者其他策略，使得终端设备可排除同频干扰，致使终端设备尽可能处在优良的通信环境中。
6.在这里需要表明的是:本信号自动测量与切换装置在基站中同样适用。使用时信号切换模块的输入口与基站内的基站收发机电性连接，应用过程中，就如应用在终端设备上一样，当某天线辐射单元的信号强度低于预设的阈值时，或者发现其他天线辐射单元的信号强度更强时，就需要切换至由其他更合适的天线辐射单元来工作；众所周知，草原上的部落每隔一段时间居住的位置可能会变换，这样当处于广阔的草原上的基站中设有本信号自动测量与切换装置时，在部落的居住位置发生变换后，基站会通过本信号自动测量与切换装置可切换要工作的天线辐射单元，这样可以找到下一个处于基站周边的部落，使基站资源得到充分的应用。
7.进一步地，信号切换模块每次控制一条主馈线输出。
8.进一步地，信号切换模块最好是通过机械动作切换其输入口与输出口的电性连接关系的。
9.进一步地，测量切换模块最好是通过机械动作切换其输入口与输出口的电性连接关系的。
10.进一步地，所有主馈线的长度最好是相同的；所有测量馈线的长度最好也是相同的。这样可以避免主馈线长度不同或测量馈线长度不同而引起的检测信号不准确的问题。
11.进一步地，各信号监测器在各自所在的主馈线上的设置位置最好也是相同的。即每一主馈线上，其信号监测器至其对应的信号切换模块的输出口的主馈线长度是相同的。这样可以避免检测位置不同而引起的检测信号不准确的问题。
12.进一步地，为了产品的设计更加灵活，在信号切换模块的输入口上电性连接有收发模组或在各主馈线的一端与信号切换模块的输出口之间各自电性连接有收发模组。收发模组是信号放大器，在使用时信号的强度可经过收发模组进行放大，使本信号自动测量与切换装置的适用范围更广。
13.本发明的有益效果：具有结构简单、设计合理、智能化程度高和使用方便等优点。
14.本发明还提供一种智能有源龙伯透镜天线，该智能有源龙伯透镜天线具有结构简单、设计合理、可根据信号强度对要工作的天线辐射单元进行选择的优点。
15.本发明的技术方案是这样实现的：一种智能有源龙伯透镜天线，包括龙伯透镜和至少2个天线辐射单元，各天线辐射单元均设置在龙伯透镜的周边，各天线辐射单元经龙伯透镜后具有不同的波束朝向；其特点在于还包括前述方案所述的信号自动测量与切换装置，各天线辐射单元与信号自动测量与切换装置的一主馈线电性连接。
16.进一步地，所述龙伯透镜可以是球体状或半球体状或柱体状结构的。当龙伯透镜是半球体状结构时，天线辐射单元的信号收发方向是指向龙伯透镜的底面的。在使用时可
根据需要选择与使用效果适配的透镜。
17.再进一步地，至少2个天线辐射单元可以是通过矩形阵列或圆形阵列构成天线阵列。天线辐射单元经过不同的阵列可形成不同的辐射范围，在使用时可根据使用需要对天线辐射单元进行布设。
18.本智能有源龙伯透镜天线既可作为终端设备的天线，又可作为基站的天线。
19.本发明的有益效果：本智能有源龙伯透镜天线通过采用了信号自动测量与切换装置，在使用时信号自动测量与切换装置可检测各个天线辐射单元所在的主馈线的信号强度，使得当某天线辐射单元的信号强度低于预设的阈值时，或者发现其他天线辐射单元的信号强度更强时，就需要切换至由其他更合适的天线辐射单元来工作。使本智能有源龙伯透镜天线具有结构简单、设计合理、可根据信号强度对要工作的天线辐射单元进行选择的优点。
附图说明
20.图1为实施例1的原理结构示意图。
21.图2为实施例2的原理结构示意图。
22.图3为实施例3的原理结构示意图。
具体实施方式
23.实施例1如图1所示，本实施例的一种信号自动测量与切换装置，包括4条主馈线11、信号切换模块12、测量切换模块13和主控模块14；主馈线11的一端与信号切换模块12的一个输出口电性连接，信号切换模块12每次控制一条主馈线11输出，信号切换模块12的输入口上电性连接有收发模组17；主馈线11的另一端用于与天线辐射单元电性连接；信号切换模块12是通过机械动作切换其输入口与输出口的电性连接关系的；在各主馈线11上还设有信号监测器15，各信号监测器15通过测量馈线16与测量切换模块13电性连接；测量切换模块13还与主控模块14电性连接，受主控模块14的控制而选通其中一路测量馈线16接通至主控模块14；测量切换模块13是通过机械动作切换其输入口与输出口的电性连接关系的，具体地测量切换模块13的一输入口与一测量馈线16对应电性连接，测量切换模块13的输出口与主控模块14电性连接；所述主控模块14还与信号切换模块12电性连接，主控模块14根据与其接通的测量馈线16的信号强度值控制信号切换模块12和测量切换模块13动作。
24.实施例2如图2所示，本实施例是一种智能有源龙伯透镜天线，该智能有源龙伯透镜天线作为终端设备的天线使用，包括龙伯透镜212、4个天线辐射单元211和实施例1所述的信号自动测量与切换装置22，各天线辐射单元211均设置在龙伯透镜212的周边，龙伯透镜212是圆柱体状结构，各天线辐射单元211经龙伯透镜212后具有不同的波束朝向，天线辐射单元211的波束朝向是s，各天线辐射单元211与信号自动测量与切换装置22的一主馈线221电性连接。使用时，信号自动测量与切换装置22的收发模组226与终端设备23的射频信号收发端口电性连接，当某天线辐射单元211的信号强度低于预设的阈值时，就需要切换至由其他更合适的天线辐射单元211来工作，这一种情况引起的切换考虑称为排劣策略，天线辐射单元
211的信号强度可体现出终端设备23的信号接收强弱，信号强度越强表示天线辐射单元211的波束朝向所在的基站越可满足终端设备23通信的需要。在进行切换时，信号自动测量与切换装置22的主控模块223通过信号切换模块222选通另一条主馈线221工作，同时主控模块223也通过测量切换模块225会选通对应的测量馈线224以检测该主馈线221的信号强度，当当前的主馈线221其信号强度低于预设的阈值时，则主控模块223控制通过信号切换模块222选通另一条主馈线221工作，同时也会选通对应的测量馈线224以检测该主馈线221的信号强度，如果该切换后的主馈线221其信号强度高于预设的阈值，则主控模块223不再控制切换主馈线221而保持由该主馈线221工作，如果切换后的主馈线221其信号强度仍低于预设的阈值，则主控模块223继续控制切换至下一主馈线221，直至发现信号强度高于预设阈值的主馈线221，如果所有主馈线221的信号强度都低于预设的阈值，则切换至信号强度最强的主馈线221，使得终端设备23可排除同频干扰，致使终端设备23尽可能处在优良的通信环境中。
25.实施例3本实施例是作为基站的天线使用的，信号自动测量与切换装置31的信号切换模块36的输入口与基站收发机38电性连接。本实施例中的信号自动测量与切换装置31与实施例2中的信号自动测量与切换装置的不同之处在于：线路尺寸和部件位置不同。实施例2中的信号自动测量与切换装置中的所有主馈线它们的长度是不同的，所有测量馈线它们的长度也是不相同的，各信号监测器在各自所在的主馈线上的设置位置是不同的。如图3所示，本实施例中的信号自动测量与切换装置31中不但所有主馈线32的长度是相同的，所有测量馈线33的长度是相同的，而且各信号监测器34在各自所在的主馈线32上的设置位置是相同的。另外，本实施例中采用的球体状结构龙伯透镜35与实施例2中的圆柱体状结构龙伯透镜也不同；此外，本实施例中的信号自动测量与切换装置31是在各主馈线32的一端与信号切换模块36的输出口之间各自电性连接有收发模组37的，且各收发模组37在各自所在的主馈线32上的设置位置是相同的。本实施例通过对信号自动测量与切换装置31的线路尺寸和部件位置进行限定，使本实施例中的信号自动测量与切换装置31相对于实施例2中的信号自动测量与切换装置在使用时对各主馈线32的信号检测精准度更高。