[发明专利]天线和馈电电缆测试器以及测试方法

说明书

                           背景

本发明涉及一个天线和馈电电缆测试器，而且特别是涉及与移动电话通信系统中基站有关的天线和馈电电缆测试。

移动通信系统，例如蜂窝电话系统，一般依赖于使用无线电波与移动用户通信。如图1中所说明的，这样的系统有一个固定的站点，例如蜂窝电话系统基站(BS)101，通过发射(TX)馈电电缆103耦合到TX天线105。BS 101还通过接收(RX)馈电电缆107耦合到RX天线109。当系统工作时，无线频率信号从TX天线105发射到移动用户111。移动用户111发射的信号由RX天线109接收并通过RX馈电电缆107提供给BS 101。

因为TX和RX馈电电缆103、107以及TX和RX天线105、109的正常工作对于通信系统是很关键的，它们在安装的时候都进行测试，而且在工作过程中继续被监视。监视TX和RX馈电电缆103、107以及TX和RX天线105、109工作的两种方法一般为：直接测量电压驻波比(VSWR)和使用统计方法。在BS 101中提供测试装置113以便执行这些测试中的一种或两种。

为了测试发射通路，可以通过使用BS 101已经发射的一个信号的功率测量馈电电缆103和/或TX天线105的VSWR进行直接VSWR测量。使用位于BS 101内的测试装置113，将离开BS 101的功率与从TX馈线103反射进BS 101的功率相比较。较低的回波损耗说明较好的TX馈线/TX天线的结合(所有东西都被辐射了)；较高的回波损耗说明出了问题(例如，TX馈线103断开，丢失TX天线105，等等)。测量功能用定向耦合器和功率检测器来实现，这在本领域是熟知的。功率检测器也可以有窄带或宽带的不同种类。在时分多址(TDMA)系统中，功率检测器可以以每个时隙为基础工作(比较每个时隙中的前向和反向功率)。在非TDMA系统中，可以检测平均功率。TX天线105的测试还可以包括通过测量前向功率检查发射机(未示出)的状态。

为了测试接收通路，通过将测试音信号注入RX馈电电缆107的基站一边并测量反射信号来进行馈电电缆103和/或天线105的VSWR测量。或者，接收通路测试可以只包括统计方法，例如将接收到的信号强度与BS 101和移动用户111之间的已知距离相关联。(BS 101和移动用户111之间的距离可以通过测量从BS 101发射一个突发直到从移动用户111收到一个响应之间的持续时间来确定。在时分多址(TDMA)系统中，移动用户111的“周转”时间根据来自BS的命令调整，以便使来自不同移动用户的时隙以很好的TDMA顺序到达一个基站接收机而不产生交叠。)信号强度低于预期值可能表示RX天线109和RX馈电电缆107中一个或二者存在问题。

以最简单的形式，也可以使用统计方法检查通信系统的整个状况，包括TX和RX天线105、109和馈电电缆103、107。即，如果可交换通信业务，那么该系统肯定正常工作。如果在某些时间不能交换业务，那么就检测到问题。

上述的常规检测方法体现了很多问题。其中之一来自一般的馈电电缆存在大约3dB的损耗。因此即使天线被完全移走，在馈电电缆的BS端实现的VSWR测量仍不能检测到超过6dB的回波损耗。于是正如被测的回波损耗是天线VSWR的函数，它也是馈电电缆实际损耗的函数。测量精度可以通过在测量系统中测量评估馈电电缆损耗并且补偿这个损耗来提高。但是，即使馈电电缆的损耗已知，测量的精确性仍然很差。所以，尽管在馈线的BS侧可以做发射功率的精确测量，但由于VSWR测量的精度很有限，通过天线实际发射的功率大小仍然是不确定的。

统计方法尽管简单也有问题。开始时，这些方法的精度有限。而且，只有交换通信业务时才能使用统计方法。在这样的业务不存在时，不可能告知是否只是简单的无人呼叫这样的情况，还是因为天线未正常工作而没有接收到呼叫。当基站处于远端位置时这可能是一个严重的问题。例如，考虑位于群岛中一个小岛上的一个基站，在整个十一月份都没有交换一次呼叫。因为位置遥远，这可能只是简单的无人想打电话的自然结果。但是，也可能是十月里的一次暴风雪摧毁了RX天线。在这种情况下操作者必须有办法确定是否需要派遣一名维修员到该岛上去。

                          内容

因此本发明的目的是提供一种方法和装置精确确定天线和馈电电缆的状况。

本发明的另一个目的是从远地例如从基站控制对天线和馈电电缆进行的测量。