專利名稱：調(diào)諧基站求和網(wǎng)絡(luò)的一種方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及調(diào)諧基站求和網(wǎng)絡(luò)的一種方法，該求和網(wǎng)絡(luò)包括發(fā)射機、濾波裝置以及合并裝置，前述濾波裝置帶有接收發(fā)射機發(fā)送的信號的內(nèi)連接器和前轉(zhuǎn)濾波信號的外連接器，前述合并裝置帶有接收并合并從濾波裝置外連接器得到的信號的內(nèi)連接器和向基站天線裝置提供合并信號的外連接器，至少一個所述連接器是同軸連接器，包括一個延長的內(nèi)導(dǎo)體和一個包圍著內(nèi)導(dǎo)體并與內(nèi)導(dǎo)體共軸的基本成管狀的導(dǎo)體。本發(fā)明還涉及一種同軸連接器，包括一個延長的內(nèi)導(dǎo)體和一個包圍著內(nèi)導(dǎo)體并與內(nèi)導(dǎo)體共軸的基本成管狀的導(dǎo)體。本發(fā)明還涉及一種帶通濾波器，包括一個共振裝置，一個接收待濾波信號并將其傳送到共振器電磁場的內(nèi)導(dǎo)體，以及一個外連接器，用以從共振裝置電磁場接收濾波信號并將其進一步傳送，至少一個連接器，該連接器是一種同軸連接器并包括一個延長的內(nèi)導(dǎo)體和一個包圍著內(nèi)導(dǎo)體并與內(nèi)導(dǎo)體共軸的基本成管狀的導(dǎo)體。
本發(fā)明尤其涉及蜂窩無線系統(tǒng)中基站合并濾波器的求和網(wǎng)絡(luò)。合并濾波器是一種窄帶帶通濾波器，它調(diào)諧到相連的發(fā)射機的載頻，與該載頻發(fā)生諧振。濾波器的調(diào)整范圍通常是中頻的2-10％?；镜那蠛途W(wǎng)絡(luò)將從合并濾波器輸出得到的信號累加，并提供給基站天線。求和網(wǎng)絡(luò)通常包括一根連接到基站天線的同軸電纜，合并濾波器也連接到該電纜。為了能夠?qū)l(fā)射機的最大量發(fā)射功率傳送給天線，求和網(wǎng)絡(luò)必須調(diào)諧到基站發(fā)射機所使用的頻率信道。確切地講，求和網(wǎng)絡(luò)僅在一種頻率處調(diào)諧，但是隨著偏離優(yōu)化頻率，起初的不匹配并不明顯。這樣，在蜂窩無線系統(tǒng)中，通常在中頻頻帶的1％到3％寬的頻帶中使用求和網(wǎng)絡(luò)。
以前已知的求和網(wǎng)絡(luò)調(diào)諧基于與波長成比例的、精確定義長度的傳輸線路的使用。因為傳輸線路恰好等于正確長度，所以求和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化到了正確頻率。因為求和網(wǎng)絡(luò)支路所需電纜的長度的容差要求，求和網(wǎng)絡(luò)相當(dāng)昂貴。隨著工作頻率的增長，波長減小，另一方面，因為設(shè)備物理尺寸對求和網(wǎng)絡(luò)的機械長度設(shè)置了特定要求，求和網(wǎng)絡(luò)的電氣長度容易變得太長，合并器的工作頻帶將變窄。這樣，實際上傳輸合并器的工作頻帶由求和網(wǎng)絡(luò)決定，即如果需要改變工作頻帶，則必須改變求和網(wǎng)絡(luò)或求和網(wǎng)絡(luò)的一部分。
因為自動(遠程控制)可調(diào)整合并濾波器已經(jīng)較為普遍，簡單迅速地改變求和網(wǎng)絡(luò)的調(diào)諧的需求增加了。實際上，求和網(wǎng)絡(luò)的可用頻帶非常窄，如果還沒有調(diào)整好求和網(wǎng)絡(luò)的調(diào)諧，則基站發(fā)射機的頻率信道幾乎無法改變。以前所采用的解決方法，即安裝人員到基站現(xiàn)場用設(shè)計成用于新頻帶的接纜替換求和網(wǎng)絡(luò)的接纜，自然過于昂貴并占用太多時間。
本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種前述問題的解決方案，并提供一種方法，通過該方法可以更迅速、更容易和更精確地調(diào)諧求和網(wǎng)絡(luò)。該目標(biāo)通過本發(fā)明的方法實現(xiàn)，該方法的特征在于，在同軸連接器的內(nèi)導(dǎo)體和管狀導(dǎo)體之間設(shè)置一個由低損耗絕緣物質(zhì)或亞鐵磁性材料制成的可移動部件，可移動部件橫截面的寬度不等于長度，通過調(diào)整所述連接器反射波的相位角來調(diào)諧求和網(wǎng)絡(luò)，而前述相位角的調(diào)整則以下述方式實現(xiàn)在與所述橫截面基本垂直相交的軸上轉(zhuǎn)動可移動部件，從而改變該可移動部件和內(nèi)導(dǎo)體，和/或該可移動部件和外導(dǎo)體之間的距離。
本發(fā)明基于下述思想在具有固定求和網(wǎng)絡(luò)的基站中，用根據(jù)本發(fā)明的連接器替換求和網(wǎng)絡(luò)中使用的固定的內(nèi)連接器和/或外連接器，可以大幅度拓寬求和網(wǎng)絡(luò)的工作頻帶，在根據(jù)本發(fā)明的連接器中，可以通過將其中的絕緣或亞鐵磁性部件調(diào)整到一個適當(dāng)?shù)奈恢茫瑏碚{(diào)整該連接器反射波的相位角。因為在同軸結(jié)構(gòu)的內(nèi)導(dǎo)體和外導(dǎo)體之間存在著電磁場，轉(zhuǎn)動可移動部件會影響該可移動部件的電磁場，連接器反射系數(shù)相位角也為之改變。在本發(fā)明中，固定求和網(wǎng)絡(luò)中連接器的可調(diào)結(jié)構(gòu)補償了中頻處生成的波長誤差(＝反射系數(shù)S11的相位角誤差)。因為在濾波器或例如在求和網(wǎng)絡(luò)的一個求和點(星點)中設(shè)置了一個可調(diào)連接器，該濾波器和連接到求和網(wǎng)絡(luò)求和點的求和電纜的合并電氣長度總是正確的(n*λ/4)，即從求和點看到的S11相位角是0°(360°)。因此，本發(fā)明的方法的主要優(yōu)點在于，可以簡單迅速地修改求和網(wǎng)絡(luò)的調(diào)諧，而不需要修改求和網(wǎng)絡(luò)的電纜連接。
本發(fā)明還涉及在應(yīng)用本發(fā)明方法過程中可以使用的一種同軸連接器。本發(fā)明的連接器的特征在于，該連接器包括一個由低損耗絕緣物質(zhì)或亞鐵磁性材料制成的可移動部件，可移動部件橫截面的寬度不等于長度，為了調(diào)整該連接器反射波的相位角，在內(nèi)導(dǎo)體和外導(dǎo)體之間設(shè)置所述可移動部件，可移動部件可以在與所述橫截面基本垂直相交的軸上轉(zhuǎn)動，從而改變該可移動部件和內(nèi)導(dǎo)體，和/或該可移動部件和外導(dǎo)體之間的距離。
本發(fā)明還涉及一種帶通濾波器，本發(fā)明的方法可以應(yīng)用于該帶通濾波器，并可以在其中采用根據(jù)本發(fā)明的連接器。本發(fā)明的帶通濾波器的特征在于，所述同軸連接器包括一個由低損耗絕緣物質(zhì)或亞鐵磁性材料制成的可移動部件，可移動部件橫截面的寬度不等于長度，為了調(diào)整該連接器反射波的相位角，在內(nèi)導(dǎo)體和外導(dǎo)體之間設(shè)置所述可移動部件，可移動部件可以在與所述橫截面基本垂直相交的軸上轉(zhuǎn)動，從而改變該可移動部件和內(nèi)導(dǎo)體，和/或該可移動部件和外導(dǎo)體之間的距離。
根據(jù)本發(fā)明的方法、連接器和帶通濾波器的優(yōu)選實施例分別在后附相關(guān)權(quán)利要求2到4、5到8和10中說明。
下面結(jié)合附圖，通過例子更詳細地描述本發(fā)明，在附圖中

圖1的框圖說明了可以采用本發(fā)明方法的基站的求和網(wǎng)絡(luò)，以及圖2說明了根據(jù)本發(fā)明的帶通濾波器的第一優(yōu)選實施例。
圖1的框圖說明了可以采用本發(fā)明方法的基站的求和網(wǎng)絡(luò)。圖1所示的求和網(wǎng)絡(luò)可以是，例如GSM移動系統(tǒng)的基站的求和網(wǎng)絡(luò)，三個傳輸單元TX1-TX3通過網(wǎng)絡(luò)連接到通用的發(fā)射天線ANT。圖1所示的帶通濾波器1-3本身是眾所周知的濾波器，它們的傳輸頻帶最好能夠通過網(wǎng)管中心遠程控制來進行調(diào)整?？烧{(diào)絕緣共振器的結(jié)構(gòu)和操作，例如在芬蘭專利88227“Dielectric resonator”中描述。
圖1中每個傳輸單元TX1-TX3都連接到相應(yīng)可調(diào)帶通濾波器1-3的內(nèi)連接器5。相應(yīng)地，帶通濾波器1-3的外連接器6通過具有相等長度L的傳輸電纜7-9連接到求和元件4(星點)，在求和元件中累加來自不同發(fā)射機的信號，然后將這些信號送入天線ANT。調(diào)整到中頻的每個濾波器1-3的外連接器6總保持正確(n*λ/4)的濾波器1-3和連接到求和元件4的求和電纜7-9的合并電氣長度，即從求和元件4看到的反射波和傳播波是同相的。當(dāng)通過遠程控制調(diào)整帶通濾波器1-3的傳輸頻帶時，外連接器6最好自動調(diào)整到一個新的優(yōu)化值。
在圖1中，濾波器1-3的內(nèi)連接器5也是可調(diào)的。但是，因為外連接器的可調(diào)性，對求和操作而言這并不是必需的。
在本發(fā)明中，求和元件的內(nèi)連接器也可以是可調(diào)的，這與圖1所示不同。因為可以通過調(diào)整求和元件內(nèi)連接器的反射波的相位角來調(diào)諧求和網(wǎng)絡(luò)，所以在濾波器中可以采用通用的不可調(diào)外連接器。
圖2說明了根據(jù)本發(fā)明的帶通濾波器20的第一優(yōu)選實施例。圖2的帶通濾波器本身是眾所周知的，可以用于例如蜂窩無線系統(tǒng)的基站中，它包括一個共振器，后者包含由絕緣材料(例如陶瓷)制成的兩個元件21和22。
帶通濾波器20是可調(diào)的，因而操作員可以通過遠程控制調(diào)整共振器的共振頻率，使該頻率等于與其相連的傳輸單元的頻帶的中頻。為此，濾波器20包括一個通過支架23可以移動的激勵器(圖2中未示出)，固定在濾波器20外蓋上的與絕緣元件22相關(guān)的可移動絕緣元件21。絕緣元件21和22的相互位置則定義了共振器的共振頻率，圖2中該頻率例如在1805到1880MHz范圍內(nèi)變化。
在圖2中，帶通濾波器20的外連接器6是可調(diào)的，濾波器20通過它連接到基站求和網(wǎng)絡(luò)的求和元件，并進一步連接到天線。帶通濾波器的內(nèi)連接器25則是通用的不可調(diào)連接器25，帶通濾波器20通過它連接到傳輸單元。
帶通濾波器20的同軸可調(diào)外連接器6包括一個延長的內(nèi)導(dǎo)體26，以及一個基本成管狀的、與內(nèi)導(dǎo)體同軸的外導(dǎo)體27。在圖2中，內(nèi)導(dǎo)體26通過一個電感圈30連接到外導(dǎo)體27，需要連接到連接器6的同軸電纜通過它連接到共振器21-22的電磁場。
特別從圖2的放大圖中可以看出，在內(nèi)導(dǎo)體26和外導(dǎo)體27之間設(shè)置了一個可移動部件28，它具有較高絕緣系數(shù)，其橫截面的寬度不等于長度。在圖2中，可移動部件28具有一個橢圓形的橫截面。橢圓形元件28可以通過軸29(在圖2中以一點的形式示出)轉(zhuǎn)動，軸29從該元件的中點伸出，基本垂直于橢圓形的橫截面，從而可以改變元件28和內(nèi)導(dǎo)體26之間的距離，以及相應(yīng)的元件28和外導(dǎo)體27之間的距離。
因為內(nèi)導(dǎo)體26和外導(dǎo)體之間存在著一個電場E，轉(zhuǎn)動該元件就可以影響橢圓形元件28的電場，從而改變反射系數(shù)的相位角。該電場中的任何改變都取決于材料的選擇、元件28的大小以及元件28在連接器6中的位置。
在帶通濾波器20中最好設(shè)置一個激勵器(例如電機)，它通過從管狀導(dǎo)體27小孔(在該圖中未示出)伸出的軸29轉(zhuǎn)動橢圓形元件28。激勵器最好由同一個調(diào)整單元/控制信號控制，該信號根據(jù)共振器的共振頻率修改，使連接器6的反射波的相位角隨著帶通濾波器通帶頻率的改變而改變，從而使求和網(wǎng)絡(luò)保持調(diào)諧。
需要理解，上述描述和相關(guān)附圖僅用于說明本發(fā)明。對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，在不偏離后附權(quán)利要求書中公開的本發(fā)明的范圍和精神的前提下，可以通過許多方式對本發(fā)明進行修改和改進。
權(quán)利要求
1.調(diào)諧基站求和網(wǎng)絡(luò)的一種方法，該求和網(wǎng)絡(luò)包括發(fā)射機(TX1-TX3)，濾波裝置(1-3，20)，帶有接收發(fā)射機發(fā)送的信號的內(nèi)連接器(5，25)和前轉(zhuǎn)濾波信號的外連接器(6)，合并裝置(4)，帶有接收并合并從濾波裝置(1-3，20)外連接器得到的信號的內(nèi)連接器和向基站天線裝置(ANT)提供合并信號的外連接器，至少一個所述連接器(6)是同軸連接器，包括一個延長的內(nèi)導(dǎo)體(26)和一個包圍著內(nèi)導(dǎo)體并與內(nèi)導(dǎo)體共軸的基本成管狀的導(dǎo)體(27)，其特征在于在同軸連接器(6)的內(nèi)導(dǎo)體(26)和管狀導(dǎo)體(27)之間設(shè)置一個由低損耗絕緣物質(zhì)或亞鐵磁性材料制成的可移動部件(28)，可移動部件橫截面的寬度不等于長度，以及通過調(diào)整所述連接器(6)反射波的相位角來調(diào)諧該求和網(wǎng)絡(luò)，而前述相位角的調(diào)整則以下述方式實現(xiàn)在與所述橫截面基本垂直相交的軸(29)上轉(zhuǎn)動該可移動部件(28)，從而改變該可移動部件(28)和內(nèi)導(dǎo)體(26)之間，和/或該可移動部件(28)和外導(dǎo)體(27)之間的距離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，該可移動部件(28)的橫截面基本上是橢圓的，該可移動部件在軸(29)上轉(zhuǎn)動，軸(29)與基本橢圓的橫截面的中點垂直相交。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于，所述連接器是求和網(wǎng)絡(luò)濾波裝置(1-3，20)的一個內(nèi)連接器或外連接器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于，所述連接器(6)是基站求和網(wǎng)絡(luò)的合并器裝置(4)的一個內(nèi)連接器或外連接器。
5.一種同軸連接器(6)，包括一個延長的內(nèi)導(dǎo)體(26)和一個包圍著內(nèi)導(dǎo)體(26)并與內(nèi)導(dǎo)體共軸的基本成管狀的導(dǎo)體(27)，其特征在于連接器(6)包括一個由低損耗絕緣物質(zhì)或亞鐵磁性材料制成的可移動部件(28)，該可移動部件橫截面的寬度不等于長度，以及為了調(diào)整該連接器(6)反射波的相位角，在內(nèi)導(dǎo)體(26)和外導(dǎo)體(27)之間設(shè)置所述可移動部件(28)，可移動部件可以在與所述橫截面基本垂直相交的軸(29)上轉(zhuǎn)動，從而改變該可移動部件(28)和內(nèi)導(dǎo)體(26)之間，和/或該可移動部件(28)和外導(dǎo)體(27)之間的距離。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的連接器，其特征在于，所述可移動部件(28)的橫截面基本上是橢圓的，該可移動部件(28)可以在所述軸(29)上轉(zhuǎn)動，所述軸(29)與所述基本橢圓的橫截面的中點垂直相交，用以調(diào)整該連接器(6)反射波的相位角。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6的連接器，其特征在于，所述連接器(6)是一個同軸連接器，用以將同軸電纜連接到共振器的電磁場。
8.根據(jù)權(quán)利要求5到7中任意一個的連接器，其特征在于，所述可移動部件(28)由陶瓷或聚四氟乙烯制成。
9.一種帶通濾波器(1-3，20)，包括一個共振裝置(21，22)，一個接收待濾波信號并將其傳送到共振裝置(21，22)電磁場的內(nèi)導(dǎo)體(5，25)，以及一個外連接器(6)，用以從共振裝置電磁場接收濾波信號并將其進一步傳送，至少一個連接器(6)，該連接器是一種同軸連接器并包括一個延長的內(nèi)導(dǎo)體(26)和一個包圍著內(nèi)導(dǎo)體并與內(nèi)導(dǎo)體共軸的基本成管狀的導(dǎo)體(27)，其特征在于所述同軸連接器(6)包括一個由低損耗絕緣物質(zhì)或亞鐵磁性材料制成的可移動部件(28)，該可移動部件橫截面的寬度不等于長度，以及為了調(diào)整該連接器(6)反射波的相位角，在內(nèi)導(dǎo)體(26)和外導(dǎo)體(27)之間設(shè)置所述可移動部件(28)，可移動部件可以在與所述橫截面基本垂直相交的軸(29)上轉(zhuǎn)動，從而改變該可移動部件(28)和內(nèi)導(dǎo)體(26)之間，和/或該可移動部件(28)和外導(dǎo)體(27)之間的距離。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的濾波器，其特征在于，所述可移動部件(28)的橫截面基本上是橢圓的，該濾波器(20)還包括調(diào)整裝置(23)，用以調(diào)整共振器(21，22)的共振頻率，該頻率調(diào)整裝置(23)在操作上連接到可移動部件(28)以轉(zhuǎn)動該部件，從而在調(diào)整共振器共振頻率時，能夠調(diào)整該連接器(6)的反射波的相位角。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種同軸連接器(6),包括一個內(nèi)導(dǎo)體(26)和一個包圍著內(nèi)導(dǎo)體(26)的管狀導(dǎo)體(27)。為了提供一種可調(diào)連接器,連接器(6)包括一個由低損耗絕緣物質(zhì)或亞鐵磁性材料制成的部件(28),該部件橫截面的寬度不等于長度。為了調(diào)整該連接器(6)反射波的相位角,將該部件(28)設(shè)置在內(nèi)導(dǎo)體(26)和外導(dǎo)體(27)之間,可以在與所述橫截面基本垂直相交的軸(29)上轉(zhuǎn)動該部件(28),從而改變該可移動部件(28)和內(nèi)導(dǎo)體(26)之間,和/或該可移動部件(28)和外導(dǎo)體(27)之間的距離。
文檔編號H01R13/719GK1199510SQ97191160
公開日1998年11月18日 申請日期1997年8月27日 優(yōu)先權(quán)日1996年8月29日
發(fā)明者維里-馬蒂·薩卡, 蒂莫·宏帕 申請人:諾基亞電信公司