專利名稱：基于網(wǎng)絡(luò)分析儀和射頻開關(guān)的多天線測(cè)量系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多天線信道測(cè)量系統(tǒng)，尤其涉及一種基于網(wǎng)絡(luò)分析儀和射頻開關(guān)的多天線測(cè)量系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有無線通信信道測(cè)量平臺(tái) 主要包括時(shí)域測(cè)量平臺(tái)和頻域測(cè)量平臺(tái)兩種。相比于時(shí)域測(cè)量平臺(tái)，頻域測(cè)量平臺(tái)具有測(cè)量帶寬大，信噪比高，易于采用實(shí)驗(yàn)室通用儀器搭建等特點(diǎn)。現(xiàn)有技術(shù)中，基于網(wǎng)絡(luò)分析儀的頻域測(cè)量平臺(tái)用于多天線信道測(cè)量，但通常該測(cè)量采用手動(dòng)的方式對(duì)天線進(jìn)行切換，測(cè)量效率低、實(shí)時(shí)性差。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明解決的技術(shù)問題是構(gòu)建一種基于網(wǎng)絡(luò)分析儀和射頻開關(guān)的多天線測(cè)量系統(tǒng)，克服現(xiàn)有技術(shù)測(cè)量效率低、實(shí)時(shí)性差以及使用不方便的技術(shù)問題。本發(fā)明的技術(shù)方案是構(gòu)建一種基于網(wǎng)絡(luò)分析儀和射頻開關(guān)的多天線測(cè)量系統(tǒng)，包括進(jìn)行測(cè)量分析的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀、進(jìn)行信道切換的射頻開關(guān)、多個(gè)發(fā)射天線、多個(gè)接收天線，所述射頻開關(guān)包括連接所述多個(gè)發(fā)射天線第一射頻開關(guān)和連接所述多個(gè)接收天線的第二射頻開關(guān)，所述矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀經(jīng)所述第一射頻開關(guān)連接所述發(fā)射天線并向所述發(fā)射天線發(fā)出測(cè)量信號(hào)，所述矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀經(jīng)所述第二射頻開關(guān)連接所述接收天線接收所述接收天線收到的測(cè)量信號(hào)，所述第一射頻開關(guān)依次遍歷切換所述發(fā)射天線，所述第二射頻開關(guān)依次遍歷切換的所述接收天線，所述矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀通過切換的所述發(fā)射天線發(fā)出測(cè)量信號(hào)和切換的所述接收天線接收測(cè)量信號(hào)依次測(cè)出所述發(fā)射天線和所述接收天線之間所有的無線信道的幅度響應(yīng)和相位響應(yīng)。本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是所述射頻開關(guān)包括對(duì)多路天線進(jìn)行切換控制的控制單元。本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是所述控制單元包括電源模塊、信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊以及對(duì)多路天線進(jìn)行切換控制的控制模塊，所述控制模塊采用TTL電平控制所述第一射頻開關(guān)相應(yīng)的輸出端口和所述第二射頻開關(guān)相應(yīng)的輸入端口的導(dǎo)通與斷開。本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是所述多天線信道測(cè)量系統(tǒng)還包括對(duì)校準(zhǔn)單元，所述校準(zhǔn)單元對(duì)無線信道間的頻率響應(yīng)進(jìn)行校準(zhǔn)。本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是所述多天線信道測(cè)量系統(tǒng)還包括通過所述射頻開關(guān)控制所述發(fā)射天線切換和所述接收天線切換的計(jì)算機(jī)。本發(fā)明的技術(shù)方案是構(gòu)建一種基于網(wǎng)絡(luò)分析儀和射頻開關(guān)的多天線測(cè)量方法，包括進(jìn)行測(cè)量分析的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀、多個(gè)發(fā)射天線、多個(gè)接收天線，對(duì)發(fā)射天線進(jìn)行切換和接收天線進(jìn)行切換的射頻開關(guān)，所述信道測(cè)量方法包括如下步驟發(fā)送掃頻信號(hào)矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀發(fā)出掃頻信號(hào)通過所述發(fā)射天線發(fā)射；接收掃頻信號(hào)掃頻信號(hào)通過所述接收天線接收，然后送入所述矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀；測(cè)量信道所述矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)量所述發(fā)射天線和所述接收天線的無線信道的幅度響應(yīng)和相位響應(yīng)；遍歷切換天線通過所述射頻開關(guān)依次遍歷切換所述發(fā)射天線和所述接收天線，每次切換后重復(fù)上述發(fā)送掃頻信號(hào)、接收掃頻信號(hào)、測(cè)量信道的步驟，直到測(cè)量出所有發(fā)射天線和所有接收天線兩兩之間的無線信道的幅度響應(yīng)和相位響應(yīng)。本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是還包括計(jì)算機(jī)，所述計(jì)算機(jī)控制所述射頻開關(guān)切換的所述接收天線及切換所述發(fā)射天線。本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是還包括對(duì)無線信道的頻率響應(yīng)進(jìn)行校準(zhǔn)。 本發(fā)明的技術(shù)效果是本專利基于網(wǎng)絡(luò)分析儀和射頻開關(guān)的無線多天線測(cè)量系統(tǒng)，將時(shí)域平臺(tái)中的射頻開關(guān)和頻域平臺(tái)中的網(wǎng)絡(luò)分析儀有效結(jié)合，該系統(tǒng)在具備頻域測(cè)量優(yōu)點(diǎn)的前提下，一方面能夠利用遠(yuǎn)程控制實(shí)現(xiàn)無人測(cè)量，避免測(cè)量過程中的人為干擾，另一方面能夠基于Iabview軟件平臺(tái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)量，有效提高測(cè)量效率。

圖I為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明控制單元的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明的流程圖
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)一步說明。如圖I所示，本發(fā)明的具體實(shí)施方式
是構(gòu)建一種基于網(wǎng)絡(luò)分析儀和射頻開關(guān)的多天線測(cè)量系統(tǒng)，包括進(jìn)行測(cè)量分析的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀I、進(jìn)行信道切換的射頻開關(guān)(6、7)、多個(gè)發(fā)射天線3、多個(gè)接收天線2、對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大的低噪放大單元4及對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大的功率放大單元5，所述射頻開關(guān)(6、7)包括連接所述多個(gè)發(fā)射天線3第一射頻開關(guān)7和連接所述多個(gè)接收天線2的第二射頻開關(guān)6，所述第一射頻開關(guān)6經(jīng)所述功率發(fā)大單元5連接所述發(fā)射天線3，所述第二射頻開關(guān)6經(jīng)所述低噪放大單元4連接所述接收天線2，所述矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀I連接所述低噪放大單元4和所述功率放大單元5。所述矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀I經(jīng)所述第一射頻開關(guān)6連接所述發(fā)射天線3并向所述發(fā)射天線3發(fā)出測(cè)量信號(hào)，所述矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀I經(jīng)所述第二射頻開關(guān)7連接所述接收天線2接收所述接收天線2收到的測(cè)量信號(hào)，所述第一射頻開關(guān)6依次遍歷切換所述發(fā)射天線3，所述第二射頻開關(guān)7依次遍歷切換的所述接收天線2，所述矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀I通過切換的所述發(fā)射天線3發(fā)出測(cè)量信號(hào)和切換的所述接收天線接收測(cè)量信號(hào)依次測(cè)出所述發(fā)射天線3和所述接收天線2之間所有的無線信道的幅度響應(yīng)和相位響應(yīng)。如圖I所示，本發(fā)明的具體實(shí)施過程如下矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀I發(fā)出掃頻信號(hào)，該掃頻信號(hào)經(jīng)功率放大單元5放大后通過發(fā)射天線3發(fā)射，掃頻信號(hào)經(jīng)由無線信道被接收天線2所接收。接收天線2接收的掃頻信號(hào)被低噪放大單元4放大之后送入矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀1，所述矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀I經(jīng)所述第一射頻開關(guān)6連接所述發(fā)射天線3并向所述發(fā)射天線3發(fā)出測(cè)量信號(hào)，所述矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀I經(jīng)所述第二射頻開關(guān)7連接所述接收天線2接收所述接收天線2收到的測(cè)量信號(hào)。由于發(fā)射天線有多個(gè)，采用第一射頻開關(guān)6在多個(gè)發(fā)射天線間切換；由于接收天線2為多個(gè)，采用第二射頻開關(guān)6在多個(gè)接收天線2間切換，所述第一射頻開關(guān)6依次遍歷切換所述發(fā)射天線3，所述第二射頻開關(guān)7依次遍歷切換的所述接收天線2，所述矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀I通過切換的所述發(fā)射天線3發(fā)出測(cè)量信號(hào)和切換的所述接收天線接收測(cè)量信號(hào)依次測(cè)出所述發(fā)射天線3和所述接收天線2之間所有的無線信道的幅度響應(yīng)和相位響應(yīng)。本發(fā)明具體實(shí)施例中，所述多天線信道測(cè)量系統(tǒng)還包括通過所述射頻開關(guān)(6、7)控制所述發(fā)射天線3之間切換以及所述接收天線2之間切換的計(jì)算機(jī)8?；诰W(wǎng)絡(luò)分析儀I和射頻開關(guān)(6、7)的多天線信道測(cè)量系統(tǒng)的收發(fā)兩端均配備4根相同的全向天線，計(jì)算機(jī)8通過RS485串行數(shù)據(jù)通信總線控制單刀四擲射頻開關(guān)(6、7)，實(shí)現(xiàn)收發(fā)天線之間的自動(dòng)切換。計(jì)算機(jī)8負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)測(cè)量過程并存儲(chǔ)測(cè)量數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)分析儀I和所述低噪放大單元4及 所述功率放大單元5之間均采用電纜進(jìn)行連接。本發(fā)明的遍歷切換天線的過程如下以4發(fā)4收MMO信道測(cè)量為例，發(fā)射天線3包括四個(gè)Txl、TX2、TX3、TX4，接收天線包括四個(gè)Rxl、Rx2、Rx3、Rx4。首先將發(fā)射天線3切換到Txl，接收天線2切換到RxldiJ量Txl與Rxl之間的信道響應(yīng)。接收天線切換到Rx2，測(cè)量Txl與Rx2之間的信道響應(yīng)。……接收天線切換到Rx4，測(cè)量Txl與Rx4之間的信道響應(yīng)。將發(fā)射天線切換到Tx2，接收天線切換到Rxl，測(cè)量Tx2與Rxl之間的信道響應(yīng)。接收天線切換到Rx2，測(cè)量Tx2與Rx2之間的信道響應(yīng)?！邮仗炀€切換到Rx4，測(cè)量Tx2與Rx4之間的信道響應(yīng)?！钡綔y(cè)量完任意一根發(fā)射天線3和任意一根接收天線2之間的信道響應(yīng)。如圖2所示，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式是所述射頻開關(guān)(6、7)包括對(duì)多路天線進(jìn)行切換控制的控制單元(圖中未示出)。所述控制單元包括電源模塊、信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊以及對(duì)多路天線進(jìn)行切換控制的控制模塊，所述控制模塊采用TTL電平控制所述第一射頻開關(guān)6和所述第二射頻開關(guān)7相應(yīng)端口的導(dǎo)通與斷開。如圖I所示，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式是所述多天線信道測(cè)量系統(tǒng)還包括對(duì)校準(zhǔn)單元(圖中未示出)，所述校準(zhǔn)單元對(duì)無線信道的頻率響應(yīng)進(jìn)行校準(zhǔn)。具體過程為，測(cè)量所述功率放大單元、所述低噪放大單元、所述射頻開關(guān)的頻率響應(yīng)，在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)采用測(cè)量的所述功率放大單元5、所述低噪放大單元4、所述射頻開關(guān)(6, 7)的頻率響應(yīng)對(duì)無線信道的頻率響應(yīng)進(jìn)行校準(zhǔn)。如圖I、圖3所示，本發(fā)明的具體實(shí)施方式
是構(gòu)建一種基于網(wǎng)絡(luò)分析儀和射頻開關(guān)的多天線測(cè)量方法，包括進(jìn)行測(cè)量分析的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀I、多個(gè)發(fā)射天線3、多個(gè)接收天線2，對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大的低噪放大單元4及對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大的功率放大單元5，在發(fā)射天線3和接收天線2之間的無線信道進(jìn)行切換的射頻開關(guān)(6，7)、所述射頻開關(guān)(6、7)包括連接所述多個(gè)發(fā)射天線3第一射頻開關(guān)7和連接所述多個(gè)接收天線2的第二射頻開關(guān)6，所述第一射頻開關(guān)6經(jīng)所述功率發(fā)大單元5連接所述發(fā)射天線3，所述第二射頻開關(guān)6經(jīng)所述低噪放大單元4連接所述接收天線2，所述信道測(cè)量方法包括如下步驟包括進(jìn)行測(cè)量分析的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀I、進(jìn)行信道切換的射頻開關(guān)、多個(gè)發(fā)射天線、多個(gè)接收天線，所述信道測(cè)量方法包括如下步驟步驟100 :發(fā)送掃頻信號(hào)，即矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀I發(fā)出掃頻信號(hào)，掃頻信號(hào)經(jīng)功率放大單元5放大后通過所述射頻開關(guān)7切換的所述發(fā)射天線3發(fā)射；步驟200 :接收掃頻信號(hào)，即掃頻信號(hào)經(jīng)由無線信道通過所述射頻開關(guān)6切換的所述接收天線2接收，然后將接收的掃頻信號(hào)由所述低噪放大單元4放大之后送入所述矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀I ;步驟300 :測(cè)量信道，即所述矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀I測(cè)量所述發(fā)射天線3和所述接收天線2的無線信道的幅度響應(yīng)和相位響應(yīng)；步驟400 :遍歷切換天線，即通過所述射頻開關(guān)(6、7)依次遍歷切換所述發(fā)射天線3和所述接收天線2，每次切換后重復(fù)上述發(fā)送掃頻信號(hào)、接收掃頻信號(hào)、測(cè)量信道的步驟，直到測(cè)量出所有發(fā)射天線3和所有接收天線2兩兩之間的無線信道的幅度響應(yīng)和相位響應(yīng)。如圖I所示，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式是還包括計(jì)算機(jī)8，所述計(jì)算機(jī)8控制所述射頻開關(guān)(6，7)切換的所述接收天線2及切換所述發(fā)射天線3。所述多天線信道測(cè)量系統(tǒng)還包括對(duì)校準(zhǔn)單元(圖中未示出)，所述校準(zhǔn)單元對(duì)無線信道的頻率響應(yīng)進(jìn)行校準(zhǔn)。具體過程為，測(cè)量所述功率放大單元5、所述低噪放大單元4、所述射頻開關(guān)(6，7)的頻率響應(yīng)，在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)將測(cè)量的所述功率放大單元5、所述低噪放大單元4、所述射頻開關(guān)(6，7)的頻率響應(yīng)考慮進(jìn)去對(duì)無線信道的頻率響應(yīng)進(jìn)行校準(zhǔn)。本發(fā)明的遍歷切換天線的過程如下以4發(fā)4收MMO信道測(cè)量為例，發(fā)射天線3包括四個(gè)Txl、TX2、TX3、TX4，接收天線包括四個(gè)Rxl、Rx2、Rx3、Rx4。首先將發(fā)射天線3切換到Txl，接收天線2切換到RxldiJ量Txl與Rxl之間的信道響應(yīng)。接收天線切換到Rx2，測(cè)量Txl與Rx2之間的信道響應(yīng)?！邮仗炀€切換到Rx4，測(cè)量Txl與Rx4之間的信道響應(yīng)。將發(fā)射天線切換到Tx2，接收天線切換到Rxl，測(cè)量Tx2與Rxl之間的信道響應(yīng)。接收天線切換到Rx2，測(cè)量Tx2與Rx2之間的信道響應(yīng)。……接收天線切換到Rx4，測(cè)量Tx2與Rx4之間的信道響應(yīng)?！钡綔y(cè)量完任意一根發(fā)射天線3和任意一根接收天線2之間的信道響應(yīng)。本發(fā)明的技術(shù)效果是本專利基于網(wǎng)絡(luò)分析儀和射頻開關(guān)的多天線測(cè)量系統(tǒng)，將時(shí)域平臺(tái)中的射頻開關(guān)和頻域平臺(tái)中的網(wǎng)絡(luò)分析儀有效結(jié)合，該系統(tǒng)在具備頻域測(cè)量優(yōu)點(diǎn)的前提下，一方面能夠利用遠(yuǎn)程控制實(shí)現(xiàn)無人測(cè)量，避免測(cè)量過程中的人為干擾，另一方面能夠基于Iabview軟件平臺(tái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)量，有效提高測(cè)量效率。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.ー種基于網(wǎng)絡(luò)分析儀和射頻開關(guān)的多天線測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，包括進(jìn)行測(cè)量分析的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀、進(jìn)行信道切換的射頻開關(guān)、多個(gè)發(fā)射天線、多個(gè)接收天線，所述射頻開關(guān)包括連接所述多個(gè)發(fā)射天線第一射頻開關(guān)和連接所述多個(gè)接收天線的第二射頻開關(guān)，所述矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀經(jīng)所述第一射頻開關(guān)連接所述發(fā)射天線并向所述發(fā)射天線發(fā)出測(cè)量信號(hào)，所述矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀經(jīng)所述第二射頻開關(guān)連接所述接收天線接收所述接收天線收到的測(cè)量信號(hào)，所述第一射頻開關(guān)依次遍歷切換所述發(fā)射天線，所述第二射頻開關(guān)依次遍歷切換的所述接收天線，所述矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀通過切換的所述發(fā)射天線發(fā)出測(cè)量信號(hào)和切換的所述接收天線接收測(cè)量信號(hào)依次測(cè)出所述發(fā)射天線和所述接收天線之間所有的無線信道的幅度響應(yīng)和相位響應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述基于網(wǎng)絡(luò)分析儀和射頻開關(guān)的多天線測(cè)量系統(tǒng)，其特征在干，所述射頻開關(guān)包括對(duì)多路天線進(jìn)行切換控制的控制單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述基于網(wǎng)絡(luò)分析儀和射頻開關(guān)的多天線測(cè)量系統(tǒng)，其特征在干，所述控制単元包括電源模塊、信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊以及對(duì)多路天線進(jìn)行切換控制的控制模塊，所述控制模塊采用TTL電平控制所述第一射頻開關(guān)相應(yīng)的輸入輸出端ロ導(dǎo)通與斷開和所述第二射頻開關(guān)相應(yīng)的輸入輸出端ロ的導(dǎo)通與斷開。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述基于網(wǎng)絡(luò)分析儀和射頻開關(guān)的多天線測(cè)量系統(tǒng)，其特征在干，所述多天線信道測(cè)量系統(tǒng)還包括對(duì)校準(zhǔn)単元，所述校準(zhǔn)単元對(duì)無線信道間的頻率響應(yīng)進(jìn)行校準(zhǔn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述基于網(wǎng)絡(luò)分析儀和射頻開關(guān)的多天線測(cè)量系統(tǒng)，其特征在干，所述多天線信道測(cè)量系統(tǒng)還包括通過所述射頻開關(guān)控制所述發(fā)射天線之間切換和所述接收天線之間切換的計(jì)算機(jī)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種基于網(wǎng)絡(luò)分析儀和射頻開關(guān)的多天線測(cè)量系統(tǒng)，將時(shí)域平臺(tái)中的射頻開關(guān)和頻域平臺(tái)中的網(wǎng)絡(luò)分析儀有效結(jié)合，該系統(tǒng)在具備頻域測(cè)量優(yōu)點(diǎn)的前提下，一方面能夠利用遠(yuǎn)程控制實(shí)現(xiàn)無人測(cè)量，避免測(cè)量過程中的人為干擾，另一方面能夠基于labview軟件平臺(tái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)量，有效提高測(cè)量效率。
文檔編號(hào)H04B17/00GK202424728SQ201120528530
公開日2012年9月5日 申請(qǐng)日期2011年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月16日
發(fā)明者丁麗琴, 張乃通, 張繼良, 汪洋, 閆大勇 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)深圳研究生院