一种基站天线振子的监测方法、系统及集成监测设备

摘要

本发明公开了一种基站天线振子的监测方法、系统及集成监测设备，用以监测基站天线振子是否异常。本发明提供的基站天线振子的监测方法包括：将获取到的基站天线振子的传输信号分别进行检波和模数转换，得到该传输信号的直流信号的数字信号；确定设定时间长度内数字信号的变化幅度，当该变化幅度大于预先设置的变化幅度门限值时，确定天线振子异常，否则，确定天线振子正常。

权利要求

1.一种基站天线振子的监测方法，其特征在于，包括：

将获取到的基站天线振子的传输信号分别进行检波和模数转换，得到所述传输信号的直流信号的数字信号；

确定设定时间长度内所述数字信号的变化幅度值，当该变化幅度值大于预先设置的变化幅度门限值时，确定所述天线振子异常，否则，确定所述天线振子正常。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取所述基站天线振子的传输信号的具体方法，包括：通过射频耦合器耦合出基站末级功分电路的传输信号，其中，每一末级功分电路连接两个或两个以上相同极化的振子；或通过射频耦合器耦合出基站次末级功分电路的传输信号，其中，每一次末级功分电路连接两个或两个以上相同极化的振子；或通过磁环感应器感应出基站天线振子的传输信号。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，当确定所述天线振子异常之后，该方法还包括：生成与所述天线振子相对应的告警信号，并将该告警信号发送给控制平台。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述将该告警信号发送给控制平台，具体包括：将该告警信号通过射频电缆发送给控制平台；或者

采用天线数据接口AISG协议将该告警信号嵌入基站天线振子发射的射频信号中，通过连接天线端口和基站的射频电缆发送给控制平台；或者将该告警信号通过无线的方式发送给控制平台。

5.一种基站天线振子的监测系统，其特征在于，包括：

信号获取单元，用于获取基站天线振子的传输信号；

集成监测设备，用于将获取到的基站天线振子的传输信号分别进行检波和模数转换，得到所述传输信号的直流信号的数字信号；确定设定时间长度内所述数字信号的变化幅度，当该变化幅度大于预先设置的变化幅度门限值时，确定所述天线振子异常，否则，确定所述天线振子正常。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述信号获取单元，包括用于耦合基站每一末级功分电路的射频耦合器，其中，每一末级功分电路连接两个或两个以上相同极化的振子。

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述信号获取单元，包括用于耦合基站每一次末级功分电路的射频耦合器，其中，每一次末级功分电路连接两个或两个以上相同极化的振子。

8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述信号获取单元，包括用于感应每一个基站天线振子的传输信号的磁环感应器。

9.根据权利要求5至8任一所述的系统，其特征在于，所述集成监测设备，包括：对数检波器，用于接收基站天线振子的传输信号，并进行检波，输出基站天线振子的传输信号的直流信号给模数转换器；

模数转换器，用于将基站天线振子的传输信号的直流信号转换成数字信号，并输出给微控制器；

微控制器，用于确定设定时间长度内所述数字信号的变化幅度，当该变化幅度大于预先设置的变化幅度门限值时，确定所述天线振子异常，否则，确定所述天线振子正常。

10.根据权利要求5至8任一项所述的系统，其特征在于，所述集成监测设备包括至少一个控制单元，其中，每一个控制单元具体包括：切换开关，用于选择基站天线振子的传输信号输出给检波器；

检波器，用于接收切换开关输出的基站天线振子的传输信号，并进行检波，输出基站天线振子的传输信号的直流信号给控制器；

控制器，用于将基站天线振子的传输信号的直流信号转换成数字信号，并确定设定时间长度内所述数字信号的变化幅度，当该变化幅度大于预先设置的变化幅度门限值时，确定所述天线振子异常，否则，确定所述天线振子正常。

11.一种集成监测设备，其特征在于，包括：

对数检波器，用于接收基站天线振子的传输信号，并进行检波，输出基站天线振子的传输信号的直流信号给模数转换器；

模数转换器，用于将基站天线振子的传输信号的直流信号转换成数字信号，并输出给微控制器；

微控制器，用于确定设定时间长度内所述数字信号的变化幅度，当该变化幅度大于预先设置的变化幅度门限值时，确定所述天线振子异常，否则，确定所述天线振子正常。

12.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，所述集成监测设备还包括串口单元，其中：所述微控制器，还用于当确定所述天线振子异常之后，生成与该天线振子相对应的告警信号，并输出给串口单元；

所述串口单元，用于将所述告警信号转换成串行信号后发送给控制平台。

13.根据权利要求12所述的设备，其特征在于，所述集成监测设备还包括嵌入单元，其中：所述串口单元，还用于将所述告警信号转换成串行信号后发送给嵌入单元；

所述嵌入单元，用于采用天线数据接口AISG协议将该串行信号嵌入基站天线振子发射的射频信号中，通过连接天线端口和基站的射频电缆发送给控制平台。

14.一种集成监测设备，其特征在于，包括至少一个控制单元，其中，每一个控制单元具体包括：切换开关，用于选择基站天线振子的传输信号输出给检波器；

检波器，用于接收切换开关输出的基站天线振子的传输信号，并进行检波，输出基站天线振子的传输信号的直流信号给控制器；

控制器，用于将基站天线振子的传输信号的直流信号转换成数字信号，并确定设定时间长度内所述数字信号的变化幅度，当该变化幅度大于预先设置的变化幅度门限值时，确定所述天线振子异常，否则，确定所述天线振子正常。

15.根据权利要求14所述的设备，其特征在于，所述控制单元中具有多个切换开关，多个切换开关采用级联形式衔接，切换开关的RF1和RF2管脚分别用于输入不同基站天线振子的传输信号，切换开关的RFC管脚用于向所述检波器或向下一级切换开关输出经本切换开关选择的天线振子的传输信号。

16.根据权利要求14所述的设备，其特征在于，所述集成监测设备还包括与所述每一个控制单元相连的转接器，其中；

所述控制器，还用于当确定所述天线振子异常之后，生成与该天线振子相对应的告警信号，并输出给转接器；

所述转接器，用于将接收到的告警信号转换成串行信号后发送给控制平台。

17.根据权利要求16所述的设备，其特征在于，所述集成监测设备还包括嵌入单元：所述转接器，还用于将接收到的告警信号转换成串行信号后发送给嵌入单元；

所述嵌入单元，用于采用天线数据接口AISG协议将该串行信号嵌入基站天线振子发射的射频信号中，通过连接天线端口和基站的射频电缆发送给控制平台。

说明书

一种基站天线振子的监测方法、系统及集成监测设备

技术领域

[0001] 本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种基站天线振子的监测方法、系统及集成监测设备。

背景技术

[0002] 基站天线，普遍采用振子组阵的方式，以形成具有较高增益并满足一定赋形要求的电磁波束，用于传递无线通讯信号。当前，装备较多振子的基站天线逐渐成为主流，特别是时分同步码分多址接入(TD-SCDMA，Time Division Synchronized Code Division Multiple Access)智能天线和长期演进(LTE，Long Term Evolution)系统的多输入多输出(MIMO)天线，不仅在天线垂直面组阵，同时还需要在水平面形成多列天线阵。

[0003] 基站阵列天线中振子很多，当其中某个天线振子因为某种原因(例如：短路或馈电开路)不能正常工作时，阵列主端口反射系数往往不会恶化得很严重，基站不会发出驻波告警。但是，此时阵列方向图却会受到明显影响，比如波瓣图不够对称、旁瓣抑制差、增益下降等。

[0004] 现有技术提供了监测基站天馈系统的驻波比，并输出不同级别告警信号的驻波监测电路，以及基于该电路的驻波监测方法，但该监测方法使用的电路设计复杂，且监测对象是天馈线与射频端器件连接处的射频信号，对于基站天线内部振子的驻波情况无法探测。

[0005] 综上所述，现有技术仅针对射频前端电路与天馈线端口之间的射频信号进行监测，在该射频信号驻波异常时，给予不同级别的告警信号。然而，对于大天线阵，当天线内部个别振子出现虚焊、短路、振子机械结构破环等异常情况时，天馈线连接射频前端电路处的射频信号驻波并不会出现明显异常，因而无法监测天线阵内部振子异常的情况。

发明内容

[0006] 本发明实施例提供了一种基站天线振子的监测方法、系统及集成监测设备，用以监测基站天线振子是否异常。

[0007] 本发明实施例提供的一种基站天线振子的监测方法，包括：

[0008] 将获取到的基站天线振子的传输信号分别进行检波和模数转换，得到所述传输信号的直流信号的数字信号；

[0009] 确定设定时间长度内所述数字信号的变化幅度，当该变化幅度大于预先设置的变化幅度门限值时，确定所述天线振子异常，否则，确定所述天线振子正常。

[0010] 本发明实施例提供的一种基站天线振子的监测系统，包括：

[0011] 信号获取单元，用于获取基站天线振子的传输信号；

[0012] 集成监测设备，用于将获取到的基站天线振子的传输信号分别进行检波和模数转换，得到所述传输信号的直流信号的数字信号；确定设定时间长度内所述数字信号的变化幅度，当该变化幅度，大于预先设置的变化幅度门限值时，确定所述天线振子异常，否则，确定所述天线振子正常。

[0013] 本发明实施例提供的一种集成监测设备，包括：

[0014] 对数检波器，用于接收基站天线振子的传输信号，并进行检波，输出基站天线振子的传输信号的直流信号给模数转换器；

[0015] 模数转换器，用于将基站天线振子的传输信号的直流信号转换成数字信号，并输出给微控制器；

[0016] 微控制器，用于确定设定时间长度内所述数字信号的变化幅度，当该变化幅度大于预先设置的变化幅度门限值时，确定所述天线振子异常，否则，确定所述天线振子正常。

[0017] 本发明实施例提供的另一种集成监测设备，包括至少一个控制单元，其中，每一个控制单元具体包括：

[0018] 切换开关，用于选择基站天线振子的传输信号输出给检波器；

[0019] 检波器，用于接收切换开关输出的基站天线振子的传输信号，并进行检波，输出基站天线振子的传输信号的直流信号给控制器；

[0020] 控制器，用于将基站天线振子的传输信号的直流信号转换成数字信号，并确定设定时间长度内所述数字信号的变化幅度，当该变化幅度大于预先设置的变化幅度门限值时，确定所述天线振子异常，否则，确定所述天线振子正常。

[0021] 本发明实施例，将获取到的基站天线振子的传输信号分别进行检波和模数转换，得到该传输信号的直流信号的数字信号；确定设定时间长度内数字信号的变化幅度，当该变化幅度，大于预先设置的变化幅度门限值时，确定天线振子异常，否则，确定天线振子正常，从而实现了对基站天线内每个振子是否异常的监测。

附图说明

[0022] 图1为本发明实施例提供的一种基站天线振子的监测方法的流程示意图；

[0023] 图2为本发明实施例提供的针对基站的2×4平面天线阵上设置射频耦合器和检测端口的示意图；

[0024] 图3为本发明实施例提供的针对基站的2×4平面天线阵上设置射频耦合器和检测端口的示意图；

[0025] 图4为本发明实施例提供的针对基站的2×4平面天线阵上设置磁环感应器和检测端口的示意图；

[0026] 图5为本发明实施例提供的一种基站天线振子的监测系统的结构示意图；

[0027] 图6为本发明实施例提供的一种集成监测设备的结构示意图；

[0028] 图7为本发明实施例提供的控制单元置于基站天线上的结构示意图；

[0029] 图8为本发明实施例提供的控制单元的结构示意图；

[0030] 图9为本发明实施例提供的监测系统连接到PC上的示意图；

[0031] 图10为本发明实施例提供的控制单元的电路图；

[0032] 图11为本发明实施例提供的MAX2015的电路图；

[0033] 图12为本发明实施例提供的控制器的结构图；

[0034] 图13为本发明实施例提供的一种集成监测设备的结构示意图。

具体实施方式

[0035] 本发明实施例提供了一种基站天线振子的监测方法、系统及集成监测设备，用以监测基站天线振子是否异常。下面结合附图对本发明实施例提供的技术方案进行说明。

[0036] 参见图1，本发明实施例提供的一种基站天线振子的监测方法，包括以下步骤：

[0037] S101、将获取到的基站天线振子的传输信号分别进行检波和模数转换，得到基站天线振子的传输信号的直流信号的数字信号；

[0038] S102、确定设定时间长度内数字信号的变化幅度，当该变化幅度大于预先设置的变化幅度门限值时，确定天线振子异常，否则，确定天线振子正常。

[0039] 具体地，本发明实施例提供的上述方法可以通过在基站天线振子外部加装相应的设备，或者通过在基站天线内部加装相应的设备实现，在此并不做具体限定。

[0040] 较佳地，在上述步骤S101中获取基站天线振子的传输信号的具体方法可以包括以下几种方式：

[0041] 1、通过射频耦合器耦合出基站每一末级功分电路的传输信号，其中，每一末级功分电路连接两个或两个以上相同极化的振子。

[0042] 也就是说，基站天线的每一末级功分电路对应两个射频耦合器，其中，一个射频耦合器用于耦合出一个极化的天线的传输信号，另一射频耦合器用于耦合出另一个极化的天线的传输信号，即射频耦合器与基站天线的每一极化的天线振子一一对应。

[0043] 2、通过射频耦合器耦合出基站天线次末级功分电路(即末级功分电路的上一级功分电路)的传输信号，每一次末级功分电路对应两个射频耦合器，其中，一个射频耦合器用于耦合出与其相连的相同极化的天线的传输信号，另一射频耦合器用于耦合出与其相连的另一个极化的天线的传输信号。此时，每一个射频耦合器与两个以上的天线振子相对应。

[0044] 以此类推，通过射频耦合器耦合出基站天线次末级功分电路以上任一级(最初一级功分电路为第一级功分电路)的功分电路的传输信号，每一该级功分电路对应两个射频耦合器，其中，一个射频耦合器用于耦合出与其相连的相同极化的天线的传输信号，另一射频耦合器用于耦合出与其相连的另一个极化的天线的传输信号。

[0045] 其中，射频耦合器耦合的功分电路能量可以根据具体的实际应用要求进行设置，通常取15～25dB之间的某一个值。

[0046] 上述两种方式都是通过在基站天线内部相应的位置设置射频耦合器实现的。

[0047] 3、通过磁环感应器感应出基站天线振子的传输信号。

[0048] 可以在基站天线外部加装磁环感应器，将磁环感应器设置在每个基站天线辐射阵元的上方，通过磁环感应器的电磁感应作用感应出每个辐射阵元的传输信号，从而达到提取每个振子的传输信号的效果，并且此磁环感应器外置于基站天线，无需改变基站天线的内部结构，并且此外置磁环感应器可以拆卸，这样便于重复使用到同款的基站天线上进行监测。

[0049] 较佳地，在上述步骤S102中，根据预先设置的变化幅度门限值监测基站天线振子是否异常，具体包括：

[0050] 当设定时间长度内数字信号的变化幅度大于预先设置的变化幅度门限值时，确定数字信号对应的天线振子异常，否则，确定数字信号对应的天线振子正常。

[0051] 其中，上述设定时间长度可以根据具体的实际应用要求进行设置，例如：1秒或1分钟或1小时等等，在此不做限定。

[0052] 并且预先设置的变化幅度门限值也可以根据具体的实际应用要求进行设置，一般取1.5～2dB。

[0053] 较佳地，本发明实施例提供的上述方法中，当确定数字信号对应的天线振子异常之后，还包括以下流程：

[0054] 生成与该天线振子相对应的告警信号，并将该告警信号通过射频电缆发送给控制平台，或者采用天线数据接口(AISG，Antenna Interface Standards Group)协议将该告警信号嵌入基站天线振子发射的射频信号中，通过连接天线端口和基站的射频电缆发送给控制平台，或者将该告警信号通过无线的方式发送给控制平台。

[0055] 上述控制平台，用于实时监测天线振子是否异常。

[0056] 本发明实施例，可以通过设置在天线阵列内部馈电网络功分电路上的射频耦合器，耦合出功分电路的传输信号，该传输信号可以为射频信号或射频反射信号，通过检波和数模转换电路提取直流数字信号。当天线阵列中某个振子损坏，馈电网络阻抗匹配失效，相应的功分电路上的射频反射信号增强，提取的反射信号的直流部分相应也会增强，通过监控直流信号强度的变化，可以得出振子是否工作异常的判断，继而对整个天线阵列的工作状态进行全方位的监测。

[0057] 本发明实施例，也可以通过设置在天线阵列外部的磁环感应器感应出每个振子的传输信号，该传输信号可以为射频信号或射频反射信号，通过检波和数模转换电路提取直流数字信号。当天线阵列中某个振子损坏，辐射阵元上的射频信号减弱，提取的射频信号的直流部分相应地会减弱，通过监控直流信号强度的变化，可以得出振子是否工作异常的判断，继而对整个天线阵列的工作状态进行全方位的监测。

[0058] 下面给出具体实施例的说明。

[0059] 以2×4双极化平面阵为例，说明本发明实施例提供的技术方案的工作原理。

[0060] 第一种为：通过设置在天线阵列内部馈电网络功分电路上的射频耦合器，耦合出功分电路的传输信号的方式，获取基站天线振子的传输信号。

[0061] 例如，图2所示是一个普通的2×4平面天线阵，该天线阵分2列，每列有4个振子，每个振子有2个交叉馈电端口，支持双极化工作模式，这样天线共有4个射频端口，分别为端口1、端口2、端口3及端口4。端口A至H为本发明实施例中的用于监测基站天线振子的检测端口。

[0062] 以端口1为例，端口1输入的传输信号，经过第1级功分电路(1)，分别进入第2级功分电路，即末级功分电路(1)和末级功分电路(2)，在末级功分电路(1)和末级功分电路(2)旁边分别放置了射频耦合器1和射频耦合器2。射频耦合器1和射频耦合器2耦合出的射频信号通过电路传输到端口B和端口A。端口B和端口A由射频电缆连接到后端的集成监测设备。

[0063] 对于其他端口，与端口1同理，可参见图2，在此不予以赘述。

[0064] 再例如，图3所示也是一个普通的2×4平面天线阵，与上述实施例不同的是，增多了检测端口，A1至H2都是用于监测基站天线振子的检测端口。相应地，射频耦合器也增多了，图2中，是以末级功分电路为单位设置射频耦合器，而图3中，是以振子为单位设置射频耦合器。

[0065] 按图3设置射频耦合器和检测端口的方式，可以检测出每一辐射振元的每一极化振子的工作情况。例如，参见图3，耦合器1用于耦合出辐射振元a的+45°极化振子的信号，并传给端口A1，因此端口A1输出的信号对应的检测结果，表明了振元a的+45°极化振子的工作情况。

[0066] 而按图2设置射频耦合器和检测端口的方式，可以检测出每一末级功分电路对应的同一极化的两个振子的的工作情况。例如，参见图2，耦合器1用于耦合出振元a和b的+45°极化振子的信号，并传给端口B，因此端口B输出的信号对应的检测结果，表明了振元a和b的+45°极化振子的工作情况。

[0067] 第二种为：通过设置在天线阵列外部的磁环感应器感应出每个振子的传输信号的方式，获取基站天线振子的传输信号。

[0068] 图4是一个普通的2×4平面天线阵，该天线阵分2列，每列有4个振子(分别是a、b、c、d)，每个振子有2个交叉馈电端口，支持双极化工作模式。这样天线阵共有4个射频端口，分别为天线端口1、端口2、端口3及端口4。端口A至H’为本发明实施例中的用于监测基站天线振子的检测端口。

[0069] 将外置的磁环感应器a至磁环感应器h放在基站天线的每个阵元上方，通过阵元上方的各磁环感应器提取射频信号，并将此射频信号通过电路传输到对应的端口上，端口由射频电缆连接到后端的集成监测设备。

[0070] 基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种基站天线振子的监测系统和集成监测设备，由于该系统和设备解决问题的原理与前述一种基站天线振子的监测方法相似，因此该系统和设备的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。

[0071] 参见图5，本发明实施例提供的一种基站天线振子的监测系统，包括：

[0072] 信号获取单元101，用于获取基站天线振子的传输信号。例如，将图2中的端口A至端口H的传输信号统一输出给集成监测设备102。

[0073] 集成监测设备102，用于将获取到的基站天线振子的传输信号分别进行检波和模数转换，得到传输信号的直流信号的数字信号；确定设定时间长度内数字信号的变化幅度，并根据预先设置的变化幅度门限值，监测基站天线振子是否正常，具体的，当该变化幅度大于预先设置的变化幅度门限值时，确定天线振子异常，否则，确定天线振子正常。

[0074] 可以将射频功率传感器电路、射频开关电路、微处理器电路、电源接口及通信接口等集成后，得到上述集成监测设备102。

[0075] 较佳地，信号获取单元101，可以包括与基站天线的某一级的每一功分电路相对应的射频耦合器，其中，该功分电路的每一支路附近分别放置对应的射频耦合器。其中，上述射频耦合器设置于基站天线内部。

[0076] 例如：信号获取单元101，包括用于耦合基站每一末级功分电路的射频耦合器；或者，所述信号获取单元101，包括用于耦合基站每一次末级功分电路的射频耦合器。

[0077] 较佳地，信号获取单元101，也可以包括用于感应每一个基站天线振子的传输信号的磁环感应器。其中，上述磁环感应器放置在基站天线的外部。

[0078] 本发明实施例中提供的集成监测设备102在实际应用中可以制作成单独的产品，也可以和信号获取单元101集成到同一产品中，在此不做限定。

[0079] 本发明实施例提供的集成监测设备102的一种结构，如图5所示，包括：

[0080] 对数检波器201，用于接收基站天线振子的传输信号，并进行检波，输出基站天线振子的射频信号的直流信号给模数转换器202；

[0081] 模数转换器202，用于将基站天线振子的射频信号的直流信号转换成数字信号，并输出给微控制器203；

[0082] 微控制器203，用于确定设定时间长度内所述数字信号的变化幅度，当该变化幅度大于预先设置的变化幅度门限值时，确定天线振子异常，否则，确定天线振子正常。

[0083] 较佳地，上述集成监测设备102还包括串口单元204，其中：

[0084] 微控制器203，还用于确定所述天线振子异常之后，生成与该天线振子相对应的告警信号，并输出给串口单元204；

[0085] 串口单元204，用于将告警信号转换成串行信号后发送给控制平台。

[0086] 串口单元204，可以将该告警信号通过射频电缆发送给控制平台，或者，将该告警信号通过无线的方式发送给控制平台。

[0087] 或者，在上述串口单元204与控制平台之间，还包括嵌入单元205，其中；

[0088] 串口单元204，还用于将告警信号转换成串行信号后发送给嵌入单元205；

[0089] 嵌入单元205，用于采用天线数据接口(AISG)协议将该串行信号嵌入基站天线振子发射的射频信号中，通过连接天线端口和基站的射频电缆发送给控制平台。

[0090] 具体实施中，上述集成监测设备102还包括供电单元206，用于向微控制器203提供电源。

[0091] 上述对数检波器201，可以为MAX2015型号的对数检波器；串口单元204可以为RS485型号的串口单元。

[0092] 另外，上述集成监测设备102中，可以将上述模数转换器202和微控制器203集成到一个芯片上，例如，由LPC1751型号的芯片实现模数转换器202和微控制器203的功能。

[0093] 图6示出了本发明实施例提供的集成监测设备102的另一种结构，该集成监测设备包括：至少一个控制单元，其中每一个控制单元可以控制天线阵中的一列振子，如图7所示。

[0094] 其中，每个控制单元具体的结构如图8所示，包括：

[0095] 切换开关，用于选择基站天线振子的传输信号输出给检波器；

[0096] 检波器，用于接收切换开关输出的基站天线振子的传输信号，并进行检波，输出基站天线振子的传输信号的直流信号给控制器；

[0097] 控制器，用于将基站天线振子的传输信号的直流信号转换成数字信号，并确定设定时间长度内数字信号的变化幅度，当该变化幅度大于预先设置的变化幅度门限值时，确定天线振子异常，否则，确定天线振子正常。

[0098] 较佳地，如图6所示，集成监测设备还包括：与每一个控制单元相连的转接器；

[0099] 控制器，还用于当确定天线振子异常之后，生成与该天线振子相对应的告警信号，并输出给转接器；

[0100] 转接器，用于将接收到的告警信号转换成串行信号后发送给控制平台。

[0101] 较佳地，上述集成监测设备，还包括嵌入单元，其中：

[0102] 转接器，还用于将接收到的告警信号转换成串行信号后发送给嵌入单元；

[0103] 嵌入单元，用于采用AISG协议将该串行信号嵌入基站天线振子发射的射频信号中，通过连接天线端口和基站的射频电缆发送给控制平台。

[0104] 其中，如图9所示，转接器主要用来实现从RS485到RS232的转接，RS485具有较小的传输损耗，便于实现长距离信号传输，RS232接口容易与PC相连接，便于实现控制。

[0105] 其中，上述控制单元的具体电路图如图10所示，较佳地，控制单元中具有多个切换开关，多个切换开关采用级联形式衔接，切换开关的RF1和RF2管脚分别用于输入不同基站天线振子的传输信号，切换开关的RFC管脚用于向检波器或向下一级切换开关输出经本切换开关选择的天线振子的传输信号。

[0106] 检波器可以为MAX2015型号的多级对数放大器，其内部结构如图11所示，用来精确地将0.1GHz至3GHz频率范围的传输信号功率转换为对应的直流电压。该对数放大器具有出色的动态范围和精密的温度性能，包括自动增益控制(AGC)，发送器功率测量以及终端设备中的接收信号强度指示(RSSI)等。该直流电压直接经控制单元(MCU)内部的A/D转换成数字信息，与基准值比较即可得知天线的工作状况。

[0107] 控制器的电路图如图12所示，其中，在控制器的内部集成了A/D转换等，从电路设计方面减少了很多外围因素而引起的误差，例如多个IC、电阻、电容的精度会影响系统的误差，从而提高了系统精度。

[0108] 图13示出了本发明实施例提供的集成监测设备102的另一种具体结构，该集成监测设备包括：切换开关、对数检波器MAX2015、微控制器MCU(LPC1751)、RS485串口和电源转换电路。其中，电源转换电路用于向对数检波器MAX2015、微控制器MCU(LPC1751)和RS485串口供电。切换开关可以选择基站天线振子的传输信号输出给对数检波器MAX2015，例如，可以周期性地选择将图2所示的检测端口A至D的信号，或图2所示的检测端口E至H的信号，输出给对数检波器MAX2015。当然，该切换开关也可以不设置，直接将检测端口A至H的信号全部输入给对数检波器。

[0109] 该集成监测设备采用LPC1751低功耗芯片，该芯片使用ARM Cortex-M3V2版本32位RISC内核，工作频率为100MHz，内置高速存储器和高速12位分辨率的模数转换器(ADC)，工作在-40℃到105℃温度范围。电源转换电路的供电电压为2.0V至3.6V。芯片LPC1751内部集成了射频功率传感器电路、射频开关电路、微处理器电路、电源接口及通信接口。其中的微处理器电路使用的控制软件，可以准确地测量端口A至H的射频信号变化量，并输出告警信号供通信设备监控使用。

[0110] 其中，可以设置多级的对数放大器MAX2015，例如，可以设置两级对数放大器MAX2015，一个对数放大器MAX2015用于对端口A、端口B、端口C和端口D输出的信号进行检波；另一个对数放大器MAX2015用于对端口E、端口F、端口G和端口H输出的信号进行检波。

[0111] 每一对数放大器MAX2015可以将0.1GHz至3GHz频率范围内的功分电路的射频信号转换为对应的直流信号。该对数放大器具有较大的动态范围和精密的温度性能。MAX2015还可工作在控制器模式下，完成测量、比较和控制可变增益放大器的输出功率，作为一个全集成的自动增益控制(AGC)环的一部分。该对数放大器与基于二极管检波器的控制器相比，具有更宽的测量范围和更高的精度，同时，在-40℃至+85℃的整个工作范围内具有优异的温度稳定性。

[0112] 本发明实施例中，图2的右列天线下方的两个振子中的一个或两个振子全部损坏无法正常工作时，馈电网络阻抗匹配失效，由这两个振子组成的功分电路上的射频反射信号将增强，提取的射频反射信号的直流部分相应也会增强，通过监控直流信号强度的变化，就可以得出振子是否工作异常的判断。

[0113] 通过A端口输出的射频信号，经过检波、整流及模数变换后，再通过有线(按照AISG协议通过天线端口的通信电缆)或无线的方式发送到控制平台，通过控制平台的显示装置，可以监控天线振子的工作状态，实现远距离监控。本发明实施例中，关于端口B、端口C、端口D、端口E、端口F、端口G及端口H，其测量和监控原理与上述针对端口A的原理一致。从而，本发明实施例可以监测每一端口对应的天线振子的工作状况。

[0114] 由此可见，本发明实施例所提供的集成监测设备，具有以下特点：

[0115] 体积小，既可集成在基站天线馈电网络部分，又可外置于基站天线上，对已在网的基站天线可实时监控，无需改变天线内部结构，并且可拆卸，便于对同款天线的测量；

[0116] 测量精度高；

[0117] 可对天线具体的功分电路的回波损耗(即驻波比)进行在线测量，并输出告警信号；

[0118] 使用方便。

[0119] 综上所述，本发明实施例提供的基站天线振子的监测系统，由阵列天线功分电路功分电路处设置的射频耦合器耦合出射频反射信号，或者由阵列天线外部的磁环感应器感应出振子的射频信号；将射频耦合器输出的耦合信号或磁环感应器输出的感应信号连接到对数检波器及数模转换器，输出射频信号对应的直流信号；输出的直流信号由微处理器监控，实时监控其变化，从而反映阵列天线振子的射频信号的变化；直流信号的明显变化由微处理器监控得到，并连接到显示装置，由显示装置直接给出该状态下的告警信号。

[0120] 本发明实施例提供的技术方案，不仅限于应用在2×4双极化平面阵的监测，还可以应用在所有包含两个及两个以上天线振子的阵列天线的监测，包括TD-SCDMA智能天线、LTE系统下的天线及其他基站天线等。

[0121] 本发明实施例提供的技术方案与现有技术相比，原理简单，构成成本低廉，便于批量生产。同时，本发明实施例提供的技术方案由于可以直接探测阵列天线振子的传输信号异常，因此可以准确判定因个别振子损坏引起的天线工作异常。而现有的基站驻波告警技术方案，判断能力有限，个别振子损坏，天线主端口驻波变化不大，因而不会给出告警信号，但天线方向图等参数会有明显差异。

[0122] 本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

[0123] 本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的系统。

[0124] 这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以设定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令系统的制造品，该指令系统实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

[0125] 这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

[0126] 显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。