專利名稱：陸地移動無線電基本現(xiàn)場的無線電信號掃描和瞄準(zhǔn)系統(tǒng)的制作方法
本申請是1994年12月1日遞交的第08/348，045號申請的部分繼續(xù)申請。
本發(fā)明涉及對陸地移動無線電系統(tǒng)(例如移動蜂窩電話系統(tǒng)、個人通信網(wǎng)(PCN)或是其他高頻系統(tǒng))的陸地移動無線電基本現(xiàn)場(base site)的改進(jìn)，特別涉及一種陸地移動無線電基本現(xiàn)場，它具有減少了的RF干擾、改進(jìn)了的使用容量和地理覆蓋范圍。
在諸如移動蜂窩電話系統(tǒng)或個人通信網(wǎng)(PCN)那樣的典型陸地移動無線電系統(tǒng)中限定了多個網(wǎng)孔，這些網(wǎng)孔構(gòu)成了系統(tǒng)。每個網(wǎng)孔是一個限定的地理區(qū)域，其中的通信由一個陸地移動無線電基本現(xiàn)場(網(wǎng)孔現(xiàn)場)來管理，供移動裝置在該網(wǎng)孔的邊界內(nèi)工作。盡管這些網(wǎng)孔在網(wǎng)孔設(shè)計圖案中通常是被示為六邊形的網(wǎng)孔，但實(shí)示上因多種地形、建筑物和其它結(jié)構(gòu)物的存在，故網(wǎng)孔的實(shí)際邊界可能具有不規(guī)則的形狀。
如現(xiàn)有技術(shù)中所公知的，網(wǎng)孔布局的典型特征是頻率重復(fù)使用型式，其中限定了許多不同的頻率組。每個網(wǎng)孔使用一特定的頻率組，并且把網(wǎng)孔布局設(shè)計成在使用相同頻率組的網(wǎng)孔之間能提供最大的獨(dú)立性，以便使干擾減至最小。
隨著移動裝置沿著一條路從一個網(wǎng)孔走到另一網(wǎng)孔，會發(fā)生一個網(wǎng)孔現(xiàn)場到另一網(wǎng)孔現(xiàn)場的越區(qū)切換。越區(qū)切換操作是由移動電話交換局(MTSO)來控制的。通常是在一個網(wǎng)孔現(xiàn)場從移動裝置接收到的信號降到了預(yù)定信號強(qiáng)度時產(chǎn)生一越區(qū)切換指令，用于表示移動裝置處于該網(wǎng)孔的邊界上。隨著移動裝置移入另一網(wǎng)孔，MT-SO就指示該移動裝置進(jìn)入的那一網(wǎng)孔開始用一個頻率發(fā)送，該頻率不同于移動裝置正在離開的那個網(wǎng)孔所發(fā)送的頻率。在移動裝置從一個網(wǎng)孔走到另一網(wǎng)孔時，重復(fù)這一過程。
移動單元通常包括一個控制單元、一個收發(fā)信機(jī)和一個天線系統(tǒng)。每個網(wǎng)孔現(xiàn)場通常包括控制裝置、多個無線電信道單元(無線電設(shè)備)、一個電源設(shè)備、一個數(shù)據(jù)終端、以及天線。MTSO協(xié)調(diào)所有的網(wǎng)孔的現(xiàn)場，并且包含適當(dāng)?shù)奶幚砗徒粨Q裝置。MTSO與各個網(wǎng)孔現(xiàn)場間的通信鏈路通常采用微波、T載波、或是光纖，并且在網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場和MTSO之間傳輸話音和控制數(shù)據(jù)?？刂聘骶W(wǎng)孔現(xiàn)場的MTSO通常還提供通往全國電話網(wǎng)的連接。
在一個網(wǎng)孔內(nèi)，根據(jù)網(wǎng)孔的位置，通常要求網(wǎng)孔現(xiàn)場的天線能提供整個360°方位角的通信范圍，以便有效地覆蓋相應(yīng)的地理區(qū)域。通常是把360°方位角分割成許多較小的扇區(qū)，并且在每個扇區(qū)中使用具有定向束的天線，每個天線的射束寬度對應(yīng)著該扇區(qū)的方位角。例如在限定為三個扇區(qū)時，每個扇區(qū)就裝設(shè)一對各自具有120°射束寬度的天線。
在上述的陸地移動無線電基本現(xiàn)場中，每個無線電信道單元是一個收發(fā)信機(jī)，該收發(fā)信機(jī)具有一個發(fā)射部分和一個接收部分，它們能分別發(fā)射和接收RF信號。每個無線電信道單元的發(fā)射部分被直接連接到一個扇區(qū)內(nèi)的一個天線上，用于發(fā)送RF信號，而接收部分被直接連接到該扇區(qū)中的兩個天線上，以便接收RF信號。連接在一個扇區(qū)內(nèi)的特定的一對天線上的所有無線電信道單元被編成一個群，例如，在一個陸地移動無線電基本現(xiàn)場中具有60個無線電信道單元和設(shè)在三個120°扇區(qū)中的3對天線，就把無線電信道單元分成三群，每群20個，把一個群內(nèi)的所有無線電信道單元連接到同一天線對上。分配給一對天線的無線電信道單元群被稱為“中斷線群”。
當(dāng)移動單元發(fā)出一呼叫請求時，由一個網(wǎng)孔現(xiàn)場接收該請求，并且由網(wǎng)孔現(xiàn)場選用最佳方向的話音信道天線。同時，網(wǎng)孔現(xiàn)場通過高速數(shù)據(jù)鏈路向MTSO傳送一個請求。MTSO為該通話選擇一個適當(dāng)?shù)脑捯粜诺?，并指示網(wǎng)孔現(xiàn)場通過最佳方向的天線和該天線的中繼線群中的一個無線電信道單元執(zhí)行這一選擇。MTSO還要把通話請求適當(dāng)?shù)剡B接到電話網(wǎng)中。
當(dāng)移動單元從一個網(wǎng)孔走到另一網(wǎng)孔時，會發(fā)生上述的越區(qū)切換。當(dāng)移動單元在一個網(wǎng)孔內(nèi)行走時，網(wǎng)孔內(nèi)的所有天線都接收信號電平，但不需要從移動單元接收話音信號。僅有正在通話的那個扇區(qū)內(nèi)(那里的接收信號電平最強(qiáng))的天線才針對該移動單元發(fā)射和接收信號。當(dāng)移動單元在該網(wǎng)孔內(nèi)移動從而使另一扇區(qū)接收到最強(qiáng)信號時，系統(tǒng)就關(guān)斷較強(qiáng)扇區(qū)內(nèi)的無線電信道單元，并接通較強(qiáng)扇區(qū)中的無線電信道單元，用該網(wǎng)孔內(nèi)另一扇區(qū)內(nèi)的新的無線電信道單元和天線對執(zhí)行通話。典型地，在一個網(wǎng)孔內(nèi)的這種改變通常是由基站控制裝置獨(dú)立管理的，而MTSO并不參與。
一個網(wǎng)孔現(xiàn)場的使用容量被限定為在一個給定時間周期內(nèi)可供使用的時間占總有效廣播時間的百分?jǐn)?shù)。在上述情況下，基本現(xiàn)場設(shè)有60個無線電信道單元，在1小時內(nèi)的總有效廣播時間就是60分鐘×60＝3600分鐘，而使用容量是在1小時周期內(nèi)可供使用的時間占3600分鐘的一個百分?jǐn)?shù)。由于諸多的因素而使使用容量小于100％，但最主要的因素還是因一個給定中繼線群中的所有無線電信道單元可能都處于占線狀態(tài)。一種被稱為“排隊理論”的數(shù)學(xué)方法指出了一個中繼線群的使用容量是隨著中繼線群中的無線電臺數(shù)量而呈非線性增加的。參見Bert等人所著的“Data Networks and Edi-tion，第174—179頁。為此應(yīng)避免使用大量的小中繼線群，因為這樣做與少量的大中繼線群相比效率較低。
按照現(xiàn)有技術(shù)，如果使用窄射束寬度的方向性天線，例如把120°改成30°，就可以改善基站的RF信號發(fā)射和接收性能。這種改進(jìn)的原因是多方面的。其首要的因素是減少了干擾。由于能量主要是在已知的方向上發(fā)射，即在天線的窄射束寬度方向上發(fā)射，這種基站對天線射束之外的移動裝置產(chǎn)生的RF干擾大大減少了。此外，由于基站主要是從移動單元的方向接收能量，大大減少了不希望接收的信號。因此，天線方向性的加強(qiáng)可以在兩個方向上減少干擾。
除了減少干擾之外，還可以改善地理覆蓋面積。地理覆蓋范圍涉及基本現(xiàn)場周圍的地理面積，其中由基本現(xiàn)場發(fā)射并由移動裝置接收的RF信號的量值足夠強(qiáng)，以便克服出現(xiàn)在移動單元的接收機(jī)中的預(yù)定量的電噪聲。電噪聲量的典型值是17dB，也就是說，移動裝置從基本現(xiàn)場接收到的信號必須超過17dB的接收機(jī)噪聲等級。天線的方向性和增益與其垂直和方位射束寬度有關(guān)。對一個具有360°射束寬度的全向天線來說，只能通過將其垂直射束寬度變窄的方式來提高增益。對各向同性的(球形)輻射器來說，這種全向天線典型的最大增益是10到12dB。相對于各向同性的輻射器，用射束寬度為90°到120°之間的扇區(qū)天線可以獲得15dB左右的增益。采用15°到30°射束寬度的窄射束寬度天線可以相對于各向同性的輻射器獲得26dB左右的增益。由此可以看出，相對于射束寬度較寬的天線而言，窄射束寬度天線在改善地理覆蓋范圍方面具有明顯的優(yōu)點(diǎn)。
在現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)中，使用窄射束寬度天線的優(yōu)勢必須與使用大量小中繼線群(對應(yīng)著窄射束寬度天線)造成的使用容量損失相互平衡。本發(fā)明為這一問題提供了一種解決方案，其做法是在一個大中繼線群中為任一無線電信道單元和多個天線的任一射束提供互連。
本發(fā)明的一個目的是提供一種具有多個天線的多個無線電信道單元的陸地移動無線電基本現(xiàn)場，其中一個中繼線群的任一無線電信道單元可以互連到任一天線上，以便發(fā)送和接收RF信號。
本發(fā)明的另一目的是提供一種具有多個天線和多個無線電信道單元的陸地移動無線電基本現(xiàn)場掃描和瞄準(zhǔn)系統(tǒng)，用于把多個天線電信道單元中的任一單元的接收端動態(tài)地互連到多個天線中的任一天線，平均在一個采樣周期的時間內(nèi)，該天線在這一無線電信道單元的操作頻率上對RF信號具有最強(qiáng)的接收信號強(qiáng)度。
本發(fā)明的再一目的是提供一種陸地移動無線電基本現(xiàn)場掃描和瞄準(zhǔn)系統(tǒng)，用于把多個無線電信道單元的任一單元的發(fā)射端動態(tài)地互連到多個天線中的任一天線，平均在一個采樣周期的時間內(nèi)，該天線在對應(yīng)RF信號發(fā)射的指定目的地方向上最適合按照這一無線電信道單元的工作頻率發(fā)射RF信號。
本發(fā)明的又一目的是提供一種能改善使用容量、改善地理覆蓋范圍并減少RF信號干擾的陸地移動無線電基本現(xiàn)場。
本發(fā)明還有一個目的，就是要提供一種便于用具有多個模塊的一個模塊化互連矩陣來實(shí)施的陸地移動無線電基本現(xiàn)場，該模塊可以被快速裝配成矩陣，用于連接多(N)個天線和多(M)個無線電信道單元。
按照本發(fā)明，利用一個掃描和瞄準(zhǔn)系統(tǒng)把一個中繼線群中的多個無線電信道單元互連到多個天線，每個無線電信道單元具有一個接收部分和一個發(fā)射部分，而掃描和瞄準(zhǔn)系統(tǒng)把每個無線電信道單元的接收部分動態(tài)地互連到多個天線中的任一天線，該天線平均在一個取樣周期的時間內(nèi)在該無線電信道單元的工作頻率上對RF信號具有最強(qiáng)的接收信號強(qiáng)度，并且利用掃描和瞄準(zhǔn)系統(tǒng)把多個無線電信道單元中每個單元的發(fā)射部分動態(tài)地互連到多個天線中的任一天線，平均在一個取樣周期的時間內(nèi)，該天線在對應(yīng)RF信號發(fā)射的指定目標(biāo)的方向上最適合用這一無線電信道單元的工作頻率發(fā)射RF信號。
按照本發(fā)明的掃描和瞄準(zhǔn)系統(tǒng)包括一接收模塊式互連矩陣，用于把每個無線電信道單元的接收部分互連到任一天線，以便把天線接收的RF信號提供給相應(yīng)的無線電信道單元，以及一個發(fā)射模塊式互連矩陣，用于把每個無線電信道單元的發(fā)射部分互連到任一天線，以便發(fā)射RF信號。
按照本發(fā)明，接收模塊式互連矩陣包括第一開關(guān)裝置，用于把每個天線連接到掃描接收機(jī)，每個掃描接收機(jī)對應(yīng)地連接一個無線電信道單元；用上述第一開關(guān)裝置把每個天線按順序互連到每個掃描接收機(jī)，和每個掃描接收機(jī)向微控制器提供輸出信號，指示出每個天線在對應(yīng)的那個無線電信道單元的工作頻率上的接收信號強(qiáng)度，從而確定在對應(yīng)的那個無線電信道單元的工作頻率上具有最強(qiáng)信號強(qiáng)度的一個天線。接收模塊式互連矩陣變換裝置還包括多個第二開關(guān)裝置，各自連接到一個無線電信道單元，用于把無線電信道單元互連到至少一個天線，并且用微控制器為第二開關(guān)裝置提供控制信號，以便把每個無線電信道單元連接到對該無線電信道單元的工作頻率具有最強(qiáng)信號強(qiáng)度的那個無線。
按照本發(fā)明，每個無線電信道單元具有一個能從兩個天線接收信號并能確定具有最強(qiáng)信號強(qiáng)度的信號的分集式接收機(jī)，并且由微機(jī)控制器向第二開關(guān)裝置提供控制信號，指示出在每個相關(guān)的無線電信道單元的工作頻率上具有最強(qiáng)信號強(qiáng)度的兩個天線，并且用第二開關(guān)裝置把分集式接收機(jī)互連到具有最強(qiáng)的次強(qiáng)信號強(qiáng)度的兩個天線上。
按照本發(fā)明，發(fā)射模塊式互連矩陣包括第三開關(guān)裝置，用于把發(fā)射部互連到任一天線，并且用微控制器控制每個第三開關(guān)裝置，用于在從接收模塊式互連矩陣中的對應(yīng)無線電信道單元接收到一個信號時把對應(yīng)的發(fā)射部互連到指示出具有最強(qiáng)信號強(qiáng)度的那個天線上。
本發(fā)明對現(xiàn)有技術(shù)具有明顯的改進(jìn)，其作法是用一個掃描和瞄準(zhǔn)系統(tǒng)把一個中繼線群中的多個無線電信道單元互連到多個天線上。這一系統(tǒng)允許在一個陸地移動無線電基本現(xiàn)場中使用多個定向性天線，從而改善RF信號的發(fā)射和接收。由于使用了一個中繼線群，一個網(wǎng)孔現(xiàn)場的使用容量比現(xiàn)有技術(shù)的網(wǎng)孔現(xiàn)場提高了30％。另外，使用定向性天線可以減少干擾和改善地理覆蓋范圍。系統(tǒng)可以由便于制造和測試的模塊式部件構(gòu)成，因此為無線電信道單元與天線的互連提供了一種簡單和經(jīng)濟(jì)的手段。本發(fā)明的系統(tǒng)特別適合與多射束相控陣列天線一起使用，相控陣列天線中的每個窄射束寬度射束都可以用于發(fā)射和接收RF信號。在使用這種多射束相控陣列天線時，由掃描和瞄準(zhǔn)系統(tǒng)選擇的特定射束就是上文中所述的用于接收和/或發(fā)射的“天線”。這種相控陣列天線采用諸如Butler矩陣反饋網(wǎng)絡(luò)那樣的相控陣列反饋網(wǎng)絡(luò)來選擇所需的射束(“天線”)。
根據(jù)以下結(jié)合附圖對本發(fā)明特定實(shí)施例的詳細(xì)描述，可以更清楚地看到本發(fā)明的上述和其他目的，特征及優(yōu)點(diǎn)。


圖1是具有本發(fā)明的模塊式無線電信號掃描和瞄準(zhǔn)系統(tǒng)的一個陸地移動無線電基本現(xiàn)場的框圖；圖2是圖1系統(tǒng)中的接收模塊式互連矩陣的示意性框圖；圖3是圖2中接收模塊式互連矩陣中的分離器/合并器模塊的透視圖；圖4是圖2的接收模塊式互連矩陣中的第一開關(guān)模塊的透視圖；圖5是圖2的接收模塊式互連矩陣中的第二開關(guān)模塊的透視圖；圖6是圖2的接收模塊式互連矩陣的透視圖；圖7是一個同軸快速分?jǐn)噙B接器的側(cè)視圖；圖8是一個同軸快速分?jǐn)噙B接器的側(cè)視圖；圖9是由圖2矩陣變換裝置中的微控制器執(zhí)行的程序的邏輯流程圖
圖10是圖1系統(tǒng)中發(fā)射模塊式互連矩陣的示意性框圖；圖11是圖10中發(fā)射模塊式互連矩陣的第一變更例的示意性框圖；圖12是圖2中接收模塊式互連矩陣的第一方案的示意性框圖；圖13是圖10中發(fā)射模塊式互連矩陣的第二方案的示意性框圖；以及圖14是圖10中發(fā)射模塊式互連矩陣的第三方案的示意性框圖。
參見圖1，陸地移動無線電系統(tǒng)基本現(xiàn)場10包括本發(fā)明的一個模塊式無線電信號掃描和瞄準(zhǔn)系統(tǒng)100。系統(tǒng)100被用來把多(N)個天線202動態(tài)地互連到多(M)個無線電信道單元203。無線電信道單元203是具有一個發(fā)射部分和一個接收部分的收發(fā)信機(jī)。接收部分通常是一個分集式接收機(jī)，它能從兩個不同的源接收RF信號并選擇二者中的最強(qiáng)信號。本發(fā)明的掃描和瞄準(zhǔn)系統(tǒng)100把每個無線電信道單元203的接收部分動態(tài)地互連到任一個天線202上，該天線平均在一個采樣周期內(nèi)對這一無線電信道單元203的工作頻率上的RF信號具有最強(qiáng)的接收信號強(qiáng)度。另外，掃描和瞄準(zhǔn)系統(tǒng)100還把多個天線電信道單元中每個單元的發(fā)射部分互連到多個天線中的任一天線，平均在一個取樣周期內(nèi)，該天線在對應(yīng)RF信號發(fā)射的指定目標(biāo)的方向上最適合用這一無線電信道單元的工作頻率發(fā)射RF信號。
本發(fā)明的第一實(shí)施例中采用了16個不同的窄射束寬度天線202；然而，熟悉本領(lǐng)域的人員都知道，本發(fā)明也可以使用各種不同的天線結(jié)構(gòu)。特別是天線202可以是一個多射束相控陣列天線系統(tǒng)中的一個特定射束，其中由同線性輻射元件的陣列構(gòu)成每個相控陣列天線，并且用相控陣列網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動該陣列，從而產(chǎn)生一個射束，用于在特定的水平方向上接收或發(fā)射射頻能量。
天線202被用于發(fā)射和接收RF信號，并且為每個天線202配備了一個公知類型的雙工器206，用于控制每個天線在任一特定時間發(fā)射或接收RF信號。
參見圖2，系統(tǒng)100包括一接收模塊式互連矩陣200，也就是用于把天線202上接收到的信號提供給設(shè)在無線電信道單元203上的接收端的一個模塊式互連矩陣。接收模塊式互連矩陣200包括多(N)個信號分離器模塊205，一個信號分離器模塊205與每個天線202相聯(lián)系。每個天線202通過雙工器206，帶通濾波器208，以及可調(diào)前置放大器210連接到其相應(yīng)的信號分離器模塊205，前置放大器210把接收信號放大之后提供給信號分離器205。在圖2中示出了互連到16個信號分離器模塊205的16個天線202。信號分離器模塊205是一種功率分配器，它把放大的RF信號分隔成多(X)個相等部分，也就是說，每個相等部分以信號強(qiáng)度的分?jǐn)?shù)(1/X)反映出與放大的RF信號相同的信號特征(形狀)。例如，可以選用一個頻率范圍是824至894MHz，插入損耗為16dB的20路功率分配器作為信號分離器。在圖3中表示了用每個信號分離器模塊205把接收的RF信號分隔成20個相等的部分。
參見圖3，信號分離器模塊205包括一輸入連接器212用于把天線提供的放大的信號輸入信號分離器模塊205。信號分離器組件205還包括多(X)個輸出連接器215，用于提供放大的RF信號的各個相等部分。圖3所示的信號分離器模塊205有20個輸出連接器215。
再看圖2，接收模塊式互連矩陣200還包括多(M)個第一開關(guān)模塊(無線電開關(guān)模塊)217。對應(yīng)每個無線電信道單元203都有一個第一開關(guān)模塊217。請看圖4，每個第一開關(guān)模塊217包括一對第一連接器222用于互連對應(yīng)的無線電信道單元203上的一對接收機(jī)連接器(圖1和2)。每個第一開關(guān)模塊217還包括多(N)個第二連接器225。每個第一連接器222和第二連接器225被連接到設(shè)在第一開關(guān)模塊217內(nèi)部的電子開關(guān)230。電子開關(guān)230還被連接到裝在第一開關(guān)模塊217上的接地連接器231，電源連接器232和控制連接器235。電子開關(guān)230是一個雙極N擲開關(guān)，它在提供給控制連接器235的控制信號的控制下工作，用于把各個第一連接器222連接到一個第二連接器225。電子開關(guān)230可以用一個雙極16擲電子開關(guān)SW9481，它是由“Celwave Division of Radio Frequency System，Inc.”制造的，該開關(guān)由15VDC電源供電，并且由包含定時(時鐘)數(shù)據(jù)和控制(開關(guān))數(shù)據(jù)的脈寬調(diào)制數(shù)據(jù)流來控制。
參見圖2、3、4和6，信號分離器模塊205和第一開關(guān)模塊217上的第二連接器215，225的構(gòu)形和配置是這樣的，即使得第一開關(guān)模塊217上的每個第二連接器225可以互連到每個信號分離器模塊205上的一個第二連接器215。本領(lǐng)域的技術(shù)人員由此種結(jié)構(gòu)中可以看出，由于第一開關(guān)模塊217和信號分離器模塊205的矩陣互連，為各個第一開關(guān)模塊217提供了各個天線202的一部分(1/X)RF信號輸出。
參見圖3，為了獲得第一開關(guān)模塊217(圖4)與信號分離器模塊205的上述矩陣互連方式，信號分離器模塊205包括一大體上為矩形的殼體236，第一連接器212被裝在矩形的一個短邊(短軸)的中間。信號分離器模塊205的第二連接器215被分成兩組并且均勻地布置在矩形殼體相對的長邊上(主軸)。信號分離器模塊205上的第一連接器212和第二連接器215都是圖7所示類型的陽性同軸快速分?jǐn)噙B接器238。
參見圖4，第一開關(guān)模塊217還包括一個大體上為矩形的殼體237。第一連接器222被均勻地分布在第一開關(guān)模塊殼體237的一個長(主軸)邊的中心點(diǎn)附近。第二連接器225和接地連接器231，電源連接器232及控制連接器235一起被定位在殼體237的另一長(主軸)邊上。第一開關(guān)模塊217上的所有連接器都是圖8所示類型的陽性同軸快速分?jǐn)噙B接器239。
如圖7和8所示的陽性及陰性同軸快速分?jǐn)噙B接器238、239可以選用公知的連接器，它被用于彼此互連，從而在二者間形成連接。連接器的尺寸可以這樣來選擇，即在陽性和陰性連接器彼此互連時在二者之間有足夠的間隙，以便在不需要螺紋或其他互鎖裝置的情況下提供穩(wěn)固和可靠的連接。
參見圖3、4和6，第一開關(guān)模塊217上的第二連接器225是這樣布置的，當(dāng)信號分離器模塊205被彼此相鄰地布置，使成排的第二連接器215彼此平行時，與信號分離器模塊205的平行的各排第二連接器215相垂直的第一開關(guān)模塊217上的第二連接器225可以彼此嚙合。
再回到圖2，多(Y)個第二開關(guān)模塊240也可以與信號分離器模塊205互連。再看圖5，第二開關(guān)模塊240包括一大體為矩形的殼體242。第一連接器245裝在殼體242的一個長(主軸)邊上，多(N)個第二連接器248，一個接地連接器250，一個電源連接器251及一個控制連接器254被裝在殼體的另一長(主軸)邊上。設(shè)在第二開關(guān)模塊殼體242內(nèi)的是一個與裝在第二開關(guān)模塊240上的所有連接器245、248、250、251及254互連的電子開關(guān)257。電子開關(guān)257是一個單極N擲開關(guān)，它在經(jīng)由控制連接器254提供的控制信號的控制下把第一連接器205互連到任意一個第二連接器248。電子開關(guān)257可以采用“Celwave Division of Radio Frequency Systems，Inc.”制造的單極16擲電子開關(guān)SW 9480，它是由15VDC電源供電的，并且可以用包含定時(時鐘)數(shù)據(jù)和控制(開關(guān))數(shù)據(jù)的脈寬調(diào)制數(shù)據(jù)流來控制。
從圖2中可見，各個第二開關(guān)模塊240上的第一連接器245(圖5)被連接到一個對應(yīng)的RF掃描接收機(jī)260。與每個RF掃描接收機(jī)260相聯(lián)系的是一個鎖相環(huán)(PLL)器件263及一個微控制器267，例如用Motorola制造的HCIIFI(PLL)。如下文中將要詳述的那樣，微控制器267控制鎖相環(huán)263，后者再去控制RF掃描接收機(jī)的接收頻率，從而在與某一無線電信道單元203相關(guān)的選定頻率上按順序接收RF信號，另外，微控制器267還控制第二開關(guān)模塊240。通過分離器205按順序把每個RF掃描接收機(jī)260互連到天線202上。然后，RF掃描信號接收機(jī)260在選定的無線電信道單元203的工作頻率上測量接收到的RF信號強(qiáng)度，并且將信號強(qiáng)度指示給微控制器267。微控制器267使用信號強(qiáng)度信息來確定對選定的無線電信道單元的工作頻率上的RF信號具有最強(qiáng)的接收信號強(qiáng)度的天線，并且控制選定的無線電信道單元203的第一開關(guān)模塊217，將其互連到具有最強(qiáng)信號強(qiáng)度的兩個天線202上。
再看圖3、5和6，和第一開關(guān)模塊217一樣，第二開關(guān)模塊240上的所有第二連接器248都是圖8所示類型的陰性同軸快速分?jǐn)噙B接器239。另外，象第一開關(guān)模塊217一樣，第二開關(guān)模塊240上的第二連接器248也是這樣布置的，即當(dāng)它們與信號分離器模塊205上的成排的第二連接器215相垂直時，第二連接器248和215可以彼此互連。
通過舉例可以更好地理解接收模塊式互連矩陣200的工作方式。參見圖2，使用15個第一開關(guān)模塊217連接15個對應(yīng)的無線電信道單元203。無線電信道單元203和第一開關(guān)模塊217被分成數(shù)量相等的組，每組聯(lián)系到一個對應(yīng)的第二開關(guān)模塊240，RF掃描接收機(jī)260，微控制器267及一個鎖相環(huán)263。在圖2的例中，第一開關(guān)模塊217和無線電信道單元203被分成五組，每組3個。因此要有5個第二開關(guān)模塊240，RF掃描接收機(jī)260，鎖相環(huán)263以及微控制器267。
設(shè)有16個信號分離器模塊205，各自聯(lián)系一個天線202。每個信號分離器模塊205包括20個第二連接215。在每個信號分離器模塊205上有15個第二連接器被用于與15個第一開關(guān)模塊217互連，而信號分離器模塊205上的其余5個第二連接器215被用于互連5個第二開關(guān)模塊240。信號分離器模塊205，第一開關(guān)模塊217以及第二開關(guān)模塊240的互連方式如圖6所示。信號分離器模塊205被彼此相鄰地布置，使每個信號分離器模塊205上的兩排第二連接器215與另一信號分離器組件205上的成排的第二連接器215平行。彼此相鄰地布置10個第一開關(guān)模塊217，使其上成排的第二連接器225彼此平行，并且垂直于信號分離器模塊205上的成排的第二連接器215。這樣，陽性和陰性的同軸快速分?jǐn)噙B接器238，239(圖7和8)就可以彼此互連，使得10個第一開關(guān)模塊217各自的至少一個第二連接器225與16個信號分離器模塊205各自的至少一個第二連接器215能夠互連。其余的5個第一開關(guān)模塊217和5個第二開關(guān)模塊240被布置在16個相鄰的信號分離器模塊205的另一側(cè)。
利用上述的模塊式互連矩陣，根據(jù)下列參數(shù)可以形成各種關(guān)系N＝天線數(shù)目M＝無線電信道單元數(shù)目Y＝無線電信道單元被分配的組數(shù)由上述參數(shù)而形成的關(guān)系包括信號分離器模塊數(shù)目＝N第一開關(guān)模塊數(shù)目＝M第二開關(guān)模塊數(shù)目＝Y(jié)第一和第二開關(guān)模塊上的第二連接器數(shù)＝N信號分離器模塊上的第二連接器數(shù)X＝(M＋Y)在5個組中的一個組內(nèi)，每個微控制器267控制一個對應(yīng)的鎖相環(huán)263，第二開關(guān)模塊240以及3個第一開關(guān)模塊217。每個無線電信道單元在一個指定的(工作)頻率上發(fā)射和接收RF信號，并且由鎖相環(huán)263來控制RF掃描接收機(jī)的接收頻率，從而在3個不同頻率上按順序接收RF信號，這3個頻率分別對應(yīng)著其相應(yīng)組中的3個無線電信道單元的工作頻率。在微控制器267的控制下，第二開關(guān)模塊240選擇16個天線202之一。由天線202獲得的信號通過帶通濾波器208被提供給可調(diào)的放大器210，用于放大接收到的信號。接下來把接收到的信號提供給對應(yīng)的信號分離器模塊205，將信號分成20個均等部分。每個相等部分被提供給一個第二開關(guān)模塊240。
在線270上由微控制器267向第二開關(guān)模塊240的控制端254(圖5)提供一控制信號，用于控制第二開關(guān)模塊240的單極16擲開關(guān)257(圖5)的位置，由此來選擇天線。來自選定的天線的那部分放大的RF信號通過第二開關(guān)模塊240的第一連接器245(圖5)被提供給連接到RF掃描接收機(jī)260的線272上。當(dāng)天線被選定之后，微控制器還在線275上向鎖相環(huán)263提供控制信號，從而控制鎖相環(huán)，用后者再去控制RF掃描接收機(jī)的接收頻率，從而在處于對應(yīng)的組內(nèi)的3個無線電信道單元所對應(yīng)的3個不同頻率上按順序接收RF信號。鎖相環(huán)在線278上向RF掃描接收機(jī)260提供控制信號。在鎖相環(huán)的控制下，RF掃描接收機(jī)260首先測量線272上的第一頻率RF信號的功率電平。RF掃描接收機(jī)260在線280上向微控制器267提供一個信號，指示出線272上的第一頻率信號的功率電平。然后，微控制器267就在線275上向鎖相環(huán)263提供一控制信號，由鎖相環(huán)再去控制RF掃描接收機(jī)260，令其用第二頻率接收RF信號。然后由RF掃描接收機(jī)260在線280上向微控制器267提供在第二激發(fā)頻率上對接收信號功率電平的第二測量值。對第三頻率仍重復(fù)這一過程。
在三個不同的激發(fā)頻率上從一個天線提供了測量值之后，微控制器就在線270上向第二開關(guān)模塊240提供一控制信號，以便選擇下一個天線202，然后在三個激發(fā)頻率上對下一個天線202提供的信號進(jìn)行測量，并由微控制器267加以記錄。對所有16個天線202重復(fù)這一過程。每秒內(nèi)在所有三個頻率上對每個天線202取樣8到16次，這取決于在微控制器267控制下的取樣速度。微控制器267保持所有16個天線在3個無線電信道單元的工作頻率上接收到的信號強(qiáng)度的運(yùn)轉(zhuǎn)平均值，并且在線285上向?qū)?yīng)組中的每個第一開關(guān)模塊217提供一控制信號，指示出在相應(yīng)無線電信道單元的工作頻率上具有最強(qiáng)信號強(qiáng)度的兩個天線。第一開關(guān)模塊217中的雙極16擲電子開關(guān)230(圖3)響應(yīng)于線285上來自微控制器267的控制信號，把兩個第二連接器225(圖3)連接到兩個第一連接器(圖3)222。按照公知的現(xiàn)有技術(shù)，然后就由無線電信道單元的分集放大器在兩個輸入信號間進(jìn)行選擇，從而向接收機(jī)提供一個輸入。
微控制器267可以采用圖9的子程序控制第一和第二開關(guān)模塊217、240，RF掃描接收機(jī)260，以及鎖相環(huán)(PLL)。參見圖9，子程序從步驟300開始，然后執(zhí)行步驟301，把天線計數(shù)器n設(shè)置為1。接著執(zhí)行步驟302，由微控制器267向第二開關(guān)模塊240提供一控制信號，用于把RF掃描接收機(jī)260連接到天線n。微控制器接著執(zhí)行步驟303，把頻率計數(shù)器m設(shè)定為1。微控制器接著在步驟304中指示PLL263在對應(yīng)無線電信道單元m的頻率上調(diào)制掃描接收機(jī)260。接著，在步驟305中，掃描接收機(jī)向微控制器提供接收到的信號強(qiáng)度的測量值，并且由微控制器更新天線n在無線電信道單元m的頻率上的信號強(qiáng)度的運(yùn)轉(zhuǎn)平均值。接著執(zhí)行步驟306，使頻率計數(shù)器遞增。微控制器接著執(zhí)行步驟307，檢查頻率計數(shù)器是否等于與RF掃描接收機(jī)260相聯(lián)系的無線電信道單元號Y。如果步驟307的結(jié)果是“否”，則子程序就返回步驟304。如果步驟307的結(jié)果是“是”，則執(zhí)行步驟308使天線計數(shù)器遞增。然后執(zhí)行步驟309，由微控制器檢查天線計數(shù)器是否等于天線的總數(shù)N。如果步驟309的結(jié)果是“否”，則子程序就返回步驟302。若是步驟309的結(jié)果是“是”，就執(zhí)行步驟310，由微控制器267控制第一開關(guān)模塊217，把無線電信道單元203連接到兩個被指示出在無線電信道單元203的工作頻率上對接收到的RF信號具有最強(qiáng)信號強(qiáng)度的天線202。然后，子程序返回步驟301。
由于天線202是窄射束寬度定向天線，微控制器要控制第二開關(guān)模塊240對天線202取樣，相鄰的天線不是按順序被取樣的，而是對不相鄰的天線按順序取樣，例如，如果天線的序號是1-16，就可以按下列順序?qū)μ炀€取樣1，4，7，10，13，16，3，6，9，12，15，2，5，8，11，14。
再看圖1，系統(tǒng)100還包括一發(fā)射模塊互連矩陣900，用于把多個無線電信道單元203互連到多個天線202，以便通過天線202發(fā)射由無線電信道單元203提供的信號。請看圖10，發(fā)射模塊互連矩陣900類似于接收模塊互連矩陣200，區(qū)別只是第一開關(guān)模塊917設(shè)有一個第一連接器，用于互連到無線電信道單元203的發(fā)射端。此外，信號分離器模塊205(圖2)被合并器模塊905替代，它把提供給其多個第二連接器的RF信號合并成一個合成的RF信號，將其從第一連接器通過放大器910和濾波器908提供給一個天線202用于發(fā)射。為了控制發(fā)射模塊互連矩陣變換裝置900，假定在無線電信道單元203的工作頻率上表示出具有最強(qiáng)接收信號強(qiáng)度的那個天線202是用于發(fā)射無線電信道單元203所提供的信號的最佳天線，因此，在發(fā)射模塊互連矩陣900中不需要第二開關(guān)模塊和相應(yīng)的掃描接收機(jī)、鎖相環(huán)以及微控制器。與此相反，發(fā)射模塊互連矩陣900的每個第一開關(guān)模塊受到控制，將其第一連接器互連到與一個天線對應(yīng)的第二連接器，該天線在對應(yīng)的無線電信道單元203的工作頻率上具有最強(qiáng)的信號強(qiáng)度。此外，由于在發(fā)射模塊互連矩陣900中不需要5個第二開關(guān)模塊，合并器組件905的結(jié)構(gòu)可以連接到裝在其5個不使用的第二連接器上的5個仿真負(fù)載915?；蚴且部梢栽诿總€合并器模塊905上僅提供15個第二連接器，用于互連15個第一開關(guān)模塊。
到目前為止所述的本發(fā)明是把15個無線電信道單元互連到16個天線。如果需要增加無線電信道單元或天線的數(shù)量，可以相應(yīng)地變更模塊的元件?；蚴歉挠枚鄠€模塊式互連矩陣來增加無線電信道單元的數(shù)量。例如圖11所示，可以有四個發(fā)射模塊互連矩陣900，各自互連15個無線電信道單元和16個天線202。為了達(dá)到所需的無線電信道單元和天線數(shù)量，每個模塊互連矩陣930可以通過第二臺并器或分離器935連接到天線202。如圖11所示有四個發(fā)射模塊互連矩陣900，各自具有15個無線電信道單元，從而把總數(shù)60個無線電信道單元互連到16個天線。
從以上描述中可見，在本發(fā)明的模塊式無線電信號掃描和瞄準(zhǔn)系統(tǒng)100中，由于任一無線電信道單元203在任一時間都可以互連到任一個天線202，一個基本現(xiàn)場10內(nèi)的所有無線電信道單元203都可以作為一個中繼線群來工作。因此，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比明顯地改善了使用容量，例如，與現(xiàn)有技術(shù)中各自具有20個無線電信道單元的3個中繼線群相比，使用本發(fā)明系統(tǒng)中的60個無線電信道單元的單一中繼線群可以把基本現(xiàn)場的使用容量提高大約30％。相對于使用在現(xiàn)有技術(shù)中的較寬射束寬度的定向天線而言，本發(fā)明比使用窄射束寬度定向天線的現(xiàn)有技術(shù)也提供了明顯優(yōu)點(diǎn)。按照公知的現(xiàn)有技術(shù)，對于給定的功率電平(信號強(qiáng)度)，使用窄射束寬度天線可以在發(fā)射和接收RF信號時顯著地減少干擾，如上所述，本發(fā)明可以大大提高信號傳輸?shù)馁|(zhì)量。
到此為止所述的本發(fā)明是使用16個不同的天線發(fā)射和接收RF信號。所述的這些天線具有窄射束寬度，以此來實(shí)現(xiàn)按上述方式改進(jìn)傳輸質(zhì)量的公知的益處。然而，這16個天線可以被認(rèn)為是互連16個不同的裝置的16個獨(dú)立的信號端口，用于發(fā)射和接收RF信號。例如，作為對16個實(shí)際上獨(dú)立的天線所做的修改，本發(fā)明可以使用多射束的相控陣列天線，從而使每個天線由具有多個窄射束或主瓣的一個輻射圖來均成，每個天線作為一個獨(dú)立的信號端口用于發(fā)射和接收RF信號。
參見圖12，本發(fā)明可以和三個多射束天線940(這種天線可以是錐形空間式的)配合使用，這種天線可參見同屬本申請人的未決美國專利申請第08/365,590號，提交日為1994年12月8日，名稱為“Improved Antenna System with Tapered Aperture Antenna andMicrostrip Phase Shifting Feed Network”，發(fā)明人是Sheldon K·Meredith等人，該申請的說明書在本申請中被作為參考，特別是涉及圖3，4，6，7，9，10以及相應(yīng)的說明。在本例中可以使用3個這種無線940，各自具有4個30°射束寬度的射束，并且布置成覆蓋整個360°方位角的形式，3個天線的12個射束可以互連到12個信號端口，而4個附加天線945可供其余4個端口使用，總共有16個端口。根據(jù)網(wǎng)孔站址區(qū)域內(nèi)的地勢和大樓構(gòu)造，可能需要在遠(yuǎn)離三個多射束相控陣天線的可能出現(xiàn)干擾的區(qū)域內(nèi)的位置上設(shè)置一個天線，例如象4個附加天線945那樣的天線，或是一個全向天線或?qū)捝涫炀€。此外，可以在網(wǎng)孔內(nèi)的諸如停車場、運(yùn)動場、網(wǎng)球場或其他受干擾的區(qū)域等等遠(yuǎn)程位置上設(shè)置天線945，為這些區(qū)域內(nèi)的移動裝置提供服務(wù)。這種遠(yuǎn)程天線945可以通過光纖線路，微波，毫米波等等連接到網(wǎng)孔站址。這種類型的結(jié)構(gòu)為系統(tǒng)設(shè)計者提供了多種選擇，從而最佳地設(shè)置和使用天線。
在圖12的例中所示的16個天線通過4個接收模塊互連矩陣200互連到60個無線電信道單元。由每個天線940、945提供的信號被供給一個分離器950，分離器950把每個天線940、945的輸出分成4個相等的功率部分。盡管圖中未示出，熟悉本領(lǐng)域的人員都知道，按照需要應(yīng)對每個天線940、945的輸出進(jìn)行放大和濾波，以使向無線電信道單元提供適當(dāng)?shù)男盘栯娖?。從圖12中可見，本發(fā)明可以把60個無線電信道單元中任意一個互連到16個天線中的任意一個。因而可以把每個無線電信道單元動態(tài)地互連到在該無線電信道單元的工作頻率上對接收的RF信號具有最強(qiáng)信號強(qiáng)度的那兩個天線上。本發(fā)明的這一系統(tǒng)實(shí)際上構(gòu)成了一個大中繼線群。
參見圖13，為了改善RF信號的發(fā)射，可能希望提供一種功率分配系統(tǒng)955，其類型如同屬本申請人的未決美國專利申請第08/314,898號中所述，其提交日是1994年9月21日，名稱為“PowerShareing System for High Power RF Amplifiers，發(fā)明人是SheldonK.Meredith，該申請的說明書在本文中作為參考。使用這種系統(tǒng)可以改善發(fā)射的RF信號的信號質(zhì)量，并能降低功率消耗。圖13的系統(tǒng)與圖11的系統(tǒng)相似，區(qū)別僅是16個合并器935各自的輸出被提供給一個快速Fourier變換矩陣960，它被用于分散16個合并器935各自的輸出，并由此在16個放大器910之間平等地分散60個無線電信道單元203的輸出。放大器910的輸出被供給一個快速Fourier逆變換矩陣965，它用于重新合并信號，從而在其輸出端提供分離器輸出的放大信號。
以上對本發(fā)明的描述中采用了彼此直接互連的模塊，用于為多個天線中任意一個與多個無線電信道單元中的任意一個提供矩陣連接。然而，在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，不是用互連的模塊形成矩陣，部件的矩陣連接可以用公知的同軸電纜實(shí)現(xiàn)互連。在圖14中示意性地表示了采用同軸電纜的這樣一種矩陣連接(發(fā)射模塊互連矩陣)。在通過16個合并器用60個開關(guān)聯(lián)系60個無線電信道單元和16個天線的RF信號發(fā)射互連方式下，在合并器與開關(guān)之間需要960條同軸電纜。類似地，為了用16個天線接收RF信號，在60個開關(guān)與16個分離器之間也需要960條同軸電纜。盡管本實(shí)施例為無線電信道單元與天線提供了所需的矩陣連接，但是，電纜的重量以及連接器，電纜及電纜裝配件以及檢修的費(fèi)用是很高的。
盡管以上是以特殊實(shí)施例的方式對本發(fā)明做出了描述，熟悉本領(lǐng)域的人員在不脫離本發(fā)明的意圖和范圍的條件下顯然還可以實(shí)現(xiàn)各種其他的變更和增刪。
權(quán)利要求
1.一種掃描和瞄準(zhǔn)系統(tǒng)，用于把單個中繼線群中的多個無線電信道單元互連到多個天線射束，每個無線電信道單元具有一個接收部分和一個發(fā)射部分，其特征在于，上述掃描和瞄準(zhǔn)系統(tǒng)包括接收裝置，用于把每個無線電信道單元的接收部分動態(tài)地互連到多個天線射束中的任一射束，該天線射束平均在一個取樣周期中對上述一個無線電信道單元的工作頻率上的RF信號具有最強(qiáng)的接收信號強(qiáng)度；以及；發(fā)射裝置，用于把每個無線電信道單元的發(fā)射部分動態(tài)地互連到多個天線射束中的任一射束，該天線射束平均在一個取樣周期中在對應(yīng)RF信號發(fā)射的指定目標(biāo)的方向上最適合用這一無線電信道單元的工作頻率發(fā)射RF信號。
2.按照權(quán)利要求1的掃描和瞄準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于，上述接收裝置包括多個掃描接收機(jī)，各自與無線電信道單元的一個對應(yīng)的組相聯(lián)系；第一開關(guān)裝置，用于有選擇地把每個天線射束連接到每個上述掃描接收機(jī)；以及分別與一個上述掃描接收機(jī)有關(guān)的多個鎖相環(huán)；控制裝置，用于控制上述等一開關(guān)裝置，從而有選擇地把每個天線射束互連到每個上述掃描接收機(jī)，用于控制上述鎖相環(huán)，以便用上述對應(yīng)組中的無線電信道單元的工作頻率調(diào)制上述掃描接收機(jī)，并且用于從上述掃描接收機(jī)接收在上述對應(yīng)組中的無線電信道單元的工作頻率上接收到的RF信號的信號強(qiáng)度測量值。
3.按照權(quán)利要求2的掃描和瞄準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于，上述接收裝置進(jìn)一步包括第二開關(guān)裝置，用于把每個無線電信道單元的接收部連接到任一個天線射束，并且由上述控制裝置控制上述第二開關(guān)裝置，把一個無線電信道單元的接收部連接到一個天線射束，該天線射束在這一無線電信道單元的工作頻率上接收的RF信號具有最強(qiáng)的信號強(qiáng)度。
4.按照權(quán)利要求3的掃描和瞄準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于，上述發(fā)射裝置包括第三開關(guān)裝置，用于把每個無線電信道單元的發(fā)射部連接到任一天線射束，并且由上述控制裝置控制上述第三開關(guān)裝置，從而把一個無線電信道單元的發(fā)射部連接到一個天線射束，該天線射束在這一無線電信道單元的工作頻率上接收的RF信號具有最強(qiáng)的信號強(qiáng)度。
5.按照權(quán)利要求3的掃描和瞄準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于，上述每個無線電信道單元具有一個分集接收機(jī)，它能夠從兩個天線射束上接收信號并且確定一個具有最強(qiáng)信號強(qiáng)度的信號，并且用上述控制裝置控制上述第二開關(guān)裝置，把每個無線電信道單元的接收部動態(tài)地連接到多個天線射束中的兩個射束，平均在上述取樣周期的時間內(nèi)，這兩個射束對該無線電信道單元的工作頻率上的RF信號具有最強(qiáng)的接收信號強(qiáng)度。
6.一種具有多個無線電信道單元和多個天線射束的陸地移動無線電基本現(xiàn)場，每個無線電信道單元有一個接收部和一個發(fā)射部分，該基本現(xiàn)場具有一個掃描和瞄準(zhǔn)系統(tǒng)，用于把單一中繼線群中的無線電信道單元的發(fā)射部分和接收部分互連到天線射束上，從而與遠(yuǎn)程移動無線電設(shè)備交換RF信號，其特征在于，該掃描和瞄準(zhǔn)系統(tǒng)包括接收裝置，用于把每個無線電信道單元的接收部分動態(tài)地互連到多個天線射束中的任一射束，該天線射束平均在一個取樣周期中對上述一個無線電信道單元的工作頻率上的RF信號具有最強(qiáng)的接收信號強(qiáng)度；以及發(fā)射裝置，用于把多個無線電信道單元的發(fā)射部分動態(tài)地互連到多個天線射束中的任一射束，該天線射束平均在一個取樣周期中在對應(yīng)RF信號發(fā)射的指定目標(biāo)的方向上最適合用這一無線電信道單元的工作頻率發(fā)射RF信號。
7.按照權(quán)利要求6的陸地移動無線電基本現(xiàn)場，其特征在于，上述接收裝置包括至少一個接收模塊互連矩陣，每個接收模塊互連矩陣與對應(yīng)的一組無線電信道單元相聯(lián)系，并且把上述對應(yīng)組中的每個無線電信道單元的接收部分動態(tài)地連接到任一個天線射束，平均在一個上述取樣周期內(nèi)，該天線射束對上述對應(yīng)組中的上述一個無線電信道單元的工作頻率上的RF信號具有最強(qiáng)的接收信號強(qiáng)度。
8.按照權(quán)利要求7的陸地移動無線電基本現(xiàn)場，其特征在于，上述發(fā)射裝置包括至少一個發(fā)射模塊互連矩陣，每個發(fā)射模塊互連矩陣與一個對應(yīng)的接收模塊互連矩陣相聯(lián)系，并且把上述對應(yīng)組中的每個無線電信道單元的發(fā)射部分動態(tài)地連接到任一個天線射束，平均在上述取樣周期期間，該天線射束在對應(yīng)RF信號發(fā)射的指定目標(biāo)的方向上最適合用上述對應(yīng)組中的上述一個無線電信道單元的工作頻率發(fā)射RF信號。
9.按照權(quán)利要求8的陸地移動無線電基本現(xiàn)場，其特征在于，上述至少一個接收模塊互連矩陣包括多個掃描接收機(jī)，各自與無線電信道單元的上述對應(yīng)組中的一個對應(yīng)的無線電信道單元分組相關(guān)聯(lián)；第一開關(guān)裝置，用于有選擇地把各自天線射束連接到各個上述掃描接收機(jī)；各自與一個上述掃描接收機(jī)相聯(lián)系的多個鎖相環(huán)；控制裝置，用于控制上述第一開關(guān)裝置，有選擇地把各個天線射束與各個上述掃描接收機(jī)互連，用于控制上述鎖相環(huán)，以便用上述對應(yīng)的分組中的無線電信道單元的工作頻率調(diào)制上述掃描接收機(jī)，并用于從上述掃描接收機(jī)接收在上述對應(yīng)的分組中的無線電信道單元的工作頻率上接收到的RF信號的信號強(qiáng)度測量值；以及第二開關(guān)裝置，用于把無線電信道單元的上述對應(yīng)組中的每個上述無線電信道單元的接收部連接到任一上述天線射束，并且由上述控制裝置控制上述第二開關(guān)裝置，把一個上述無線電信道單元的接收部連接到一個天線射束，該天線射束在上述一個無線電信道單元的工作頻率上接收到的RF信號具有最強(qiáng)的信號強(qiáng)度。
10.按照權(quán)利要求9的陸地移動無線電基本現(xiàn)場，其特征在于，上述至少一個發(fā)射模塊互連矩陣包括第三開關(guān)裝置，用于把上述對應(yīng)組中的每個無線電信道單元的發(fā)射部分連接到任一天線射束，并且由上述控制裝置控制上述第三開關(guān)裝置，從而把一個無線電信道單元的發(fā)射部連接到一個天線射束，該天線射束在上述一個無線電信道單元的工作頻率上接收的RF信號具有最強(qiáng)的信號強(qiáng)度。
11.按照權(quán)利要求10的陸地移動的無線電基本現(xiàn)場，其特征在于，每個無線電信道單元具有一個分集接收機(jī)，它能夠從兩個天線射束上接收信號并且確定一個具有最強(qiáng)信號強(qiáng)度的信號，并且用上述控制裝置控制上述第二開關(guān)裝置，把每個上述無線電信道單元的接收部分動態(tài)地連接到兩個天線射束，平均在上述取樣周期期間，這兩個射束對上述一個無線電信道單元的工作頻率上的RF信號具有最強(qiáng)的接收信號強(qiáng)度。
全文摘要
掃描和瞄準(zhǔn)系統(tǒng)把一中繼線群的多個無線電信道單元(203)互連到多個天線(202)，上述的每個信道單元有接收部分和發(fā)射部分。該系統(tǒng)把每個信道單元的接收部分動態(tài)互連到任一天線上，平均在一個取樣周期內(nèi)，該天線在該信道單元的工作頻率上對RF信號有最強(qiáng)的信號強(qiáng)度；還把多個信道單元的發(fā)射部分動態(tài)互連到任一天線上，平均在一個取樣周期內(nèi)，該天線在相應(yīng)RF信號發(fā)射的指定目標(biāo)方向上最適用該信道單元的工作頻率發(fā)射RF信號。
文檔編號H04B7/04GK1134647SQ95119999
公開日1996年10月30日 申請日期1995年11月30日 優(yōu)先權(quán)日1994年12月1日
發(fā)明者塞爾登·肯特·梅雷迪斯 申請人:半導(dǎo)體射頻系統(tǒng)公司