本发明的一个目的是提供一种谐振模块的调谐方法，该方法减少了随
该谐振模块输入信号频率变化而调谐该谐振模块所需的时间。本发明的还
一个目的是提供一种有效和精确的方法，其中多个谐振模块可以按串行处
理方式或并行处理方式被调谐，其中多路复用可被用来减少所需电路，其
中VCO可以被省略，其中一个特别有效的自检和调整程序可以在生产以
及运行中使用，和/或其中一个低频信号被有效地产生，提供一个有效和成
本合算的系统，用于调谐一个谐振模块，特别是用于实现根据本发明的方
法。
根据所附的独立权利要求的方法和系统，可以实现这些和其它目的。
本发明的方法和系统的诸实施例的优点是：在系统电路同一支路中可
以执行不同的传感，以减少可能的测量误差；如果在本发明的调整系统中
应用快速调谐装置，可以执行非常快速的“跳频”；仅仅在该低频信号中
保留介于发射机信号与天线信号之间的相位关系，从而使后者与目前采用
的调制宽度无关。在本发明的方法和系统中，在仍然改进调谐性能的同时，
降低与谐振模块相连的某些主要部件的要求是可能的。
具体地说，本发明的方法包括下列诸步骤：将一个来源于出现在发射
机联接中的发射机信号的输入信号，与一个低频信号混频，产生一个单边
带信号；将一个在相位上跟输入信号存在偏移(其偏移量为取决于该谐振
模块的当前调谐状态的一个相对的第一相位差)的输出信号跟该单边带信
号进行混频后，所述输出信号成为下列信号组中的一个成员，该信号组包
括：出现在该天线联接上的一个天线信号的一个分开的部分，以及在该谐
振模块内部测出的一个信号；将在该发射机联接上的该发射机信号的一个
分开部分跟该单边带信号进行混频；在低频信号的频率范围内，将该单边
带信号经混频后产生的混频信号分别跟该输入和输出信号进行比较，从而
确定输入输出信号之间的相对的第二相位差；根据所述第二相位差运行该
调谐装置以调谐该谐振模块，以便将所述第二相位差调整到一个预定值或
调整到一个预定值范围内，从而将谐振模块调谐至输入信号的现有频率
上。
本发明的方法和系统适用于任何类型的谐振模块，包括但不限于各种
空腔谐振器，各种半波长或四分之一波长的谐振器，以及各种波导谐振器。
本发明优点的进一步研究将在下面的详述和权利要求中提出。
参照图1，示出了一个打算用于例如PCS移动电话系统中的基站的组
合单元，作为本发明的一个实施例。在该组合单元中，四个可调谐的谐振
模块通过四个相应的隔离器与四个发射机输出相连，并与一个发射天线相
连。
用于调谐第一谐振模块1的改进的系统包括，一个具有调谐装置3的
可调谐谐振器2，一个发射机联接4，以及一个天线联接5。该系统还包
括一个隔离器6，它包括两个环行器部件和一个第一传感器，用于传感来
自发射机的发射机信号S1，经过隔离器6，到达谐振模块1的发射机联接
4。隔离器6中的第一传感器产生一个输入信号S2，基本上是发射机信号
S1的一小部分。
下面进一步叙述输入信号S2通过第一多路复用器7馈给功率分离器
8，将输入信号分离成信号S3和S4。信号S3通过一个限幅放大器9和一
个带通滤波器10馈送，产生一个输给正交调制器(单边带发生器)11的
信号S5，众所周知，其中信号S5仍是发射机信号S1的量度，与一个低频
(中频)信号分别以直接(0°)和正交(90°)相位I和Q进行混频。正
交调制器的输出信号S6，是来自于信号S1和低频信号的信号S5的混频产
物的一个单边带。因此，信号S6的频率与信号S1的频率之间的偏移量，
通常等于该低频信号的频率，后者是常数。而且，信号S6的相位与信号S1
的相位之间的偏移量，通常是一个恒定的相位差。信号S6从正交调制器11
馈给混频器12。
信号S4从功率分离器8通过一个衰减器13和第二多路复用器14馈给
混频器12。混频器12因此从信号S6和S4产生一个混频生成信号S9，通
过一个低通滤波器15和第二限幅放大器16馈给一个信号处理装置17，其
中混频生成信号S9的相位在存储器18中被测量和存储。
本系统还包括一个布置在谐振器2里边用于传感天线信号S7的第二传
感器，用以产生输出信号S8，它与信号S2进行比较，从而确定一个相对
相位差。这个相位差是发射机信号的频率与谐振模块现在要被调谐到的频
率之间的相对差的量度。信号S8基本上是天线信号S7的一小部分。另一
方面，输出信号可以是在天线联接5中被传感以产生一个用以取代信号S8
的信号。在这种情况下，产生于其它发射机的信号将更成问题。对于谐振
模块来说，理想调谐状态是在发射机联接4中的发射机信号与天线联接5
中的天线信号之间的相位差为零。
来自第二传感器的信号S8，经由将在下文中进一步叙述的一个第三多
路复用器19，一个衰减器20，以及在信号S4或者信号S8之间交替地进
行切换的第二多路复用器14，馈送到该混频器12。当多路复用器14接通
信号S8时，混频器12因此从信号S6和S8产生一个混频生成信号S10，
通过低通滤波器15和第二限幅放大器16馈给信号处理装置17，其中信号
S10在存储器18中被测量和存储。所存储的相位测量值然后被比较，以确
定信号S9和S10之间的相位差。
当然，通过信号处理装置17，知道和确定了相位测量值之间的实时差
值。通过第二多路复用器14连接信号S4和S8的顺序从测量原理来说并不
重要。但是，通过连接信号S8启动的测量周期是优先的。另一方面，信号
S4和S8的相位测量值可以在电路的单独支路中根据相应的变化测得，而避
免使用多路复用器14。
信号处理装置17运行，快速和准确地测量和调整发射机信号S1的相
位相对于天线信号S7的相位。在信号处理装置17中执行的相位测量，包
含一个系统电路中依赖于信号延迟的恒定附加的相位差。但是，这个固有
的相位差通过校准得以补偿，从而所测量的介于信号S9和S10之间的相对
相位差被调整至一个预定值，在该预定值谐振模块被调谐至各个发射机产
生的现有频率上。
在图1示出和上面叙述的系统中，第一和第三多路复用器7和19由信
号处理装置17控制，从而在四个基本相同的谐振模块之间共享同样的调整
电路，形成具有四个单独发射机联接和一个公用天线联接的组合单元。其
余三个谐振模块的调整与上面所述的第一谐振模块1的运行基本相同。组
合单元中谐振模块的数目可以与本实施例的不同。
信号S2需要很好地与例如可能出现在公共天线联接中的任何干扰信号
隔离。因此，第一传感器被布置在隔离器6的发射机一边。所以，在现有
技术中，象由数字6表示的隔离器一般是相当复杂和昂贵的部件，它需要
很好地规定从其输入联接到其输出联接的信号延迟，以便在多个谐振模块
之间共享一个相应的调整电路。
因此，在本发明的第二实施例中，在每个隔离器与各谐振模块之间提
供了附加的第三传感器，用以传感相应上述的信号S4。再者，多路复用器
7被省略，并且一个对应于上述的来自第一传感器的信号S2的信号直接馈
给对应于上述放大器9的限幅放大器。同样，第三多路复用器19被省略，
并且在各个谐振模块中传感的输出信号被直接馈给对应于上述衰减器20的
衰减器。因此，虽然具有公用的信号处理和控制单元，还是为每个谐振模
块分别提供了调整电路的主要部件。在本发明的第二实施例中，可以利用
大大减少复杂性的隔离器，因为不同隔离器中的诸信号延迟之间的相对差
值既不必很好地限定，也不要求对例如环境温度变化保持恒定。
在所述实施例中，一个由来自信号处理装置的信号S11控制的电子步
进马达，通过机械连接来移动谐振模块的谐振器中的调谐部件，以便执行
第一谐振模块的调整。该马达设置了谐振模块调整速度的限值。在发射机
以现有频率运行但是间歇发射的情况下，在每次马达改变转动方向的时
候，调谐部件的运动速度可能例如被分成两个，以便更有效地达到谐振。
此外，如果利用比步进马达更快的装置来调整谐振模块的谐振，所述本发
明的调整原理可以被应用得更有效。
图1中示出的限幅放大器16，也可产生一个无线电信号强度指示器
(RSSI)信号。这个信号可以被馈给信号处理装置17，并且作为一个指
示器，用以指示在各自的发射机连接中，是否有足够强的信号可供测量。
此外，它可以作为谐振模块调整状况的粗略测量。
参照图2，用于向单边带发生器提供完全不含谐波的正弦和余弦信号
的信号发生器，包括第一和第二双向移位寄存器301,302。每个移位寄
存器具有八个输出端，其中，每一个输出端都被连接到一个各自的电阻的
一端。诸电阻的另一端在303,304处被互连，并通过一个平滑滤波器和
一个第十六次谐波滤波器(未示出)，馈给各自的上面提到的正交发生器
的I和Q输入端中的一个。信号处理装置17(图1)的一个时钟信号305
被输给一个分频器306，它的第一输出端具有1∶1的相对频率，馈给移位寄
存器301,302作为时钟脉冲。分频器306的第二和第三诸输出端具有1∶8
和1∶16的相对频率，通过异或门(EXOR)307,308,309以这种方式
馈送，即以四个时钟脉冲(相应于90°)的相对差，将逻辑状态(1)送入
移位寄存器301,302，直到各个移位寄存器都填满逻辑状态(1)为止，
然后，改变移位方向，仍然以四个时钟脉冲的相对差，从另一个方向将逻
辑(0)状态送入移位寄存器。这样来挑选诸电阻的值，使得所产生的正
弦和余弦信号的失真度小于大约2％。由于这种产生方式，信号具有被严
格规定的90°的相对相位差，这是正交调制器17(图1)所需要的。本发
明所使用的频率可以在50千赫的范围内。
用于本发明系统的一个优选的自检和校准/调整程序，它既可用于生
产，也可在谐振模块投入运行前在安装过程中使用，可以包括下列诸步骤：
把所有调谐装置放在预定的起始位置，最好终止位置在运行频率范围之
外，使得互联的谐振模块不互相干扰；在该谐振模块的发射机连接处施加
一个最好是非调制的测量信号(每次运行一个谐振模块)；运行谐振模块
的调谐装置经过谐振峰值到达远方的-3dB点，然后返回至近方的-3dB
点，同时传感信号强度，并且利用例如上述RSSI功能来识别诸点以及记录
相应信号的诸相位；选择对应于上述的第二相位差的一个信号相位值，作
为将来调整谐振模块的一个预定的目标值。谐振模块在-3dB诸点之间的
信号相位范围的中点处被调谐至谐振。在本例子中，为方便起见，选择相
对于最大信号强度为-3dB、并呈现90°的相位差的诸点。也可采用-
3dB诸点之外的其他各点以及RSSI信号之外的其他信号强度测量装置。
虽然结合诸最佳实施例叙述了本发明，但应理解为只要不违反所附权
利要求书中规定的精神和范围，可以作出各种修改。