CN102281036A - 一种带自适应控制的驻波比侦测及大功率保护电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种带自适应控制的驻波比侦测及大功率保护电路，包括信号隔离器、功率放大管保护电路、三级功率放大管、大功率高隔离度隔离器、自动校准检波电路、正向输出耦合器、反向输出耦合器，所述的信号隔离器、功率放大管保护电路、三级功率放大管、正向输出耦合器、大功率高隔离度隔离器、反向输出耦合器依次连接，所述的自动校准检波电路输入端分别与正向输出耦合器、反向输出耦合器连接，输出端分别与功率放大管保护电路、三级功率放大管连接。与现有技术相比，本发明具有安全性高、适用范围广、适应性强等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种驻波比侦测及大功率保护电路，尤其是涉及一种带自适应控制的驻波比侦测及大功率保护电路。
背景技术
1、在通信系统中驻波是衡量阻抗失配度的主要指标，而驻波比过大将会影响到通信距离，降低信息传输质量，并且导致射频电路出现一系统问题，位于电线前端的功率放大器对驻波比的恶化是集其敏感的部件，反射的功率回到放大器中情况严重时会导致高功率放大器的损坏，为了防止此现象出现对高功率放大器进行保护是十分重要的.
2、而在位于天馈线系统中最为重要的指标也是驻波比。因此，运营商在无线网络建设和日常维护中，必须高度重视对天馈系统性能的检查，减小天馈线系统器件间不匹配对系统的影响.
就上述两种现象，而在目前的直放站中，功放自身的保护主是是通过隔离器/环行器来实现，而市场上的隔离器的反向隔离度一般在15～20dB左右，而对于高功率直放站来说，20dB的隔离器不足以保证在恶劣情况放大器的损坏；而对于天线端来说，简单的驻波告警已经不能满足实运营商日常维护和安装需求。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种安全性高、适用范围广、适应性强的带自适应控制的驻波比侦测及大功率保护电路。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种带自适应控制的驻波比侦测及大功率保护电路，包括信号隔离器、功率放大管保护电路，其特征在于，还包括三级功率放大管、大功率高隔离度隔离器、自动校准检波电路、正向输出耦合器、反向输出耦合器，所述的信号隔离器、功率放大管保护电路、三级功率放大管、正向输出耦合器、大功率高隔离度隔离器、反向输出耦合器依次连接，所述的自动校准检波电路输入端分别与正向输出耦合器、反向输出耦合器连接，输出端分别与功率放大管保护电路、三级功率放大管连接。
所述的三级功率放大管由三个功率放大管串联而成。
所述的自动校准检波电路包括正向输出功率检测电路、反向输出功率检测电路、单片机、模块控制单元，所述的正向输出功率检测电路一端与正向输出耦合器连接，另一端与单片机连接，所述的反向输出功率检测电路一端与反向输出耦合器连接，另一端与单片机连接，所述的单片机与模块控制单元连接，所述的模块控制单元分别与功率放大管保护电路、三级功率放大管连接。
所述的单片机包括处理器、模块通信单元、电源单元、输入输出单元、存储单元、数模转换器、模数转换器，所述的处理器通过模数转换器分别与正向输出功率检测电路、反向输出功率检测电路连接，所述的处理器通过数模转换器与模块控制单元连接，所述的处理器通过模块通信单元与模块控制单元连接。
所述的模块控制单元通过电源端子板与三级功率放大管连接。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、安全性高，大功率高隔离度隔离器，提供更好的隔离度，有效保护功放的输出端，当设备输出或天馈系统之间完全开路后，都能保证功放不会损环。
2、适用范围广，驻波告警门限可以依据现场及馈线的实际情况来修改相应的具体值，实际运营商日常维护和安装需求。
3、适应性强，能在天馈系统不良无法排除的情况下，设备还能正常工作，不会因为天馈系统而导致整个系统瘫痪。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
如图1所示，一种带自适应控制的驻波比侦测及大功率保护电路，包括信号隔离器1、功率放大管保护电路2、三级功率放大管3、大功率高隔离度隔离器4、自动校准检波电路5、正向输出耦合器6、反向输出耦合器7，所述的信号隔离器1、功率放大管保护电路2、三级功率放大管3、正向输出耦合器6、大功率高隔离度隔离器4、反向输出耦合器7依次连接，所述的自动校准检波电路5输入端分别与正向输出耦合器6、反向输出耦合器7连接，输出端分别与功率放大管保护电路2、三级功率放大管3连接。所述的三级功率放大管3由三个功率放大管串联而成。所述的功率放大管保护电路2包括PIN管衰减电路、ALC电路。
所述的自动校准检波电路5包括正向输出功率检测电路51、反向输出功率检测电路52、单片机53、模块控制单元54，所述的正向输出功率检测电路51一端与正向输出耦合器6连接，另一端与单片机53连接，所述的反向输出功率检测电路52一端与反向输出耦合器7连接，另一端与单片机53连接，所述的单片机53与模块控制单元54连接，所述的模块控制单元54分别与功率放大管保护电路2、三级功率放大管3连接。所述的单片机53包括处理器、模块通信单元、电源单元、输入输出单元、存储单元、数模转换器、模数转换器，所述的处理器通过模数转换器分别与正向输出功率检测电路51、反向输出功率检测电路52连接，所述的处理器通过数模转换器与模块控制单元54连接，所述的处理器通过模块通信单元与模块控制单元54连接。所述的模块控制单元54通过电源端子板与三级功率放大管3连接。
传输线的电压跟电流是通过特定的比值联系起来的.这个特定的比值我们称为特性阻抗，当附图中的功放输出端跟天线或馈线系统完全匹配时，功放的输出的功率能全部送到天线端，并通过天线发射出去，而当阻抗失配将导致驻波的产生，
依据功放驻波的相关公式：
Reture loss＝-20log(VSWR+1/VSWR-1) 1.1
Reture loss＝-10log(Pr/Pi) 1.2
Pr：反射功率；Pi：入射功率。
依上述公式1.1和公式1.2可以得出相应的反射功率，如下述表1所示
| 入射功率 | 5 | w |
| 反射功率 | 0.5 | w |
| Return Loss＝ | 10.00 | dBRL |
| VSWR＝ | 1.92 | 1ratio |
上面公式和表格可知，功放的驻波比的测量和保护问题最终的问题可以归结为功率放大器的输出端提供输出正，反向检测，以及使用合适电路保护方案。实现对设备保护的问题。
功放保护电路2：有效的限制放大器因输入信号的强烈变化，导致功放输出功率的过大损坏功放，保证功放的输出恒定在额定的值。
大功率高隔离度隔离器4：主要是用于保护末级放大管了的输出端，不会因馈线系统或天线端匹配不良反射功率过大而损坏器件，导致通信系统不能正常工作。
正向输出功率检测电路51：实现输出检波电压正比于输入功率，将射频信号转换成电信号，并按一定的关系存储于单片机53中如下表.
| 正向输出功率采样电压(mv) | 输出功率值(dbm) | 衰减值(dB) |
| Vanalog0 | Pmax | 0 |
| Vanolog1 | Pmax-1 | 1 |
| …. | …. | … |
| Vanolog15 | Pmax-15 | 15 |
反向输出功率检测电路52：现输出检波电压正比于输入功率，将射频信号转换成电信号，并按一定的关系存储于单片机53中如下表
| 反向输入功率采样电压(mv) | 输出功率值(dbm) | 衰减值(dB) |
| Vanalog0 | Pmax | 0 |
| Vanolog1 | Pmax-1 | 1 |
| …. | …. | … |
| Vanolog15 | Pmax-15 | 15 |
单片机53：则将正向输出功率检测电路51/反向输出功率检测电路52所采集的值按预先计算的情况进行计算结合驻波比算法如公式1.1和1.2，最终实现侦测出功放放大器的反射功率值，驻波比值，并跟随着外界信号的强弱变化实现跟踪相应输出功率的驻波值，并上传给运营商及工程维护人员。
依据算法出现当VSWR＞2.0时(默认情况)设备以提示告敬，当VSWR＞3.0时关断功放输出，工程人员也可依据现场需要对所地告警的门限进行修改，因为采用高性能的双节隔离度，在恶劣的情况使用时也能保证设备能不会损环。
Claims (5)
1.一种带自适应控制的驻波比侦测及大功率保护电路，包括信号隔离器、功率放大管保护电路，其特征在于，还包括三级功率放大管、大功率高隔离度隔离器、自动校准检波电路、正向输出耦合器、反向输出耦合器，所述的信号隔离器、功率放大管保护电路、三级功率放大管、正向输出耦合器、大功率高隔离度隔离器、反向输出耦合器依次连接，所述的自动校准检波电路输入端分别与正向输出耦合器、反向输出耦合器连接，输出端分别与功率放大管保护电路、三级功率放大管连接。
2.根据权利要求1所述的一种带自适应控制的驻波比侦测及大功率保护电路，其特征在于，所述的三级功率放大管由三个功率放大管串联而成。
3.根据权利要求1所述的一种带自适应控制的驻波比侦测及大功率保护电路，其特征在于，所述的自动校准检波电路包括正向输出功率检测电路、反向输出功率检测电路、单片机、模块控制单元，所述的正向输出功率检测电路一端与正向输出耦合器连接，另一端与单片机连接，所述的反向输出功率检测电路一端与反向输出耦合器连接，另一端与单片机连接，所述的单片机与模块控制单元连接，所述的模块控制单元分别与功率放大管保护电路、三级功率放大管连接。
4.根据权利要求2所述的一种带自适应控制的驻波比侦测及大功率保护电路，其特征在于，所述的单片机包括处理器、模块通信单元、电源单元、输入输出单元、存储单元、数模转换器、模数转换器，所述的处理器通过模数转换器分别与正向输出功率检测电路、反向输出功率检测电路连接，所述的处理器通过数模转换器与模块控制单元连接，所述的处理器通过模块通信单元与模块控制单元连接。
5.根据权利要求2所述的一种带自适应控制的驻波比侦测及大功率保护电路，其特征在于，所述的模块控制单元通过电源端子板与三级功率放大管连接。
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