CN111510179A - 一种室分天线、天线系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种室分天线、天线系统及控制方法。其中，室分天线包括：通直流耦合器、开关单元、第一功率放大器、第二功率放大器；其中，所述通直流耦合器，用于接收用于控制信号传输的控制信号，向所述开关单元输出控制信号；以及接收射频信号，向所述第一功率放大器输出；所述开关单元，用于当所述控制信号用于控制发射信号时，接通所述第一功率放大器与通直流耦合器；当所述控制信号用于控制接收信号时，接通所述第二功率放大器与片上天线；所述第一功率放大器，用于对所述待辐射的射频信号进行放大，并通过所述片上天线将放大后的射频信号进行辐射；所述第二功率放大器，用于对所述片上天线接收的射频信号进行放大。

Description

一种室分天线、天线系统及控制方法

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种室分天线、天线系统及控制方法。

背景技术

目前，如何利用室内分布系统将基站的信号分布在室内每个角落，以保证室内区域拥有理想的信号覆盖成了热门话题。为了降低室内分布系统的建网成本，可以通过分布式皮基站外接无源天线组网的方式实现室内覆盖。

上述方式中通过分布式皮基站与无源天线组网，由于无源天线的辐射功率有限，进而导致室内分布系统的覆盖面积有限。

发明内容

为解决现有存在的技术问题，本发明实施例提供一种室分天线、天线系统及控制方法。

本发明实施例的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供一种室分天线，包括：通直流耦合器、开关单元、第一功率放大器、第二功率放大器；其中，

所述通直流耦合器，用于接收用于控制信号传输的控制信号，向所述开关单元输出所述控制信号；以及接收射频信号，向所述第一功率放大器输出；

所述开关单元，用于当所述控制信号用于控制发射信号时，接通所述第一功率放大器与通直流耦合器；当所述控制信号用于控制接收信号时，接通所述第二功率放大器与片上天线；

所述第一功率放大器，用于对所述射频信号进行放大，并通过所述片上天线将放大后的射频信号进行辐射；

所述第二功率放大器，用于对所述片上天线接收的射频信号进行放大。

上述方案中，所述开关单元包括第一开关、第二开关、第三开关、第四开关；

所述第一开关的一端与所述通直流耦合器相连，所述第一开关的另一端与所述第一功率放大器相连；所述第二开关的一端与所述第一功率放大器相连，所述第二开关的另一端与所述片上天线相连；

所述第三开关的一端与所述通直流耦合器相连，所述第三开关的另一端与所述第二功率放大器相连；所述第四开关的一端与所述第二功率放大器相连，所述第四开关的另一端与所述片上天线相连。

上述方案中，所述室分天线还包括：

解调器，用于接收对基带信号进行调制处理得到的已调信号；对所述已调信号进行解调处理，将解调处理后的信号作为用于控制传输的控制信号，并向所述通直流耦合器发送所述控制信号。

本发明实施例提供一种天线系统，所述系统包括：室分信源单元、分布网络单元、室分天线；其中，

所述室分信源单元，用于对基带信号进行调制处理得到已调信号；以及产生待辐射的射频信号；

所述分布网络单元，用于通过集束四根线缆的集束接头，将所述待辐射的射频信号及所述已调信号传输至所述室分天线；

所述室分天线包括：通直流耦合器、开关单元、第一功率放大器、第二功率放大器；所述通直流耦合器，用于接收用于控制信号传输的控制信号，向所述开关单元输出控制信号；以及接收所述射频信号，向所述第一功率放大器输出；所述开关单元，用于当所述控制信号用于控制发射信号时，接通所述第一功率放大器与通直流耦合器；当所述控制信号用于控制接收信号时，接通所述第二功率放大器与片上天线；所述第一功率放大器，用于对所述待辐射的射频信号进行放大，并通过所述片上天线将放大后的射频信号进行辐射；所述第二功率放大器，用于对所述片上天线接收的射频信号进行放大。

上述方案中，所述开关单元包括第一开关、第二开关、第三开关、第四开关；

所述第一开关的一端与所述通直流耦合器相连，所述第一开关的另一端与所述第一功率放大器相连；所述第二开关的一端与所述第一功率放大器相连，所述第二开关的另一端与所述片上天线相连；

所述第三开关的一端与所述通直流耦合器相连，所述第三开关的另一端与所述第二功率放大器相连；所述第四开关的一端与所述第二功率放大器相连，所述第四开关的另一端与所述片上天线相连。

上述方案中，所述室分天线还包括：

解调器，用于接收对基带信号进行调制处理得到的已调信号；对所述已调信号进行解调处理，将解调处理后的信号作为用于控制信号传输的控制信号，并向所述通直流耦合器发送所述控制信号。

上述方案中，所述室分天线包括蓝牙信标；所述室分信源单元还包括蓝牙网关；

所述蓝牙信标，用于获取所述片上天线的工作参数，以及所述天线系统外的设备中的蓝牙信标的工作参数，生成与所述工作参数相关的信息；当接通所述第二功率放大器与片上天线时，将生成的所述信息发送至所述室分信源单元中的蓝牙网关；

所述蓝牙网关，用于接收所述室分天线中的蓝牙信标发送的与所述工作参数相关的信息；基于所述信息，对所述片上天线以及所述设备的工作状态进行监控。

本发明实施例提供一种室分天线的控制方法，所述方法包括：

室分天线中的通直流耦合器接收用于控制信号传输的控制信号，向所述室分天线中的开关单元输出控制信号；并接收射频信号，向所述室分天线中的第一功率放大器输出；

当所述控制信号用于控制发射信号时，所述室分天线中的开关单元接通所述第一功率放大器与通直流耦合器；当所述控制信号用于控制接收信号时，所述室分天线中的开关单元接通所述室分天线中的第二功率放大器与片上天线；

所述室分天线中的第一功率放大器对所述待辐射的射频信号进行放大，并通过所述片上天线将放大后的射频信号进行辐射；

所述室分天线中的第二功率放大器对所述片上天线接收的射频信号进行放大。

上述方案中，所述开关单元包括第一开关、第二开关、第三开关、第四开关；

所述第一开关的一端与所述通直流耦合器相连，所述第一开关的另一端与所述第一功率放大器相连；所述第二开关的一端与所述第一功率放大器相连，所述第二开关的另一端与所述片上天线相连；

所述第三开关的一端与所述通直流耦合器相连，所述第三开关的另一端与所述第二功率放大器相连；所述第四开关的一端与所述第二功率放大器相连，所述第四开关的另一端与所述片上天线相连。

上述方案中，所述方法还包括：

所述室分天线中的解调器接收对基带信号进行调制处理得到的已调信号；对所述已调信号进行解调处理，将解调处理后的信号作为用于控制信号传输的控制信号，并向所述通直流耦合器发送所述控制信号。

本发明实施例提供的室分天线、天线系统及控制方法，室分天线中的通直流耦合器接收用于控制信号传输的控制信号，向所述室分天线中的开关单元输出控制信号；并接收射频信号，向所述室分天线中的第一功率放大器输出；当所述控制信号用于控制发射信号时，所述室分天线中的开关单元接通所述第一功率放大器与通直流耦合器；当所述控制信号用于控制接收信号时，所述室分天线中的开关单元接通所述室分天线中的第二功率放大器与片上天线；所述室分天线中的第一功率放大器对所述待辐射的射频信号进行放大，并通过所述片上天线将放大后的射频信号进行辐射；所述室分天线中的第二功率放大器对所述片上天线接收的射频信号进行放大。采用本发明实施例的技术方案，所述室分天线包括第一功率放大器，当发射信号时，通过所述室分天线中的开关单元接通所述第一功率放大器与通直流耦合器，进而能够通过所述第一功率放大器对待辐射的射频信号进行放大。这样，可以提高天线末端的辐射功率，进而增大天线的覆盖面积。

附图说明

图1为本发明实施例室分天线的组成结构示意图；

图2为本发明实施例天线系统的组成结构示意图；

图3为本发明实施例室分天线的具体组成结构示意图；

图4为本发明实施例天线系统的具体组成结构示意图一；

图5为本发明实施例天线系统的具体组成结构示意图二；

图6为本发明实施例室分天线的控制方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明再作进一步详细的描述。

相关技术中，如何利用室内天线分布系统将基站的信号分布在室内每个角落，以保证室内区域拥有理想的信号覆盖成了热门话题。在第五代移动通信技术(5G，fifthGeneration)中，可以通过分布式皮基站(Pico RRU)进行室内信号覆盖。但是，随着5G工作频段的升高，以及信号带宽的增加，分布式皮基站的设备成本大大增加，导致采用分布式皮基站进行组网的成本大幅增加，进而可能会阻碍5G建网速度。其中，分布式皮基站是一种小型化、低功率、低功耗的室内覆盖射频单元。这里，为了降低室内天线分布系统的建网成本，可以通过分布式皮基站和无源天线进行组网实现室内覆盖。具体地，通过射频接头与无源室分天线、功分器和射频线缆相连接，通过减少有源设备使用量、增加无源器件使用量，降低建网成本。但是，通过分布式皮基站外接无源天线组网的方式，存在的问题包括：一、由于无源天线的辐射功率有限，导致覆盖面积有限；二、由于所使用的馈线的直径较粗，导致施工难度大；三、仅支持2T2R，导致传输速率较低；四，由于通过长期演进(LTE，Long TermEvolution)通信系统中的调整模块(简写为LTE调制模块)、LTE通信系统中的解调模块(简写为LTE解调模块)实现上下行的时隙同步，实现较复杂。为了提高辐射功率，可以将多个信源补充在无源天线末端位置，以保证发射功率，但，会增加建网成本。

基于此，在本发明实施例中，室分天线中的通直流耦合器接收用于控制信号传输的控制信号，向所述室分天线中的开关单元输出控制信号；并接收射频信号，向所述室分天线中的第一功率放大器输出；当所述控制信号用于控制发射信号时，所述室分天线中的开关单元接通所述第一功率放大器与通直流耦合器；当所述控制信号用于控制接收信号时，所述室分天线中的开关单元接通所述室分天线中的第二功率放大器与片上天线；所述室分天线中的第一功率放大器对所述射频信号进行放大，并通过所述片上天线将放大后的射频信号进行辐射；所述室分天线中的第二功率放大器对所述片上天线接收的射频信号进行放大。

本发明实施例提供一种室分天线，如图1所示，该室分天线包括：通直流耦合器11、开关单元12、第一功率放大器13、第二功率放大器14；其中，

所述通直流耦合器11，用于接收用于控制信号传输的控制信号，向所述开关单元输出控制信号；以及接收射频信号，向所述第一功率放大器输出；

所述开关单元12，用于当所述控制信号用于控制发射信号时，接通所述第一功率放大器与通直流耦合器；当所述控制信号用于控制接收信号时，接通所述第二功率放大器与片上天线；

所述第一功率放大器13，用于对所述待辐射的射频信号进行放大，并通过所述片上天线将放大后的射频信号进行辐射；

所述第二功率放大器14，用于对所述片上天线接收的射频信号进行放大。

这里，通过所述第一功率放大器13，对待辐射的射频信号进行放大，通过片上天线对放大后的射频信号进行辐射，可以使所述室分天线具备发射机的功能。通过片上天线接收射频信号，并通过所述第二功率放大器14对所述片上天线接收的接收射频信号进行放大，可以使所述室分天线具备接收机的功能。

实际应用时，为了分开控制信号的发射和接收，可以设置两条通路，即信号发射通路(用TX表示)、信号接收通路(用RX表示)。TX通路和RX通路的导通受所述控制信号的控制，当所述控制信号用于控制发射信号时，导通TX通路，当所述控制信号用于控制接收信号时，导通RX通路。这样，可以在TX通路中增设第一开关、第二开关，在RX通路中增设第三开关、第四开关，这样，当所述控制信号用于控制发射信号时，可以通过所述第一开关、第二开关接通TX通路；当所述控制信号用于控制接收信号时，可以通过所述第三开关、第四开关接通RX通路。

基于此，在一实施例中，所述开关单元12包括第一开关、第二开关、第三开关、第四开关；所述第一开关的一端与所述通直流耦合器相连，所述第一开关的另一端与所述第一功率放大器相连；所述第二开关的一端与所述第一功率放大器相连，所述第二开关的另一端与所述片上天线相连；所述第三开关的一端与所述通直流耦合器相连，所述第三开关的另一端与所述第二功率放大器相连；所述第四开关的一端与所述第二功率放大器相连，所述第四开关的另一端与所述片上天线相连。

实际应用时，为了减少开关单元12中开关的数量，可以使用单刀双掷开关1代替所述第一开关和所述第二开关，使用单刀双掷开关2代替所述第三开关和所述第四开关。

具体地，当所述控制信号用于控制发射信号时，可以控制所述单刀双掷开关1、2中的开关拨向TX通路，也就是说，通过所述单刀双掷开关1中的开关，接通所述第一功率放大器与通直流耦合器，通过所述单刀双掷开关2中的开关，接通所述第一功率放大器与片上天线。当所述控制信号用于控制接收信号时，可以控制所述单刀双掷开关1、2中的开关拨向RX通路，也就是说，通过所述单刀双掷开关1中的开关，接通所述第二功率放大器与通直流耦合器，通过所述单刀双掷开关2中的开关，接通所述第二功率放大器与片上天线。

实际应用时，为了减少所述室分天线的组成器件，对TX通路和RX通路进行控制的控制信号可以由外部器件产生，由于外部器件产生的信号需要进行调制后才能传输给所述室分天线，因此，可以在所述室内天线增设解调器，通过所述解调器对调制后的信号进行解调，以得到对TX通路和RX通路进行控制的控制信号。

基于此，在一实施例中，所述室分天线还包括：解调器，用于接收对基带信号进行调制处理得到的已调信号；对所述已调信号进行解调处理，将解调处理后的信号作为用于控制信号传输的控制信号，并向所述通直流耦合器发送所述控制信号。

这里，为了保证通信效果，克服远距离信号传输的问题，必须通过调制将信号频谱搬移到高频信道中进行传输，将待发送的信号加载到高频信号的过程称为调制。解调是调整的逆过程，发送端用所欲传输的消息对载波进行调制，产生携带所述消息的已调信号，接收端必须恢复所传输的消息才能加以利用，这个过程称为解调。调制的方式可以包括振幅键控(ASK，Amplitude Shift Keying)、频移键控(FSK，Frequency-shift keying)和相移键控(PSK，Phase Shift Keying)。解调的方式可以包括幅度解调、频率解调和相位解调。

采用本发明实施例的技术方案，所述室分天线包括第一功率放大器，当发射信号时，可以通过所述第一功率放大器对待辐射的射频信号进行放大。这样，可以提高天线的辐射功率，增大天线的覆盖范围。

本发明实施例提供一种天线系统，如图2所示，所述系统包括：室分信源单元21、分布网络单元22、室分天线23；其中，

所述室分信源单元21，用于对基带信号进行调制处理得到已调信号；以及产生待辐射的射频信号；

所述分布网络单元22，用于通过集束四根线缆的集束接头，将所述待辐射的射频信号及所述已调信号传输至所述室分天线；

所述室分天线23包括：通直流耦合器11、开关单元12、第一功率放大器13、第二功率放大器14；所述通直流耦合器11，用于接收用于控制信号传输的控制信号，向所述开关单元输出控制信号；以及接收射频信号，向所述第一功率放大器输出；所述开关单元12，用于当所述控制信号用于控制发射信号时，接通所述第一功率放大器与通直流耦合器；当所述控制信号用于控制接收信号时，接通所述第二功率放大器与片上天线；所述第一功率放大器13，用于对所述待辐射的射频信号进行放大，并通过所述片上天线将放大后的射频信号进行辐射；所述第二功率放大器14，用于对所述片上天线接收的射频信号进行放大。

实际应用时，室分信源单元21、分布网络单元22、室分天线23，以及其内部各个器件之间，使用馈线连接，馈线既可传输射频信号，也可传输直流电。

这里，由于馈线采用的是细线缆，因此可以同时部署4通道线缆，并通过集束器集束，如此，可以实现4T4R传输，边缘速率增加了一倍。而相关技术中，Pico RRU+无源室分天线的组网方式，仅能实现2T2R传输。其中，4T4R可以是指具有4根发射天线和4根接收天线，2T2R可以是指具有2根发射天线和2根接收天线。其中，细线缆具备的优点包括：可弯折，具备4通道施工可行。

另外，由于馈线采用的是细线缆，由于馈线较细较软，可以满足线缆绕圈、窝折等布线方式，因此可制备如1m、2m、5m、10m……等标准化长度的带有接头的线缆，施工工人可粗略预估线缆长度，多余的长度可将线缆绕圈，这样可避免工人现场安装馈线接头，降低了施工复杂度、缩短了施工时间。而相关技术中，Pico RRU+无源室分天线的组网方式，在施工时，由于馈线直径粗、体积大、无法绕圈，且实际施工时所用线缆长度无法准确预知，所以需要施工工人携带无接头的线缆先完成布线后，在现场安装接头，安装接头较为复杂费时，增加了施工的复杂程度。

实际应用时，为了分开控制信号的发射和接收，可以设置两条通路，即信号发射通路(用TX表示)、信号接收通路(用RX表示)。TX通路和RX通路的导通受所述控制信号的控制，当所述控制信号用于控制发射信号时，导通TX通路，当所述控制信号用于控制接收信号时，导通RX通路。这样，可以在TX通路中增设第一开关、第二开关，在RX通路中增设第三开关、第四开关，这样，当所述控制信号用于控制发射信号时，可以通过所述第一开关、第二开关接通TX通路；当所述控制信号用于控制接收信号时，可以通过所述第三开关、第四开关接通RX通路。

基于此，在一实施例中，所述开关单元12包括第一开关、第二开关、第三开关、第四开关；所述第一开关的一端与所述通直流耦合器相连，所述第一开关的另一端与所述第一功率放大器相连；所述第二开关的一端与所述第一功率放大器相连，所述第二开关的另一端与所述片上天线相连；所述第三开关的一端与所述通直流耦合器相连，所述第三开关的另一端与所述第二功率放大器相连；所述第四开关的一端与所述第二功率放大器相连，所述第四开关的另一端与所述片上天线相连。

实际应用时，为了减少开关单元12中开关的数量，可以使用单刀双掷开关1代替所述第一开关和所述第二开关，使用单刀双掷开关2代替所述第三开关和所述第四开关。

具体地，当所述控制信号用于控制发射信号时，可以控制所述单刀双掷开关1、2中的开关拨向TX通路，也就是说，通过所述单刀双掷开关1中的开关，接通所述第一功率放大器与通直流耦合器，通过所述单刀双掷开关2中的开关，接通所述第一功率放大器与片上天线。当所述控制信号用于控制接收信号时，可以控制所述单刀双掷开关1、2中的开关拨向RX通路，也就是说，通过所述单刀双掷开关1中的开关，接通所述第二功率放大器与通直流耦合器，通过所述单刀双掷开关2中的开关，接通所述第二功率放大器与片上天线。

实际应用时，为了减少所述室分天线23的组成器件，对TX通路和RX通路进行控制的控制信号可以由外部器件产生，由于外部器件产生的信号需要进行调制后才能传输给所述室分天线23，因此，可以在所述室内天线增设解调器，通过所述解调器对调制后的信号进行解调，以得到对TX通路和RX通路进行控制的控制信号。

基于此，在一实施例中，所述室分天线23还包括：解调器，用于接收对基带信号进行调制处理得到的已调信号；对所述已调信号进行解调处理，将解调处理后的信号作为用于控制信号传输的控制信号，并向所述通直流耦合器发送所述控制信号。

这里，为了保证通信效果，克服远距离信号传输的问题，必须通过调制将信号频谱搬移到高频信道中进行传输，将待发送的信号加载到高频信号的过程称为调制。解调是调整的逆过程，发送端用所欲传输的消息对载波进行调制，产生携带所述消息的已调信号，接收端必须恢复所传输的消息才能加以利用，这个过程称为解调。调制的方式可以包括调幅、调频和调相，简写为ASK、FSK、PSK。解调的方式可以包括幅度解调、频率解调和相位解调。

这里，当基带信号为二进制时，采用的调制方式可以为2ASK，由于2ASK信号的时间波形随二进制基带信号的通断变化，所以2ASK又称为通断键控信号(OOK，On Off Keying)。

需要说明的是，本发明实施例中，所述室分信源单元21采用的调制方式为OOK调制，室分天线23中的解调器采用的解调方式为OOK解调，由于OOK调制方式、OOK解调方式，实现简单，因此，通过OOK方式实现上下行时隙同步，较通过LTE调制、解调方式实现上下行时隙同步而言，实现复杂度较低。与相关技术中Pico RRU+无源室分天线的组网方案相比，不需要嵌入LTE解调模块，就能实现上下行时隙同步，实现简单。

实际应用时，可以部署多个室分天线，并使用同一个室分信源单元21向多个室分天线同时输送待辐射的射频信号以及所述调制信号。

基于此，在一实施例中，所述室分天线包括蓝牙信标；所述室分信源单元还包括蓝牙网关；所述蓝牙信标，用于获取所述片上天线的工作参数，以及所述天线系统外的设备中的蓝牙信标的工作参数，生成与所述工作参数相关的信息；当接通所述第二功率放大器与片上天线时，将生成的所述信息发送至所述室分信源单元中的蓝牙网关；所述蓝牙网关，用于接收所述室分天线中的蓝牙信标发送的与所述工作参数相关的信息；基于所述信息，对所述片上天线以及所述设备的工作状态进行监控。

其中，所述片上天线的工作参数可以包括下倾角、方位角、辐射功率等等；所述天线系统外的设备中的蓝牙信标的工作参数可以包括工作电压、发射功率等等。

举例来说，在所述天线系统内可以部署重力加速度传感器、角位移传感器，通过重力加速度传感器获取所述片上天线的下倾角，通过角位移传感器获取所述片上天线的方位角。所述室分天线中的蓝牙信标可以获取所述下倾角、方位角等参数，并将获取的下倾角、方位角等参数发送至所述天线系统中的室分信源单元中的蓝牙网关，以通过所述蓝牙网关对所述片上天线的工作状态进行监控。在所述天线系统外还可以包括烟雾传感器设备，并且所述烟雾传感器设备中部署有蓝牙信标，则所述天线系统中的蓝牙信标可以与所述烟雾传感器设备中的蓝牙信标进行通信，以获取所述烟雾传感器设备的工作参数比如工作电压，并将获取的工作参数发送至所述天线系统中的室分信源单元中的蓝牙网关，以通过所述蓝牙网关对所述烟雾传感器设备的工作状态进行监控。

实际应用时，可以通过所述室分天线中的蓝牙信标对所述第一功率放大器、第二功率器的增益进行配置，以满足不同的功率需求。

采用本发明实施例的技术方案，所述室分天线包括第一功率放大器，当发射信号时，可以通过所述第一功率放大器对待辐射的射频信号进行放大。这样，可以提高天线的辐射功率，增大天线的覆盖范围。

下面结合具体实施例对本发明实施例再作进一步详细的描述。

本实施例是图1所示室分天线的一个具体应用实例。

在本实施例中，如图3所示，室分天线包括：通直流耦合器2、OOK解调器、功率放大器PA、低噪声放大器LNA、单刀双掷开关1、单刀双掷开关2、片上天线。其中，

通直流耦合器2，通直流耦合器2的输入口与分布网络单元22中的通直流耦合器1连接，通直流耦合器2的一个输出口用于为OOK解调器提供调制信号，通直流耦合器2的另一路输出口与单刀双掷开关1相连。

TX通路，由功率放大器PA组成。

RX通路，由低噪声放大器LNA组成。

OOK解调器，采用的解调方式为OOK解调，解调出的控制信号为0、1码流，O代表闭合TX通路，1代表闭合RX通路。

如果OOK解调器解调出的控制信号的电平为低电平，用数字0表示，则闭合RX通路，使所述室分天线处于接收信号的状态；如果OOK解调器解调出的控制信号的电平为高电平，用数字1表示，则闭合TX通路，使所述室分天线处于发射信号的状态。

片上天线，用于辐射功率放大器PA放大后的射频信号，且支持4T4R。

其中，通直流耦合器2对应上述通直流耦合器11，单刀双掷开关1和单刀双掷开关2组成上述开关单元12，功率放大器PA对应上述第一功率放大器13，低噪声放大器LNA对应上述第二功率放大器14，OOK解调器对应上述解调器。

图3所示的室分天线的工作原理为：通直流耦合器1接收对基带信号进行调制处理得到的已调信号，并向通直流耦合器2输出。通直流耦合器2将所述调制信号输出给OOK解调器。OOK解调器对所述已调信号进行解调处理，将解调处理后的信号作为用于控制信号传输的控制信号，并向所述通直流耦合器2发送所述控制信号。当所述控制信号用于控制发射信号时，控制所述单刀双掷开关1、2中的开关拨向TX通路，即通过所述单刀双掷开关1中的开关，接通功率放大器PA与通直流耦合器2，通过所述单刀双掷开关2中的开关，接通功率放大器PA与片上天线；当所述控制信号用于控制接收信号时，控制所述单刀双掷开关1、2中的开关拨向RX通路，即通过所述单刀双掷开关1中的开关，接通低噪声放大器LNA与通直流耦合器2，通过所述单刀双掷开关2中的开关，接通低噪声放大器LNA与片上天线。

这里，通过在TX通路中引入功率放大器PA，可以提高天线的辐射功率，并提高信号覆盖面积。

本实施例是图2所示天线系统的一个具体应用实例。

在本实施例中，如图4所示，所述系统包括：射频信号产生单元RFIC、OOK调制器、功率合成器、直流供电单元、通直流合路器、通直流耦合器1、集束线缆、通直流耦合器2、OOK解调器、功率放大器PA、低噪声放大器LNA、单刀双掷开关1、单刀双掷开关2、片上天线。其中，

射频信号产生单元RFIC，产生待辐射的射频信号。

OOK调制器，采用的调制方式为OOK调制，将基带信号调制到合适的载波信号上得到已调信号，使得调制得到的已调信号可以通过无源器件如功率合成器进行传输。

功率合成器，将待辐射的射频信号和调制得到的已调信号合并成一路输出。

直流供电单元，向后级网络提供直流电。

集束线缆，集成4根线缆。

通直流耦合器1，向各个室分天线输出射频信号及已调信号，相比于相关技术中无源室分系统的布线方式，利用通直流耦合器取代功分器。

通直流耦合器2，通直流耦合器2的输入口与分布网络单元22中的通直流耦合器1连接，通直流耦合器2的一个输出口用于为OOK解调器提供调制信号，通直流耦合器2的另一路输出口与单刀双掷开关1相连。

TX通路，由功率放大器PA组成。

RX通路，由低噪声放大器LNA组成。

OOK解调器，采用的解调方式为OOK解调，解调出的控制信号为0、1码流，O代表闭合TX通路，1代表闭合RX通路。

如果OOK解调器解调出的控制信号的电平为低电平，用数字0表示，则闭合RX通路，使所述室分天线处于接收信号的状态；如果OOK解调器解调出的控制信号的电平为高电平，用数字1表示，则闭合TX通路，使所述室分天线处于发射信号的状态。

片上天线，用于辐射功率放大器PA放大后的射频信号，且支持4T4R。

其中，射频信号产生单元RFIC、OOK调制器、功率合成器、直流供电单元、通直流合路器、通直流耦合器1组成上述室分信源单元21，通直流耦合器1、集束线缆组成上述分布网络单元22，通直流耦合器2、OOK解调器、功率放大器PA、低噪声放大器LNA、单刀双掷开关1、单刀双掷开关2、片上天线组成上述室分天线23。通直流耦合器2对应上述通直流耦合器11，单刀双掷开关1和单刀双掷开关2组成上述开关单元12，功率放大器PA对应上述第一功率放大器13，低噪声放大器LNA对应上述第二功率放大器14，OOK解调器对应上述解调器。

图4所示的天线系统的工作原理为：射频信号产生单元RFIC产生的射频信号与OOK调制器产生的已调信号通过功率合成器后，与直流供电单元输出的直流电，一起送入通直流合路器。通直流合路器输出端连接4通道集束线缆，4通道集束线缆的输出端通过集束接头连接通直流耦合器1中，接通直流耦合器1的一个输出端向室分天线1输出射频信号以及已调信号，另一个输出端向后级的室分天线2、室分天线3输出射频信号、已调信号、直流电。这里，通过级联通直流耦合器1、3、4等等，可以实现功率的分配。

室分天线的工作原理为：通直流耦合器2将所述调制信号输出给OOK解调器。OOK解调器对所述已调信号进行解调处理，将解调处理后的信号作为用于控制信号传输的控制信号，并向所述通直流耦合器2发送所述控制信号。当所述控制信号用于控制发射信号时，控制所述单刀双掷开关1、2中的开关拨向TX通路，即通过所述单刀双掷开关1中的开关，接通功率放大器PA与通直流耦合器2，通过所述单刀双掷开关2中的开关，接通功率放大器PA与片上天线；当所述控制信号用于控制接收信号时，控制所述单刀双掷开关1、2中的开关拨向RX通路，即通过所述单刀双掷开关1中的开关，接通低噪声放大器LNA与通直流耦合器2，通过所述单刀双掷开关2中的开关，接通低噪声放大器LNA与片上天线。

这里，通过在TX通路中引入功率放大器PA，可以提高天线的辐射功率，并提高信号覆盖面积。

本实施例是图2所示天线系统的另一个具体应用实例。

在本实施例中，如图5所示，所述系统包括：射频信号产生单元RFIC、调制器、功率合成器、蓝牙网关、通直流合路器、通直流耦合器1、集束线缆、通直流耦合器2、OOK解调器、功率放大器PA、低噪声放大器LNA、单刀双掷开关1、单刀双掷开关2、片上天线、蓝牙信标1、通直流耦合器3。其中，

其中，射频信号产生单元RFIC、调制器、功率合成器、直流供电单元、通直流耦合器1、蓝牙网关组成上述室分信源单元21，通直流耦合器1、集束线缆组成上述分布网络单元22，通直流耦合器2、OOK解调器、功率放大器PA、低噪声放大器LNA、单刀双掷开关1、单刀双掷开关2、片上天线、蓝牙信标、通直流耦合器3组成上述室分天线23。

图5所示的蓝牙信标1的工作原理为：获取所述片上天线的工作参数，以及所述天线系统外的设备中的蓝牙信标的工作参数，生成与所述工作参数相关的信息；当接通低噪声放大器LNA与片上天线时，将生成的所述信息发送至所述室分信源单元中的蓝牙网关；所述蓝牙网关，用于接收蓝牙信标1发送的与所述工作参数相关的信息；基于所述信息，对片上天线以及所述天线系统外的设备的工作状态进行监控。

需要说明的是，室分天线中的功率放大器PA、低噪声放大器LNA、OOK解调器以及蓝牙信标1均是有源器件，并采用直流供电方式，即整个通路均可以通直流，这样，所述蓝牙网关发送的直流电源可以为室分天线中的有源器件进行供电。如果四个有源器件的工作电压相同，可以在供电通路中增设直流电源单元(可以用DC-DC表示)，为四个有源器件提供所需的直流电源。如果四个有源器件的工作电压均相同，则在通直流耦合器1中增设直流电源单元。

这里，本发明实施例中，与通过多个分布式皮基站进行组网实现室内覆盖的方式相比，在实现室内覆盖面积相同的情况下，由于减小了分布式皮基站的数量，因而具有成本低的优势，与通过分布式皮基站和无源天线进行组网实现室内覆盖的方式相比，可实现4T4R传输，相对于2T2R传输方式，边缘速率增加了一倍。

本发明实施例提供一种室分天线的控制方法，如图6所示，所述方法包括：

步骤601：室分天线中的通直流耦合器接收用于控制信号传输的控制信号，向所述室分天线中的开关单元输出所述控制信号；并接收射频信号，向所述室分天线中的第一功率放大器输出；

步骤602：当所述控制信号用于控制发射信号时，所述室分天线中的开关单元接通所述第一功率放大器与通直流耦合器；所述室分天线中的第一功率放大器对所述射频信号进行放大，并通过所述片上天线将放大后的射频信号进行辐射；

步骤603：当所述控制信号用于控制接收信号时，所述室分天线中的开关单元接通所述室分天线中的第二功率放大器与片上天线；所述室分天线中的第二功率放大器对所述片上天线接收的射频信号进行放大。

实际应用时，为了分开控制信号的发射和接收，可以设置两条通路，即信号发射通路(用TX表示)、信号接收通路(用RX表示)。TX通路和RX通路的导通受所述控制信号的控制，当所述控制信号用于控制发射信号时，导通TX通路，当所述控制信号用于控制接收信号时，导通RX通路。这样，可以在TX通路中增设第一开关、第二开关，在RX通路中增设第三开关、第四开关，这样，当所述控制信号用于控制发射信号时，可以通过所述第一开关、第二开关接通TX通路；当所述控制信号用于控制接收信号时，可以通过所述第三开关、第四开关接通RX通路。

基于此，在一实施例中，所述开关单元包括第一开关、第二开关、第三开关、第四开关；所述第一开关的一端与所述通直流耦合器相连，所述第一开关的另一端与所述第一功率放大器相连；所述第二开关的一端与所述第一功率放大器相连，所述第二开关的另一端与所述片上天线相连；所述第三开关的一端与所述通直流耦合器相连，所述第三开关的另一端与所述第二功率放大器相连；所述第四开关的一端与所述第二功率放大器相连，所述第四开关的另一端与所述片上天线相连。

实际应用时，为了减少所述室分天线的组成器件，对TX通路和RX通路进行控制的控制信号可以由外部器件产生，由于外部器件产生的信号需要进行调制后才能传输给所述室分天线，因此，可以在所述室内天线增设解调器，通过所述解调器对调制后的信号进行解调，以得到对TX通路和RX通路进行控制的控制信号。

基于此，在一实施例中，所述方法还包括：所述室分天线中的解调器接收对基带信号进行调制处理得到的已调信号；对所述已调信号进行解调处理，将解调处理后的信号作为用于控制信号传输的控制信号，并向所述通直流耦合器发送所述控制信号。

需要说明的是：“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

需要说明的是：本发明实施例所记载的技术方案之间，在不冲突的情况下，可以任意组合。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种室分天线，其特征在于，包括：通直流耦合器、开关单元、第一功率放大器、第二功率放大器；其中，

所述通直流耦合器，用于接收用于控制信号传输的控制信号，向所述开关单元输出所述控制信号；以及接收射频信号，向所述第一功率放大器输出；

所述开关单元，用于当所述控制信号用于控制发射信号时，接通所述第一功率放大器与通直流耦合器；当所述控制信号用于控制接收信号时，接通所述第二功率放大器与片上天线；

所述第一功率放大器，用于对所述射频信号进行放大，并通过所述片上天线将放大后的射频信号进行辐射；

所述第二功率放大器，用于对所述片上天线接收的射频信号进行放大。

2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述开关单元包括第一开关、第二开关、第三开关、第四开关；

所述第一开关的一端与所述通直流耦合器相连，所述第一开关的另一端与所述第一功率放大器相连；所述第二开关的一端与所述第一功率放大器相连，所述第二开关的另一端与所述片上天线相连；

所述第三开关的一端与所述通直流耦合器相连，所述第三开关的另一端与所述第二功率放大器相连；所述第四开关的一端与所述第二功率放大器相连，所述第四开关的另一端与所述片上天线相连。

3.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述室分天线还包括：

解调器，用于接收对基带信号进行调制处理得到的已调信号；对所述已调信号进行解调处理，将解调处理后的信号作为用于控制传输的控制信号，并向所述通直流耦合器发送所述控制信号。

4.一种天线系统，其特征在于，所述系统包括：室分信源单元、分布网络单元、室分天线；其中，

所述室分信源单元，用于对基带信号进行调制处理得到已调信号；以及产生待辐射的射频信号；

所述分布网络单元，用于通过集束四根线缆的集束接头，将所述待辐射的射频信号及所述已调信号传输至所述室分天线；

所述室分天线包括：通直流耦合器、开关单元、第一功率放大器、第二功率放大器；所述通直流耦合器，用于接收用于控制信号传输的控制信号，向所述开关单元输出控制信号；以及接收所述射频信号，向所述第一功率放大器输出；所述开关单元，用于当所述控制信号用于控制发射信号时，接通所述第一功率放大器与通直流耦合器；当所述控制信号用于控制接收信号时，接通所述第二功率放大器与片上天线；所述第一功率放大器，用于对所述待辐射的射频信号进行放大，并通过所述片上天线将放大后的射频信号进行辐射；所述第二功率放大器，用于对所述片上天线接收的射频信号进行放大。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述开关单元包括第一开关、第二开关、第三开关、第四开关；

所述第一开关的一端与所述通直流耦合器相连，所述第一开关的另一端与所述第一功率放大器相连；所述第二开关的一端与所述第一功率放大器相连，所述第二开关的另一端与所述片上天线相连；

所述第三开关的一端与所述通直流耦合器相连，所述第三开关的另一端与所述第二功率放大器相连；所述第四开关的一端与所述第二功率放大器相连，所述第四开关的另一端与所述片上天线相连。

6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述室分天线还包括：

解调器，用于接收对基带信号进行调制处理得到的已调信号；对所述已调信号进行解调处理，将解调处理后的信号作为用于控制信号传输的控制信号，并向所述通直流耦合器发送所述控制信号。

7.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述室分天线包括蓝牙信标；所述室分信源单元还包括蓝牙网关；

所述蓝牙信标，用于获取所述片上天线的工作参数，以及所述天线系统外的设备中的蓝牙信标的工作参数，生成与所述工作参数相关的信息；当接通所述第二功率放大器与片上天线时，将生成的所述信息发送至所述室分信源单元中的蓝牙网关；

所述蓝牙网关，用于接收所述室分天线中的蓝牙信标发送的与所述工作参数相关的信息；基于所述信息，对所述片上天线以及所述设备的工作状态进行监控。

8.一种室分天线的控制方法，其特征在于，所述方法包括：

室分天线中的通直流耦合器接收用于控制信号传输的控制信号，向所述室分天线中的开关单元输出控制信号；并接收射频信号，向所述室分天线中的第一功率放大器输出；

当所述控制信号用于控制发射信号时，所述室分天线中的开关单元接通所述第一功率放大器与通直流耦合器；当所述控制信号用于控制接收信号时，所述室分天线中的开关单元接通所述室分天线中的第二功率放大器与片上天线；

所述室分天线中的第一功率放大器对所述待辐射的射频信号进行放大，并通过所述片上天线将放大后的射频信号进行辐射；

所述室分天线中的第二功率放大器对所述片上天线接收的射频信号进行放大。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述开关单元包括第一开关、第二开关、第三开关、第四开关；

所述第一开关的一端与所述通直流耦合器相连，所述第一开关的另一端与所述第一功率放大器相连；所述第二开关的一端与所述第一功率放大器相连，所述第二开关的另一端与所述片上天线相连；

所述第三开关的一端与所述通直流耦合器相连，所述第三开关的另一端与所述第二功率放大器相连；所述第四开关的一端与所述第二功率放大器相连，所述第四开关的另一端与所述片上天线相连。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述室分天线中的解调器接收对基带信号进行调制处理得到的已调信号；对所述已调信号进行解调处理，将解调处理后的信号作为用于控制信号传输的控制信号，并向所述通直流耦合器发送所述控制信号。

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