CN113517871B - 一种双向功率放大装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种双向功率放大装置，涉及无线通信技术领域，包括：功分器、两个发送信号处理电路、两个接收信号处理电路、两个收发切换开关、功率处理器和合路器；功分器分别与第一发送信号处理电路、第二发送信号处理电路连接；第一发送信号处理电路与第一收发切换开关连接，第二发送信号处理电路与第二收发切换开关连接；第一收发切换开关和第二收发切换开关与功率处理器连接；第一收发切换开关与第一接收信号处理电路连接，第二收发切换开关与第二接收信号处理电路连接；第一接收信号处理电路和第二接收信号处理电路与合路器连接。在网络节点设置本发明实施例提供的装置，能减少功率放大装置的数量。

Description

一种双向功率放大装置

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别是涉及一种双向功率放大装置。

背景技术

功率放大装置能够对信号的功率进行放大。由于信号发送端和信号接收端均需要对信号进行处理，所以往往需要在信号发送端和信号接收端分别设置功率放大装置。信号发送端使用功率放大装置对待发送的信号进行功率放大，从而增大待发送信号的传输距离；信号接收端使用功率放大装置对接收的信号进行功率放大，从而将所接收信号的功率恢复到正常水平，以满足对信号进行后续处理的功率要求。

无线通信网络系统中各网络节点需要对信号进行处理，所以，网络节点中一般设置有功率放大装置。另外，由于网络节点之间需要进行信号交互，所以，各网络节点既可以作为信号发送端，也可以作为信号接收端，这样网络节点中需要设置有既能够对待发送信号进行功率放大的功率放大装置，又能够对所接收信号进行功率放大的功率放大装置。而现有技术中，功率放大装置一般为单向功率放大装置，这样各个网络节点中需要设置两类功率放大装置。由于无线通信网络系统中网络节点数量众多，每个网络节点均需要设置两类功率放大装置，导致需要设置的功率放大装置数量较多。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种双向功率放大装置，以减少无线通信网络系统中需要设置的功率放大装置的数量。具体技术方案如下：

本发明实施例提供了一种双向功率放大装置，所述装置包括：功分器、两个发送信号处理电路、两个接收信号处理电路、两个收发切换开关、功率处理器和合路器；

所述发送信号处理电路，用于对自身的输入信号进行功率放大，并对功率放大后的信号进行滤波；所述接收信号处理电路，用于对自身的输入信号进行滤波，并对滤波后的信号进行功率放大；所述收发切换开关，控制与所述发送信号处理电路连通或者控制与所述接收信号电路连通；

所述功率处理器包括：两个内向输入/输出端和一个外向输入/输出端，所述功率处理器用于对两个内向输入/输出端输入的信号进行合路处理，对外向输入/输出端输入的信号进行分路处理；

所述功分器的输入端用于接收信号源输入的信号，所述功分器的两个输出端分别与第一发送信号处理电路、第二发送信号处理电路的输入端连接；所述第一发送信号处理电路的输出端与第一收发切换开关的输入端连接，所述第二发送信号处理电路的输出端与第二收发切换开关的输入端连接；所述第一收发切换开关和第二收发切换开关的输入/输出端分别与所述功率处理器的两个内向输入/输出端连接；所述第一收发切换开关的输出端与第一接收信号处理电路的输入端连接，所述第二收发切换开关的输出端与第二接收信号处理电路的输入端连接；所述第一接收信号处理电路和第二接收信号处理电路的输出端与所述合路器的输入端连接，所述合路器的输出端用于输出合路信号；

所述功率处理器的外向输入/输出端用于接收外部输入的信号，还用于向外部输出经功率放大后的信号。

本发明的一个实施例中，所述装置还包括：第一滤波器；

所述第一滤波器的一个输入/输出端与所述第二收发切换开关的输入/输出端连接，所述第一滤波器的另一个输入/输出端与所述功率处理器的一个内向输入/输出端连接。

本发明的一个实施例中，所述发送信号处理电路包括：第一功率放大器和第二滤波器；

所述第一功率放大器的输入端作为所述发送信号处理电路的输入端，所述第二滤波器的输出端作为所述发送信号处理电路的输出端；

所述第一功率放大器的输出端与所述第二滤波器的输入端连接。

本发明的一个实施例中，所述接收信号处理电路包括：第二功率放大器和第三滤波器，其中，所述第二功率放大器的噪声系数小于预设噪声系数；

所述第三滤波器的输入端作为所述接收信号处理电路的输入端，所述第二功率放大器的输出端作为所述接收信号处理电路的输出端；

所述第三滤波器的输出端与所述第二功率放大器的输入端连接。

本发明的一个实施例中，所述装置中包括的滤波器均为带通滤波器，允许通过的频段为2.4GHz。

本发明的一个实施例中，所述第一功率放大器为MAX4003系列功率放大器。

本发明的一个实施例中，所述第一收发切换开关为信号耦合器。

本发明的另一个实施例中，所述信号耦合器为TFSC06054125-2113A1X耦合器。

本发明的一个实施例中，所述功分器为单刀双掷射频开关，用于按照预设时间间隔控制与所述第一发送信号处理电路连通或控制与所述第二发送信号处理电路连通；和/或

所述合路器为单刀双掷射频开关，用于按照预设时间间隔控制与所述第一接收信号处理电路连通或控制与所述第二接收信号处理电路连通；和/或

所述第二收发切换开关为单刀双掷射频开关，用于按照预设时间间隔控制与所述第二发送信号处理电路连通或者控制与所述第二接收信号处理电路连通；和/或

所述功率处理器为单刀双掷射频开关，用于按照预设时间间隔控制与所述第一收发切换开关连通或控制与所述第二收发切换开关连通。

本发明的另一个实施例中，所述预设时间间隔为1/2.4μs。

本发明实施例有益效果：

本发明实施例提供的一种双向功率放大装置中，包括功分器、两个发送信号处理电路、两个接收信号处理电路、两个收发切换开关、功率处理器和合路器。由于功率处理器既能够向网络等上述双向功率放大装置的外部输出信号，也能够接收来自网络等上述双向功率放大装置的外部输入的信号，收发切换开关能够控制用于接收信号的电路连通，或者控制用于发送信号的电路连通，两个发送信号处理电路能够对待向网络等上述双向功率放大装置的外部输出的信号进行功率放大，两个接收信号处理电路能够对网络等上述双向功率放大装置的外部输入的信号进行功率放大，所以，本发明实施例提供的双向功率放大装置能够对待向网络等上述双向功率放大装置的外部输出的信号和由网络等上述双向功率放大装置的外部输入的信号分别进行功率放大处理。这样在无线通信网络系统的网络节点设置功率放大装置时，一个网络节点设置本发明实施例提供的一个双向功率放大装置，即可对待向网络等上述双向功率放大装置的外部输出的信号和由网络等上述双向功率放大装置的外部输入的信号均进行功率放大处理，进而能减少需要设置的功率放大装置数量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的实施例。

图1为本发明实施例提供的第一种双向功率放大装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的第二种双向功率放大装置的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的第三种双向功率放大装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员基于本发明所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合图1-图3所示的双向功率放大装置的结构示意图，对本发明实施例提供的双向功率放大装置进行详细说明。

参见图1，提供了第一种双向功率放大装置的结构示意图，该装置包括：功分器101、第一发送信号处理电路201、第二发送信号处理电路202、第一接收信号处理电路301、第二接收信号处理电路302、第一收发切换开关401、第二收发切换开关402、功率处理器501和合路器601。

第一发送信号处理电路201以及第二发送信号处理电路202，用于对自身的输入信号进行功率放大，并对功率放大后的信号进行滤波。

由于向外部发送经功率放大后的信号需要具有足够大的功率，还需要信号中所包含的谐波分量尽可能小，以避免造成对其他信道中信号的干扰，因此待发送信号在经过第一发送信号处理电路201以及第二发送信号处理电路202对其进行功率放大之后，还需要对功率放大后的信号进行滤波，用来过滤功率放大后的信号中的谐波分量。

第一接收信号处理电路301以及第二接收信号处理电路302，用于对自身的输入信号进行滤波，并对滤波后的信号进行功率放大。

由于在对所接收信号进行功率放大时，输入至第一接收信号处理电路301以及第二接收信号处理电路302的信号中可能掺杂噪声信号，若直接对所接收信号进行功率放大，则其中噪声信号也会被功率放大，经功率放大后的噪声信号可能会损坏双向功率放大装置中的元器件，因此需要在对所接收信号进行功率放大之前，先对所接收信号进行滤波，用于滤除噪声信号，再对滤波后信号进行功率放大。

上述自身的输入信号为输入至发送信号处理电路或接收信号处理电路自身的信号，也就是，发送信号处理电路或接收信号处理电路作为独立的信号处理电路进行信号处理时，对输入至发送信号处理电路或接收信号处理电路的信号称为自身的输入信号。当发送信号处理电路应用于双向功率放大装置时，输入至发送信号处理电路的输入信号可以是从信号源发送的信号；当接收信号处理电路应用于双向功率放大装置时，输入至接收信号处理电路的输入信号可以是从外部接收的信号。

第一收发切换开关401，用于控制与第一发送信号处理电路201连通或者控制与第一接收信号处理电路301连通。

第二收发切换开关402，用于控制与第二发送信号处理电路202连通或者控制与第二接收信号处理电路302连通。

当信号源生成信号后，为便于描述将该信号称为第一信号，将第一信号输入功分器101，功分器101将第一信号分成第一子信号和第二子信号两路信号，并将第一子信号输出至第一发送信号处理电路201、将第二子信号输出至第二发送信号处理电路202。

第一发送信号处理电路201对第一子信号进行处理，将处理后的第一子信号输出至第一收发切换开关401，第一收发切换开关401将处理后的第一子信号输出至功率处理器501。

第二发送信号处理电路202对第二子信号进行处理，将处理后的第二子信号输出至第二收发切换开关402，第二收发切换开关402将处理后的第二子信号输出至功率处理器501。

功率处理器501对处理后的第一子信号和处理后的第二子信号进行合路处理，并向外部输出合路后信号。

当从外部接收到信号后，为便于表述将该信号称为第二信号，将第二信号输入功率处理器501，功率处理器501将第二信号分成第三子信号和第四子信号两路信号，并将第三子信号输出至第一收发切换开关401、将第四子信号输出至第二收发切换开关402。

第一收发切换开关401将第三子信号输出至第一接收信号处理电路301，第一接收信号处理电路301对第三子信号进行处理，将处理后的第三子信号输出至合路器601。

第二收发切换开关402将第四子信号输出至第二接收信号处理电路32，第二接收信号处理电路302对第四子信号进行处理，将处理后的第四子信号输出至合路器601。

合路器601对处理后的第三子信号和处理后的第四子信号进行合路处理，并输出合路后信号。

功率处理器501包括：两个内向输入/输出端和一个外向输入/输出端，功率处理器501用于对两个内向输入/输出端输入的信号进行合路处理，对外向输入/输出端输入的信号进行分路处理。

上述内向输入/输出端为功率处理器与双向功率放大装置中其他器件连接的端口，外向输入/输出端为功率处理器与外部连接的端口。

上述合路处理为：用于将两路信号合成为一路信号。

上述分路处理为：用于将一路信号分成两路信号。

功率处理器可以将一路信号分成两路相同功率或者不同功率的子信号，也可以将两路信号合成为一路信号，此时，合成后信号的功率为两路信号功率之和。

功分器101的输入端用于接收信号源输入的信号，功分器101的两个输出端分别与第一发送信号处理电路201、第二发送信号处理电路202的输入端连接；第一发送信号处理电路201的输出端与第一收发切换开关401的输入端连接，第二发送信号处理电路202的输出端与第二收发切换开关402的输入端连接；第一收发切换开关401和第二收发切换开关402的输入/输出端分别与功率处理器501的两个内向输入/输出端连接；第一收发切换开关401的输出端与第一接收信号处理电路301的输入端连接，第二收发切换开关402的输出端与第二接收信号处理电路302的输入端连接；第一接收信号处理电路301和第二接收信号处理电路302的输出端与合路器601的输入端连接，合路器601的输出端用于输出合路信号。

功率处理器501的外向输入/输出端用于接收外部输入的信号，还用于向外部输出经功率放大后的信号。

上述所提及的外部为双向功率放大装置以外的部分，一种情况下，双向功率放大装置可以应用于无线通信网络中，此时，上述外部可以表示为该无线通信网络。另一种情况下，双向功率放大装置也可以作为其他装置的一个模块，此时，上述外部可以表示为其他装置的另一模块。

从上述连接关系中可以看出，本实施例所示的双向功率放大装置包括三个端口，第一端口用于接收信号源输入的信号，第二端口用于接收外部输入的信号和向外部输出经功率放大后的信号，第三端口用于输出经功率放大后的从外部接收的信号，其中，功分器101的输入端作为双向功率放大装置的第一端口，功率处理器501的外向输入/输出端作为双向功率放大装置的第二端口，合路器601的输出端作为双向功率放大装置的第三端口。

当对信号源发送的信号进行功率放大时，待发送信号从双向功率放大装置的第一端口，也就是，功分器101的输入端输入，经功分器101对所接收的信号进行分路处理后，从功分器101的两个输出端分别输出两路子信号，一路子信号输入至第一发送信号处理电路201，经第一发送信号处理电路201对所接收的信号进行功率放大和滤波后，从第一发送信号处理电路201的输出端输出，并输入至第一切换开关401，经第一切换开关401的选择导通作用后，从第一切换开关401的输入/输出端输出，并输入至功率处理器501；另一路子信号输入至第二发送信号处理电路202，经第二发送信号处理电路202对所接收的信号进行功率放大和滤波后，从第二发送信号处理电路202的输出端输出，并输入至第二切换开关402，经第二切换开关402的选择导通作用后，从第二切换开关402的输入/输出端输出，并输入至功率处理器501，功率处理器501的两个内向输入/输出端接收到两路信号后，经功率处理器501对所接收的信号进行合路处理，将两路信号合成为一路信号，并从功率处理器501的外向输入/输出端向外部输出合路后信号。

当对从外部接收的信号进行功率放大时，所接收信号从功率处理器501的外向输入/输出端输入，经功率处理器501对所接收的信号进行分路处理，从功率处理器501的两个内向输入/输出端分别输出两路分路后信号，一路分路后信号输入至第一切换开关401，经第一切换开关401的选择导通作用后，从第一切换开关401的输出端输出，并输入至第一接收信号处理电路301，经第一接收信号处理电路301对所接收的信号进行滤波和功率放大，从第一接收信号处理电路301的输出端输出，并输入至合路器601；另一路分路后信号输入至第二切换开关402，经第二切换开关402的选择导通作用后，从第二切换开关402的输出端输出，并输入至第二接收信号处理电路302，经第二接收信号处理电路302对所接收的信号进行滤波和功率放大，从第二接收信号处理电路302的输出端输出，并输入至合路器601，合路器601接收到两路信号后，对所接收的两路信号进行合路处理，将两路信号合成为一路信号，并从合路器601的输出端输出。

本发明实施例提供的一种双向功率放大装置中，包括功分器、两个发送信号处理电路、两个接收信号处理电路、两个收发切换开关、功率处理器和合路器。由于功率处理器既能够向网络等上述双向功率放大装置的外部输出信号，也能够接收来自网络等上述双向功率放大装置的外部输入的信号，收发切换开关能够控制用于接收信号的电路连通，或者控制用于发送信号的电路连通，两个发送信号处理电路能够对待向网络等上述双向功率放大装置的外部输出的信号进行功率放大，两个接收信号处理电路能够对网络等上述双向功率放大装置的外部输入的信号进行功率放大，所以，本发明实施例提供的双向功率放大装置能够对待向网络等上述双向功率放大装置的外部输出的信号和由网络等上述双向功率放大装置的外部输入的信号分别进行功率放大处理。这样在无线通信网络系统的网络节点设置功率放大装置时，一个网络节点设置本发明实施例提供的一个双向功率放大装置，即可对待向网络等上述双向功率放大装置的外部输出的信号和由网络等上述双向功率放大装置的外部输入的信号均进行功率放大处理，进而能减少需要设置的功率放大装置数量。

本发明的一个实施例中，上述发送信号处理电路包括：第一功率放大器801和第二滤波器702。

第一功率放大器801的输入端作为发送信号处理电路的输入端，第二滤波器702的输出端作为发送信号处理电路的输出端。

第一功率放大器801的输出端与第二滤波器702的输入端连接。

本发明的另一个实施例中，上述接收信号处理电路包括：第二功率放大器802和第三滤波器703，其中，第二功率放大器802的噪声系数小于预设噪声系数。

第三滤波器703的输入端作为接收信号处理电路的输入端，第二功率放大器802的输出端作为接收信号处理电路的输出端。

第三滤波器703的输出端与第二功率放大器802的输入端连接。

一种实现方式中，第二功率放大器802可以为低噪声功率放大器。

低噪声功率放大器的噪声系数较低，在利用低噪声功率放大器对所接收信号进行功率放大时，低噪声功率放大器本身产生的噪声较小，因此对输入到低噪声功率放大器的信号的干扰也较小。

本发明的一个实施例中，参见图2，提供了第二种双向功率放大装置的结构示意图，与前述图1所示实施例相比，本实施例中，该双向功率放大装置还包括：第一滤波器701。

第一滤波器701的一个输入/输出端与第二收发切换开关402的输入/输出端连接，第一滤波器701的另一个输入/输出端与功率处理器501的一个内向输入/输出端连接。

对比图1和图2所示双向功率放大装置的结构示意图，可以看出，图2所示双向功率放大装置为在图1所示双向功率放大装置的基础上，在第二收发切换开关402和功率处理器501之间增加了第一滤波器701。

第一滤波器701可以对第二收发切换开关402的输入/输出端输出的信号和功率处理器501的一个内向输入/输出端输出的信号进行滤波，进一步减少了这两种信号中的噪声，并且，若第二发送信号处理电路202或第二接收信号处理电路302出现故障，不能对所输入的信号进行滤波时，可以由第一滤波器701对信号进行滤波处理。

由以上可见，本实施例提供的方案中，该双向功率放大装置还包括第一滤波器701，并设置在第二收发切换开关402和功率处理器501之间。由于滤波器可以对信号进行滤波，因此通过设置第一滤波器701，可以在第二发送信号处理电路202对信号源发送的信号进行第一次滤波后，再次对信号源发送的信号进行滤波，也可以在第二接收信号处理电路302对从外部接收的信号进行滤波前，对从外部接收的信号进行滤波，这样既提高了双向功率放大装置的精确度，也保证了双向功率放大装置的可靠性。

本发明的一个实施例中，上述装置中包括的滤波器均为带通滤波器，允许通过的频段为2.4GHz。

上述装置中包括的滤波器包括：第一滤波器701、第二滤波器702、第三滤波器703。

带通滤波器是一种允许特定频段的信号通过，且不允许其他频段的信号通过的滤波器。

本实施例中，上述装置中包括的滤波器为带通滤波器，允许通过的频段为2.4GHz，也就是，上述装置对从信号源发送的信号或从网路接收的信号进行功率放大时，由于滤波器的滤波作用，只能允许频率为2.4GHz的信号通过，因此，经双向功率放大装置进行功率放大后的信号为频率为2.4GHz的信号。

通过改变双向功率放大装置中包括的滤波器的允许通过频段，可以控制双向功率放大装置对不同频率的信号进行功率放大。例如，若双向功率放大装置中采用允许通过频段为5.0GHz的带通滤波器，则经双向功率放大装置进行功率放大后的信号为频率为5.0GHz的信号。

本发明的一个实施例中，上述功分器101、合路器601、第二收发切换开关402和功率处理器501可以全部或者部分为单刀双掷射频开关。

若功分器101为单刀双掷射频开关，则功分器101用于按照预设时间间隔控制与所述第一发送信号处理电路201连通或控制与第二发送信号处理电路202连通。

若合路器601为单刀双掷射频开关，则合路器601用于按照预设时间间隔控制与所述第一接收信号处理电路301连通或控制与第二接收信号处理电路302连通。

若第二收发切换开关402为单刀双掷射频开关，则第二收发切换开关402用于按照预设时间间隔控制与所述第二发送信号处理电路202连通或者控制与所述第二接收信号处理电路302连通。

若功率处理器501为单刀双掷射频开关，则功率处理器501用于按照预设时间间隔控制与所述第一收发切换开关401连通或控制与所述第二收发切换开关402连通。

上述预设时间间隔可以是1/2.4μs，可应用于双向功率放大装置对频率为2.4GHz的信号进行功率放大的情况；预设时间间隔也可以是0.2μs，可应用于双向功率放大装置对频率为5GHz的信号进行功率放大的情况。

在上述功分器101、合路器601、第二收发切换开关402和功率处理器501全部为单刀双掷射频开关的情况下，当双向功率放大装置对从信号源发送的信号进行功率放大时，功分器101可以将从信号源发送的一路波形连续的信号按照预设时间间隔分为两路波形不连续的信号，并从两个输出端分别输出。

例如，在第一个时间间隔中，功分器101的第一电路连通，第二电路断开，此时，信号在第一电路中传输；在第二个时间间隔中，功分器101的第一电路断开，第二电路连通，此时，信号在第二电路中传输；在第三个时间间隔中，功分器101的第一电路连通，第二电路断开，此时，信号在第一电路中传输......如此往复，从而将一路波形连续的信号分成两路波形不连续的信号。

第二收发切换开关402可以利用预设时间间隔，连通用于控制发送信号的电路，也就是，当功分器101连通用于向第二发送信号处理电路202的输入端输出信号的电路时，第二收发切换开关402连通用于接收第二发送信号处理电路202输出的信号的电路，当功分器101连通用于向第一发送信号处理电路201的输入端输出信号的电路时，第二收发切换开关402连通用于向第二接收信号处理电路302的输入端输出信号的电路。

功率处理器501的两个内向输入/输出端分别接收到两路信号时，所接收的两路信号为波形不连续的信号，功率处理器501可以按照预设时间间隔，将两路波形不连续的信号合成为一路波形连续的信号。

具体的，由于功率处理器501所接收的两路信号为由功分器101对从信号源发送的信号进行分路处理后，再经过第一发送信号处理电路201以及第二发送信号处理电路202对分路后信号进行放大滤波处理后的信号，因此功率处理器501所接收的两路信号本质上为互补的波形不连续的信号，功率处理器501能够对这两路信号进行合路处理，从而合成为一路波形连续的信号。

当双向功率放大装置对从外部接收的信号进行功率放大时，功率处理器501可以将从外部接收的一路波形连续的信号按照预设时间间隔分为两路波形不连续的信号，并从两个内向输入/输出端分别输出。

第二收发切换开关402可以利用预设时间间隔，间接连通用于控制接收信号的电路。

合路器601的两个输入端分别接收到两路信号时，所接收的两路信号为波形不连续的信号，合路器601可以按照预设时间间隔，将两路波形不连续的信号合成为一路波形连续的信号。

由以上可见，本实施例提供的方案中，功分器101、第二收发切换开关402、功率处理器501和合路器601全部或者部分为单刀双掷射频开关。本实施例提供的方案利用了单刀双掷射频开关的结构特性，用单刀双掷射频开关充当功分器、收发切换开关、功率处理器和/或合路器，从而使得单刀双掷射频开关在双向功率放大装置中起到信号分路、选择导通和/或信号合路的作用，由于单刀双掷射频开关的成本往往比功分器、收发切换开关、功率处理器和合路器低，应用单刀双掷射频开关作为功分器、收发切换开关、功率处理器和合路器，能够降低双向功率放大装置的成本。

本发明的一个实施例中，上述第一收发切换开关401为信号耦合器。

本发明的另一个实施例中，上述双向功率放大装置应用于无定形扁平化空地自组网。

这种情况下，第一功率放大器801可以是MAX4003系列功率放大器，第一收发切换开关401可以是TFSC06054125-2113A1X耦合器。

本发明的一个实施例中，参见图3，提供了第三种双向功率放大装置的结构示意图，该双向功率放大装置可以应用于无定形扁平化空地自组网。

在图3中，TX为双向功率放大装置的输入端，RX为双向功率放大装置的输入端，SPDT为单刀双掷射频开关，PA为功率放大器，LNA为低噪声功率放大器，BPF为滤波器，Diplexer为信号耦合器，Antenna为网络天线。

在无定形扁平化空地自组网中，对该双向功率放大装置进行实验测试，实验步骤如下：

步骤1：检查各个自组网模块，双向功率放大装置，USB转TTL数据线等电子器件；

步骤2：使用USB转TTL数据线将自组网模块与笔记本电脑进行连接，并在笔记本电脑中寻找所连接的自组网模块；

步骤3：将自组网模块与双向功率放大装置进行连接，并将双向功率放大装置的第二端口与天线连接；

步骤4：核对个器件的连接是否可靠牢固；

步骤5：搭建信号源节点、地面中继节点、空中中继节点、车载信宿节点，并进行组网拓扑测试，观察笔记本电脑中是否可生成相应的拓扑结构；

步骤6：信号源发出指令信号，观察车载信宿节点是否按照指令进行响应以及生成相应的拓扑结构；

步骤7：移动车载信宿节点，增大信号源和信宿之间的距离，再次进行测试，直至达到最终极限通信距离。

在实验测试环节中，首先在自组网中不接入空中中继节点，其信号源节点型号为“01BA”，车载信宿节点型号为“02BA”，进行信号源-信宿测试，此时在自组网中接入高增益天线，所得测试结果如下表1所示：

表1

编号	信号源-信宿距离(米)	指示灯工作状态
			1	536	指示灯工作正常
2	1000	指示灯工作正常
			3	2000	指示灯工作正常
4	3000	指示灯工作正常
			5	4000	指示灯工作正常
6	5000	指示灯工作正常
			7	6100	指示灯工作正常
8	7200	指示灯工作正常
			9	8000	指示灯工作正常
10	9200	指示灯工作正常
			11	9600	指示灯工作正常
12	9700	指示灯工作异常

由表1可见，当自组网中不接入空中中继节点时，信号源和信宿的最远通信距离在9600米至9700米之间。

当自组网中接入空中中继节点时，再次进行信号源-信宿写实，所得测试结果如下表2所示：

表2

由表2可见，当自组网中接入空中中继节点时，信号源与信宿的最远通信距离在14800米至15100米之间。

由以上可见，应用本实施例提供的双向功率放大装置，在无定形扁平化空地自组网中进行测试，当未接入空中中继节点时，信号源与信宿之间的无线通信距离延长至了9600以上；当接入空中中继节点时，信号源与信宿之间的无线通信距离延长至了14800米以上。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种双向功率放大装置，其特征在于，所述装置包括：功分器(101)、两个发送信号处理电路、两个接收信号处理电路、两个收发切换开关、功率处理器(501)和合路器(601)；

所述发送信号处理电路，用于对自身的输入信号进行功率放大，并对功率放大后的信号进行滤波；所述接收信号处理电路，用于对自身的输入信号进行滤波，并对滤波后的信号进行功率放大；所述收发切换开关，控制与所述发送信号处理电路连通或者控制与所述接收信号处理电路连通；

所述功率处理器(501)包括：两个内向输入/输出端和一个外向输入/输出端，所述功率处理器(501)用于对两个内向输入/输出端输入的信号进行合路处理，对外向输入/输出端输入的信号进行分路处理；

所述功分器(101)的输入端用于接收信号源输入的信号，所述功分器(101)的两个输出端分别与第一发送信号处理电路(201)、第二发送信号处理电路(202)的输入端连接；所述第一发送信号处理电路(201)的输出端与第一收发切换开关(401)的输入端连接，所述第二发送信号处理电路(202)的输出端与第二收发切换开关(402)的输入端连接；所述第一收发切换开关(401)和第二收发切换开关(402)的输入/输出端分别与所述功率处理器(501)的两个内向输入/输出端连接；所述第一收发切换开关(401)的输出端与第一接收信号处理电路(301)的输入端连接，所述第二收发切换开关(402)的输出端与第二接收信号处理电路(302)的输入端连接；所述第一接收信号处理电路(301)和第二接收信号处理电路(302)的输出端与所述合路器(601)的输入端连接，所述合路器(601)的输出端用于输出合路信号；

所述功率处理器(501)的外向输入/输出端用于接收外部输入的信号，还用于向外部输出经功率放大后的信号。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：第一滤波器(701)；

所述第一滤波器(701)的一个输入/输出端与所述第二收发切换开关(402)的输入/输出端连接，所述第一滤波器(701)的另一个输入/输出端与所述功率处理器(501)的一个内向输入/输出端连接。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述发送信号处理电路包括：第一功率放大器(801)和第二滤波器(702)；

所述第一功率放大器(801)的输入端作为所述发送信号处理电路的输入端，所述第二滤波器(702)的输出端作为所述发送信号处理电路的输出端；

所述第一功率放大器(801)的输出端与所述第二滤波器(702)的输入端连接。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述接收信号处理电路包括：第二功率放大器(802)和第三滤波器(703)，其中，所述第二功率放大器(802)的噪声系数小于预设噪声系数；

所述第三滤波器(703)的输入端作为所述接收信号处理电路的输入端，所述第二功率放大器(802)的输出端作为所述接收信号处理电路的输出端；

所述第三滤波器(703)的输出端与所述第二功率放大器(802)的输入端连接。

5.根据权利要求2-4中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置中包括的滤波器均为带通滤波器，允许通过的频段为2.4GHz。

6.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第一功率放大器(801)为MAX4003系列功率放大器。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一收发切换开关(401)为信号耦合器。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述信号耦合器为TFSC06054125-2113A1X耦合器。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述功分器(101)为单刀双掷射频开关，用于按照预设时间间隔控制与所述第一发送信号处理电路(201)连通或控制与所述第二发送信号处理电路(202)连通；和/或

所述合路器(601)为单刀双掷射频开关，用于按照预设时间间隔控制与所述第一接收信号处理电路(301)连通或控制与所述第二接收信号处理电路(302)连通；和/或

所述第二收发切换开关(402)为单刀双掷射频开关，用于按照预设时间间隔控制与所述第二发送信号处理电路(202)连通或者控制与所述第二接收信号处理电路(302)连通；和/或

所述功率处理器(501)为单刀双掷射频开关，用于按照预设时间间隔控制与所述第一收发切换开关(401)连通或控制与所述第二收发切换开关(402)连通。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述预设时间间隔为1/2.4μs。