CN115765825B - 一种5g大功率通信终端装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种5G大功率通信终端装置，属于电力无线通信技术领域，包括壳体、5G大功率终端主板、功放模块、5G通信模块、接口模块和电源模块；5G大功率终端主板、功放模块、5G通信模块和电源模块均设置在壳体内，5G大功率终端主板、5G通信模块和功放模块均与电源模块连接，5G大功率终端主板通过5G通信模块连接到功放模块；功放模块还连接到接口模块。通过设置5G通信模块增加上行信号强度，并通过功放模块增强5G信号，有效增强上行功率，扩大了通信覆盖范围，提高了通信速率。另外，本发明还在终端的外壳上设置防水层，使得终端更好的长期使用在配网的外场。
Description
技术领域
本发明属于电力无线通信技术领域，具体涉及一种5G大功率通信终端装置。
背景技术
随着5G通信技术的发展，智能分布式配电自动化、低压用电信息采集、分布式电源、电力巡检等领域正在逐步将5G技术进行融入。
其中，在智能分布式配电自动化领域，传统的配网功率终端装置采用过流保护，一旦发生停电现象，会造成较大的影响，由于排查过程中数据传输的规模较小，频次较低，且上行流量大、下行流量小，加大数据处理时间，无法精准定位配网故障。
另外，市场上出现的通信终端装置大部分外壳都未做防水处理，由于雨雪天气容易加剧通信终端装置的损坏，致使现有的通信终端无法在电力行业外场长期使用。同时现有的通信终端的供电电源防护等级也不够，使其在电力行业强电环境下存在使用风险，此为现有技术的不足之处。
有鉴于此，本发明提供一种5G大功率通信终端装置；以解决现有技术中存在的上述缺陷，是非常有必要的。
发明内容
本发明的目的在于，针对现有技术中存在现有的通信终端数据传输的规模较小，频次较低，且上行流量大、下行流量小的缺陷，提供设计一种5G大功率通信终端装置，以解决现有技术中存在的问题。
为实现上述目的，本发明给出以下技术方案：
一种5G大功率通信终端装置，包括壳体、5G大功率终端主板、功放模块、5G通信模块、接口模块和电源模块；
5G大功率终端主板、功放模块、5G通信模块和电源模块均设置在壳体内，5G大功率终端主板、5G通信模块和功放模块均与电源模块连接，5G大功率终端主板通过5G通信模块连接到功放模块；功放模块还连接到接口模块；
功放模块包括功放电路，功放电路包括第一功放子电路、第一低噪功放电路、第二功放子电路、第二低噪功放电路和天线信号接收电路；
第一功放子电路包括射频开关SP2T1、信号衰减器A1、射频开关SP2T2、低噪声放大器LNA1、限幅器L1、功率放大器PA1、功率放大器PA2、隔离器IS1、隔离器IS2、射频开关SP2T3、射频开关SP2T4、电感耦合器Con1、探测器D1、探测器D2、第一信号收发端口和第一天线接口；
射频开关SP2T1的第一端连接到第一信号收发端口，射频开关SP2T1的第二端连接到信号衰减器A1的输入端，信号衰减器A1的输出端连接到射频开关SP2T2的第一端，射频开关SP2T2的第二端连接到功率放大器PA1的输入端，功率放大器PA1的输出端通过隔离器IS1连接到射频开关SP2T3的第一端，射频开关SP2T2的第三端连接到功率放大器PA2的输入端，功率放大器PA2的输出端通过隔离器IS2连接到射频开关SP2T3的第二端，射频开关SP2T3的第三端连接到射频开关SP2T4的第一端，射频开关SP2T4的第二端通过电感耦合器Con1连接到第一天线接口，电感耦合器Con1还连接到探测器D1、探测器D2，射频开关SP2T4的第三端连接到低噪声放大器LNA1的输入端，低噪声放大器LNA1的输出端连接到射频开关SP2T1的第三端，低噪声放大器LNA1的输入端还通过限幅器L1接地；
第一低噪功放电路包括第一低噪信号接收端口、低噪声放大器LNA2、限幅器L2和第一低噪信号输出端口，低噪声放大器LNA2的输入端连接到第一低噪信号接收端口，低噪声放大器LNA2的输出端连接到第一低噪信号输出端口，低噪声放大器LNA2的输入端还通过限幅器L2接地；
第二功放子电路包括射频开关SP2T5、射频开关SP2T6、信号衰减器A2、射频开关SP2T7、低噪声放大器LNA3、限幅器L3、功率放大器PA3、功率放大器PA4、隔离器IS3、隔离器IS4、射频开关SP2T8、射频开关SP2T9、电感耦合器Con2、探测器D3、探测器D4、第二信号收发端口和第二天线接口；
射频开关SP2T5的第一端连接到第二信号收发端口，射频开关SP2T5的第二端连接到射频开关SP2T6的第一端，射频开关SP2T6的第二端连接到天线信号接收电路，射频开关SP2T6的第三端连接到信号衰减器A2的输入端，信号衰减器A2的输出端连接到射频开关SP2T7的第一端，射频开关SP2T7的第二端连接到功率放大器PA3的输入端，功率放大器PA3的输出端通过隔离器IS3连接到射频开关SP2T8的第一端，射频开关SP2T7的第三端连接到功率放大器PA4的输入端，功率放大器PA4的输出端通过隔离器IS4连接到射频开关SP2T8的第二端，射频开关SP2T8的第三端连接到射频开关SP2T9的第一端，射频开关SP2T49的第二端通过电感耦合器Con2连接到第二天线接口，电感耦合器Con2还连接到探测器D3、探测器D4，射频开关SP2T9的第三端连接到低噪声放大器LNA3的输入端，低噪声放大器LNA3的输出端连接到射频开关SP2T5的第三端，低噪声放大器LNA3的输入端还通过限幅器L3接地；
天线信号接收电路包括第三天线接口、低噪声放大器LNA5、天线信号接收端口和天线信号发送端口，低噪声放大器LNA5的输入端连接到第三天线接口，低噪声放大器LNA5的输出端连接到天线信号接收端口，天线信号发送端口连接到射频开关SP2T6的第二端；
第二低噪功放电路包括第二低噪信号接收端口、低噪声放大器LNA4、限幅器L4和第二低噪信号输出端口，低噪声放大器LNA4的输入端连接到第二低噪信号接收端口，低噪声放大器LNA4的输出端连接到第二低噪信号输出端口，低噪声放大器LNA4的输入端还通过限幅器L4接地。
在其中一个实施例中，还包括FPGA模块、时钟模块和天线模块，FPGA模块的第一端连接到5G大功率终端主板，FPGA模块的第二端连接到5G通信模块，FPGA模块的第三端连接到功放模块，FPGA模块的第四端连接到时钟模块，FPGA模块的第五端连接到天线模块；天线模块还连接到功放模块和时钟模块。
在其中一个实施例中，时钟模块包括时钟芯片，时钟芯片采用型号为AD9528的时钟芯片，天线模块包括天线信号接受芯片，天线信号接受芯片采用型号为AD9371的天线信号接受芯片。
在其中一个实施例中，壳体上还设置有防水层。
本发明的有益效果在于，本发明通过设置5G通信模块增加上行信号强度，并通过功放模块增强5G信号，有效增强上行功率，扩大了通信覆盖范围，提高了通信速率。另外，本发明还在终端的外壳上设置防水层，使得终端更好的长期使用在配网的外场。
此外，本发明设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。
由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著地进步，其实施的有益效果也是显而易见的。
附图说明
图1为通信终端装置的关系示意图。
图2为功率电路的原理图。
1为5G大功率终端主板，2为功放模块，3为5G通信模块，4为接口模块，5为电源模块，6为FPGA模块，7为时钟模块，8为天线模块，TRX1为第一信号收发端口，ANT1为第一天线接口，LNA-IN1为第一低噪信号接收端口，LNA-OUT1为第一低噪信号输出端口，TRX2第二信号收发端口，ANT2第二天线接口，ANT3第三天线接口，ANT-RX为天线信号接收端口，ANT-TX为天线信号发送端口，LNA-IN2为第二低噪信号接收端口，LNA-OUT2为第二低噪信号输出端口。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施例对本发明进行详细阐述，以下实施例是对本发明的解释，而本发明并不局限于以下实施方式。
如图1所示，本发明提供一种5G大功率通信终端装置，包括壳体、5G大功率终端主板、功放模块、5G通信模块、接口模块和电源模块；5G大功率终端主板、功放模块、5G通信模块和电源模块均设置在壳体内，5G大功率终端主板、5G通信模块和功放模块均与电源模块连接，5G大功率终端主板通过5G通信模块连接到功放模块；功放模块还连接到接口模块。
另外，该通信终端装置还包括FPGA模块、时钟模块和天线模块，FPGA模块的第一端连接到5G大功率终端主板，FPGA模块的第二端连接到5G通信模块，FPGA模块的第三端连接到功放模块，FPGA模块的第四端连接到时钟模块，FPGA模块的第五端连接到天线模块；天线模块还连接到功放模块和时钟模块。
其中，时钟模块包括时钟芯片，时钟芯片采用型号为AD9528的时钟芯片，天线模块包括天线信号接受芯片，天线信号接受芯片采用型号为AD9371的天线信号接受芯片。
如图2所示，功放模块包括功放电路，功放电路包括第一功放子电路、第一低噪功放电路、第二功放子电路、第二低噪功放电路和天线信号接收电路。
具体地，第一功放子电路包括射频开关SP2T1、信号衰减器A1、射频开关SP2T2、低噪声放大器LNA1、限幅器L1、功率放大器PA1、功率放大器PA2、隔离器IS1、隔离器IS2、射频开关SP2T3、射频开关SP2T4、电感耦合器Con1、探测器D1、探测器D2、第一信号收发端口和第一天线接口；射频开关SP2T1的第一端连接到第一信号收发端口，射频开关SP2T1的第二端连接到信号衰减器A1的输入端，信号衰减器A1的输出端连接到射频开关SP2T2的第一端，射频开关SP2T2的第二端连接到功率放大器PA1的输入端，功率放大器PA1的输出端通过隔离器IS1连接到射频开关SP2T3的第一端，射频开关SP2T2的第三端连接到功率放大器PA2的输入端，功率放大器PA2的输出端通过隔离器IS2连接到射频开关SP2T3的第二端，射频开关SP2T3的第三端连接到射频开关SP2T4的第一端，射频开关SP2T4的第二端通过电感耦合器Con1连接到第一天线接口，电感耦合器Con1还连接到探测器D1、探测器D2，射频开关SP2T4的第三端连接到低噪声放大器LNA1的输入端，低噪声放大器LNA1的输出端连接到射频开关SP2T1的第三端，低噪声放大器LNA1的输入端还通过限幅器L1接地。
第一低噪功放电路包括第一低噪信号接收端口、低噪声放大器LNA2、限幅器L2和第一低噪信号输出端口，低噪声放大器LNA2的输入端连接到第一低噪信号接收端口，低噪声放大器LNA2的输出端连接到第一低噪信号输出端口，低噪声放大器LNA2的输入端还通过限幅器L2接地。
第二功放子电路包括射频开关SP2T5、射频开关SP2T6、信号衰减器A2、射频开关SP2T7、低噪声放大器LNA3、限幅器L3、功率放大器PA3、功率放大器PA4、隔离器IS3、隔离器IS4、射频开关SP2T8、射频开关SP2T9、电感耦合器Con2、探测器D3、探测器D4、第二信号收发端口和第二天线接口；射频开关SP2T5的第一端连接到第二信号收发端口，射频开关SP2T5的第二端连接到射频开关SP2T6的第一端，射频开关SP2T6的第二端连接到天线信号接收电路，射频开关SP2T6的第三端连接到信号衰减器A2的输入端，信号衰减器A2的输出端连接到射频开关SP2T7的第一端，射频开关SP2T7的第二端连接到功率放大器PA3的输入端，功率放大器PA3的输出端通过隔离器IS3连接到射频开关SP2T8的第一端，射频开关SP2T7的第三端连接到功率放大器PA4的输入端，功率放大器PA4的输出端通过隔离器IS4连接到射频开关SP2T8的第二端，射频开关SP2T8的第三端连接到射频开关SP2T9的第一端，射频开关SP2T49的第二端通过电感耦合器Con2连接到第二天线接口，电感耦合器Con2还连接到探测器D3、探测器D4，射频开关SP2T9的第三端连接到低噪声放大器LNA3的输入端，低噪声放大器LNA3的输出端连接到射频开关SP2T5的第三端，低噪声放大器LNA3的输入端还通过限幅器L3接地。
天线信号接收电路包括第三天线接口、低噪声放大器LNA5、天线信号接收端口和天线信号发送端口，低噪声放大器LNA5的输入端连接到第三天线接口，低噪声放大器LNA5的输出端连接到天线信号接收端口，天线信号发送端口连接到射频开关SP2T6的第二端。
第二低噪功放电路包括第二低噪信号接收端口、低噪声放大器LNA4、限幅器L4和第二低噪信号输出端口，低噪声放大器LNA4的输入端连接到第二低噪信号接收端口，低噪声放大器LNA4的输出端连接到第二低噪信号输出端口，低噪声放大器LNA4的输入端还通过限幅器L4接地。
壳体上还设置有防水层，且接口模块用于连接外部各种数据通信设备，接口模块包括若干个接口，所有的接口均采用防水防尘设计的航空插头，使得该通信装置能够在恶劣的室外环境中稳定使用。
另外，电源模块选用电力12V专用直流电源，且该电源模块采用双路非隔离输出，可以同时对主板和功放模块进行供电。
以上公开的仅为本发明的优选实施方式，但本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的没有创造性的变化，以及在不脱离本发明原理前提下所作的若干改进和润饰，都应落在本发明的保护范围内。
Claims (4)
1.一种5G大功率通信终端装置，其特征在于，包括壳体、5G大功率终端主板、功放模块、5G通信模块、接口模块和电源模块；
5G大功率终端主板、功放模块、5G通信模块和电源模块均设置在壳体内，5G大功率终端主板、5G通信模块和功放模块均与电源模块连接，5G大功率终端主板通过5G通信模块连接到功放模块；功放模块还连接到接口模块；
功放模块包括功放电路，功放电路包括第一功放子电路、第一低噪功放电路、第二功放子电路、第二低噪功放电路和天线信号接收电路；
第一功放子电路包括射频开关SP2T1、信号衰减器A1、射频开关SP2T2、低噪声放大器LNA1、限幅器L1、功率放大器PA1、功率放大器PA2、隔离器IS1、隔离器IS2、射频开关SP2T3、射频开关SP2T4、电感耦合器Con1、探测器D1、探测器D2、第一信号收发端口和第一天线接口；
射频开关SP2T1的第一端连接到第一信号收发端口，射频开关SP2T1的第二端连接到信号衰减器A1的输入端，信号衰减器A1的输出端连接到射频开关SP2T2的第一端，射频开关SP2T2的第二端连接到功率放大器PA1的输入端，功率放大器PA1的输出端通过隔离器IS1连接到射频开关SP2T3的第一端，射频开关SP2T2的第三端连接到功率放大器PA2的输入端，功率放大器PA2的输出端通过隔离器IS2连接到射频开关SP2T3的第二端，射频开关SP2T3的第三端连接到射频开关SP2T4的第一端，射频开关SP2T4的第二端通过电感耦合器Con1连接到第一天线接口，电感耦合器Con1还连接到探测器D1、探测器D2，射频开关SP2T4的第三端连接到低噪声放大器LNA1的输入端，低噪声放大器LNA1的输出端连接到射频开关SP2T1的第三端，低噪声放大器LNA1的输入端还通过限幅器L1接地；
第一低噪功放电路包括第一低噪信号接收端口、低噪声放大器LNA2、限幅器L2和第一低噪信号输出端口，低噪声放大器LNA2的输入端连接到第一低噪信号接收端口，低噪声放大器LNA2的输出端连接到第一低噪信号输出端口，低噪声放大器LNA2的输入端还通过限幅器L2接地；
第二功放子电路包括射频开关SP2T5、射频开关SP2T6、信号衰减器A2、射频开关SP2T7、低噪声放大器LNA3、限幅器L3、功率放大器PA3、功率放大器PA4、隔离器IS3、隔离器IS4、射频开关SP2T8、射频开关SP2T9、电感耦合器Con2、探测器D3、探测器D4、第二信号收发端口和第二天线接口；
射频开关SP2T5的第一端连接到第二信号收发端口，射频开关SP2T5的第二端连接到射频开关SP2T6的第一端，射频开关SP2T6的第二端连接到天线信号接收电路，射频开关SP2T6的第三端连接到信号衰减器A2的输入端，信号衰减器A2的输出端连接到射频开关SP2T7的第一端，射频开关SP2T7的第二端连接到功率放大器PA3的输入端，功率放大器PA3的输出端通过隔离器IS3连接到射频开关SP2T8的第一端，射频开关SP2T7的第三端连接到功率放大器PA4的输入端，功率放大器PA4的输出端通过隔离器IS4连接到射频开关SP2T8的第二端，射频开关SP2T8的第三端连接到射频开关SP2T9的第一端，射频开关SP2T49的第二端通过电感耦合器Con2连接到第二天线接口，电感耦合器Con2还连接到探测器D3、探测器D4，射频开关SP2T9的第三端连接到低噪声放大器LNA3的输入端，低噪声放大器LNA3的输出端连接到射频开关SP2T5的第三端，低噪声放大器LNA3的输入端还通过限幅器L3接地；
天线信号接收电路包括第三天线接口、低噪声放大器LNA5、天线信号接收端口和天线信号发送端口，低噪声放大器LNA5的输入端连接到第三天线接口，低噪声放大器LNA5的输出端连接到天线信号接收端口，天线信号发送端口连接到射频开关SP2T6的第二端；
第二低噪功放电路包括第二低噪信号接收端口、低噪声放大器LNA4、限幅器L4和第二低噪信号输出端口，低噪声放大器LNA4的输入端连接到第二低噪信号接收端口，低噪声放大器LNA4的输出端连接到第二低噪信号输出端口，低噪声放大器LNA4的输入端还通过限幅器L4接地。
2.根据权利要求1所述的一种5G大功率通信终端装置，其特征在于，还包括FPGA模块、时钟模块和天线模块，FPGA模块的第一端连接到5G大功率终端主板，FPGA模块的第二端连接到5G通信模块，FPGA模块的第三端连接到功放模块，FPGA模块的第四端连接到时钟模块，FPGA模块的第五端连接到天线模块；天线模块还连接到功放模块和时钟模块。
3.根据权利要求2所述的一种5G大功率通信终端装置，其特征在于，时钟模块包括时钟芯片，时钟芯片采用型号为AD9528的时钟芯片，天线模块包括天线信号接受芯片，天线信号接受芯片采用型号为AD9371的天线信号接受芯片。
4.根据权利要求1所述的一种5G大功率通信终端装置，其特征在于，壳体上还设置有防水层。
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Inventor after: Ding Gaoquan Inventor after: Zhao Xunwei Inventor after: Wang Zhigang Inventor after: Chen Mengqi Inventor after: Fu Haixuan Inventor after: Li Jinan Inventor after: Zhang Chunling Inventor before: Ding Gaoquan Inventor before: Zhao Xunwei Inventor before: Wang Zhigang Inventor before: Chen Mengqi Inventor before: Fu Haixuan Inventor before: Li Jinan Inventor before: Zhang Chunling |
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