CN1208982C - 用于小灵通基站的放大器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于小灵通移动网基站的放大器，它含有一个连接天线接口的低噪声放大器(1)和同步开关(2)、信号合成器(3)组成的上行信号放大通道，一个连接小灵通基站接口(10)和同步开关(2)、信号合成器(3)、滤除干扰信号的带通滤波器(4)、线性功率放大器(5)及放大器天线组成的下行信号放大通道。本发明解决了现有小灵通基站功率小，覆盖范围不宽的技术问题。它无需对现有小灵通基站进行改造，可使现有小灵通500mw PHS基站功率扩大到5w，覆盖面扩大4倍以上。而且还能使10mw PHS基站功率扩大为500mw，将即将淘汰的10mw基站改造为新一代500mw基站。能够同时实现上行放大和下行放大。

Description

用于小灵通基站的放大器

技术领域：

本发明涉及一种线性功率放大器，具体地说，涉及一种用于小灵通移动网基站的放大器。

背景技术：

近年来，随着电讯技术的进步和深入，小灵通市话技术以势如破竹的趋势迅猛激增。占领全国400多城市的小灵通是在日本PHS(个人通讯服务)的基础上改进的一种无线市话技术。而且所使的基站的功率都很小。第一代PHS基站功率仅限10mW，信号覆盖几十米。最新一代PHS基站的功率也不过500mW，覆盖半径只有几百米。目前所使用的PHS基站信号覆盖范围远不能适应市场的需求，不能满足小灵通用户正常的使用要求。尤其是时常发生小灵通手机通话断线，接听掉话的不良情况。若要解决这一问题，势必要建立大量的、星罗棋布的小灵通基站。要提高现行基站的功率、拓展覆盖面，则需要投入巨资和繁复的工程。

发明内容：

本发明的目的是提供一种无需对现有小灵通基站进行改造，就能使现有小灵通基站覆盖面成倍提高，能够同时实现上行放大和下行放大，并能保证上、下行时隙同步的超线性功率放大器。

为达到上述目的，本发明的放大器包含一个由天线连接的低噪声放大器1和同步开关2、信号合成器3组成的上行信号放大通道，一个连接小灵通基站接口10和同步开关2、信号合成器3、滤除干扰信号的带通滤波器4、线性功率放大器5及放大器天线组成的下行信号放大通道，所述的线性功率放大器5的输入端与保护功放电路的隔离器6和控制电路8的输入端相连，所述的控制电路连接电源7的旁路电路9相连，所述的旁路电路9跨连于低噪声放大器与隔离器6之间，其中所述的线性功率放大器是超线性高频功率放大器，它的功放内部有前放，推动，功率输出三级。

本发明所述的低噪声放大器1为二级放大，它由二个低噪声放大器组成。

本发明所述的低噪声放大器含有二条由电容C1、C1′、C4、C4′放大晶体管Q1、Q1′、电阻R5、R5′、电感L5、L5′、电容C4、C4′组成的串联电路和二个分别连接于该二条串联电路两端的放大模块IC1、IC2，在所述的放大模块IC1的正向输入端及放大模块的IC2的反向输入端连有与地相接的电阻ZO和电阻R7、R7′  ，在该二条串联电路的电容C1、C1′与放大晶体管Q1、Q1′的接点上，放大晶体管集电极和电感L5、L5′与电容C4、C4′的接点上分别对称连接有由电感L1、电阻R4两端的接地电容C2、C3、电阻R6、接地电阻R1、电阻R2组成的电路和联接放大晶体管集电极的并联接地电感L2、L3，以及由电感L4、电阻R3串联联接电源、R3两端的两个旁路接地电容C5、C6组成的电路。

本发明所述的旁路电路可以是由电子开关组成或由检测电路及执行电路构成。

本发明所述的控制电路可以是三组并联控制电路。

本发明相比于现有技术，具有如下有益效果：

1、无需对现有基站进行改造。

在现有小灵通基站加装连接本发明放大器，不仅改善了小灵通手机的通讯质量，扩大了基站的覆盖面，使小灵通用户能够在大范围内连续通话，而且可使现有的10mW、200mW、500mW的基站的输入功率达到2W～10W，增益提10dB以上，覆盖面积扩大4倍以上，可大大减少基站数量。还能将现有10mW的PHS基站扩大为500mW，使即将淘汰的10mW基站改造后达到新一代的500mW基站的效果。

2、能确保上下行信号的平衡。

本发明采用的超线性频功率放大器，功放内部有前放，推动，功率输入三级，具备完善的控制及保护电路。上行放大采用低噪声，大动态范围的放大器，使其在TDD(时分双工)方式中能同时完成上行和下行放大，保证上下行平衡和上下行时隙同步，不会因放大器的引入降低信道利用率。增加低噪声放大器，用于解决掉话，使手机不会出现假信号。

3、具有自动旁路功能。

本发明设计增加的旁路，解决了放大器故障时不影响基站正常工作问题。旁路电路动作时，将天线口与基站口短接，旁路了低噪声放大器及功率放大器，使基站工作恢复如前，恢复PHS基站覆盖效果。

4、能将延时控制在很小。

本发明设置的同步开关实现了基站信号与天线信号之间的转换，对上行及下行通道控制，只对通道的控制级进行，不断电供电。保证了上、下行不同时隙可在同一频率上放大，多部手机通话时，信号发射级接收有连续性。

附图说明：

图1为本发明的电路原理方框图。

图2为本发明的低噪声放大器电路原理图。

图3为本发明的超线性频功率放大器电路原理图。

图1中，1是低噪声放大器、2是同步开关、3是信号合成、4是带通滤波、5是线性功率放大器、6是隔离器、7是电源、8是控制电路、9是旁路、10是基站天线接口。

实施方式：

参照附图，将详细叙述本发明的具体实施方案。

在图1中，所述的上行通道包括：天线感应信号-＞同步开关-＞低噪声放大-＞基站。

其中低噪声放大器1将天线感应的信号进行低噪声放大，由天线感应的信号，经电子开关控制进入两级低噪声放大，完成上行放大。放大器的增益为增益为12dB，噪声系数为2.0dB。同步开关2实现基站信号与无线信号之间的转换，保证上、下行不同时隙可在同一频率上放大。经低噪声放大后的天线感应信号经同步开关送至信号合成器3。信号合成器3使放大信号通过原有天线收发，并保证需要分集接收效果。放大后的天线感应经信号合成器3回送基站。

图1中，所述的下行通道包括：基站输出信号-＞同步开关-＞信号合成-＞带通滤波-＞功率放大-＞隔离-＞天线。

基站输出的信号经同步开关送入信号合成器3，经带通滤波器4完成对输入信号的滤波，以提高抗干扰性能，抑制带外辐射。通常情况下带通滤波器的工作频率为1895~1920MHz，插损≤1.5dB，带内不平度≤0.3dB，驻波≤1.3，带外抑制f±10MHz≥40dB。线性功率放大器5对基站信号进行放大，功率增益为16dB，最大输出功率13W，正常工作在2W~5W；放大后的信号经隔离器6完成功率输出到天线之间的隔离，并保护功放电路。隔离器6在通常情况下应需满足：工作频率1895~1920MHz，插损≤1.0dB，隔离度≥25dB，驻波≤1.3。线性功率放大器5对基站信号进行放大后经控制电路进入旁路电路控制电源级功放-＞旁路。旁路电路跨接于隔离器6与低噪声放大器之间。电源7工作将电压为220V的电压转换为直流13V。控制电路8检测异常情况的发生，如电源掉电、功放故障等，控制电路动作，启动旁路电路9，恢复基站的原始状态。保证基站放大器的正常工作。

图2给出了按本发明所述的低噪声放大器的具体方案的一种电路结构。在图2中，示出了低噪声放大器1的电路结构和电路联接关系。

图3给出了按本发明所述的线性功率放大器5具体方案的一种电路结构，在图3中，示出了线性功率放大器5的电路结构和电路联接关系。

图2、图3公开了本发明的最佳实施方案，是非常规电路所能比拟的电路，受益于本技术领域的普通技术专业人员所作的改进或改变应属本发明的保护范围。

关于时延问题的说明。

1)对上行及下行通道的控制，只对通道的控制级进行，不断开供电。控制级的处理，一方面降低整机功耗，另一方面完成高速转换的功能，将延时控制在很小。

2)根据小灵通的时分工作方式，一部手机通话时放大器的微小时延不影响通话，且发射时隙对应的接收时隙在第5个时隙，即使有一定时延对系统不造成影响，而下行的截止转导道要求较高。

3)多部手机通话时，信号发射级接收有连续性，仅对TX₁转换、RX₄转换TX₄→RX₁对时延要求较高。

4)本放大器的时延能够满足系统的要求。200mW、500mW放大器在原来的基础上，首先增加了低噪放大器，G_A＝12db，用于解决掉话问题，收到了明显的效果。

本发明在未详细描述的电路均为常规电路，比如信号合成电路、控制电路、电子同步开关、隔离器等。

可以认为，上述实施例仅以列举的方式进行了描述，对本领域的技术人员来说还可以有许多按照本发明的方法做出的各种改变和变更是显而易见的，不会脱离本发明的构思和附加的权利要求的保护范围。

Claims (5)

1、一种用于小灵通基站的放大器，其特征在于它含有一个天线接口的低噪声放大器(1)和同步开关(2)、信号合成器(3)组成的上行信号放大通道，一个连接小灵通基站接口(10)和同步开关(2)、信号合成器(3)、滤除干扰信号的带通滤波器(4)、线性功率放大器(5)及放大器天线组成的下行信号放大通道，所述的线性功率放大器(5)的输入端与保护功放电路的隔离器(6)和控制电路(8)的输入端相连，所述的控制电路连接电源(7)和旁路电路(9)相连，所述的旁路电路(9)跨连于低噪声放大器与隔离器(6)之间，其中所述的线性功率放大器是超线性高频功率放大器，它的功放内部有前放，推动，功率输出三级。

2、按权利要求1所述的放大器，其特征在于所述的低噪声放大器(1)为二级放大，它由二个低噪声放大器组成。

3、按权利要求1或2所述的放大器，其特征在于所述的低噪声放大器含有二条由电容C1、C1′、C4、C4′放大晶体管Q1、Q1′、电阻R5、R5′、电感L5、L5′、电容C4、C4′组成的串联电路和二个分别连接于该二条串联电路两端的放大模块IC1、IC2，，在所述的放大模块IC1的正向输入端及放大模块的IC2的反向输入端连有与地相接的电阻ZO和电阻R7、R7′，在该二条串联电路的电容C1、C1′与放大晶体管Q1、Q1′的接点上，放大晶体管集电极和电感L5、L5′与电容C4、C4′的接点上分别对称连接有由电感L1、电阻R4两端的接地电容C2、C3、电阻R6、接地电阻R1、电阻R2组成的电路和联接放大晶体管集电极的并联接地电感L2、L3，以及由电感L4、电阻R3串联联接电源、R3两端的两个旁路接地电容C5、C6组成的电路。

4、按权利要求1所述的放大器，其特征在于所述的旁路电路由电子开关组成或由检测电路及执行电路构成。

5、按权利要求1所述的放大器，其特征在于所述的控制电路是三组并联控制电路。