CN202513882U - 多载波功率放大器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型实施例公开了一种多载波功率放大器，对上下行链路与基站和天馈之间的开关进行了改进，用一个双刀双掷开关代替两个单刀双掷开关，从而在不影响旁路功能的前提下，将大功率射频开关的数目减少至一半，有效降低了设备成本，提高了可靠性，减小了旁路差损和切换时延。
Description
技术领域
本实用新型涉及功率放大器技术领域，特别涉及一种多载波功率放大器。
背景技术
近年来，移动通信技术高速发展，为了满足用户对信号质量的要求，需要扩大基站覆盖。扩大覆盖的方案一般有两种，一种是增加基站数量，另一种是增加原有基站的载波数及功率。第一种方案成本高、响应慢，受环境因素限制大，所以运营商更倾向于采用第二种方案。
为了实现第二种方案，运营商一般会在基站的CDU(Combining&Distribution Unit，耦合分配单元)与天馈之间串联一个多载波功率放大器。
因为是串联设备，多载波功率放大器必须考虑设备异常情况下，须保证基站原有覆盖基本不发生变化，所以旁路开关成为多载波放大器不可缺少的部件。传统的旁路开关应用如图1所示，多载波功率放大器一般包括下行链路、上行主路和上行分集，上行分集占用一个通道，上行主路和下行链路共用一个通道，每个通道上串接两个单刀双掷的大功率射频开关。当链路上元器件出现故障时，大功率射频开关切换至旁路状态。
采用上述结构，每个多载波功率放大器须配备四个大功率射频开关，而大功率射频开关的失效率非常高，价格却非常贵，通常为几百到几千人民币。因此，大功率射频开关的个数越多，多载波功率放大器的可靠性就越低，成本就越高，旁路差损及切换时延也越大。
实用新型内容
本实用新型实施例的目的是减少大功率射频开关的个数，从而优化多载波功率放大器的结构。
本实用新型实施例多载波功率放大器，包括下行链路、上行主路和上行分集，还包括第一大功率射频开关和第二大功率射频开关，
所述第一大功率射频开关包括触点(1)、触点(2)、触点(3)和触点(4)、，所述触点(1)连接第一基站收发信台，所述触点(2)连接所述下行链路和所述上行主路的第一公共端，所述触点(3)连接所述下行链路和所述上行主路的第二公共端，所述触点(4)连接第一天馈系统；
所述第二大功率射频开关包括触点(5)、触点(6)、触点(7)和触点(8)，所述触点(5)连接第二基站收发信台，所述触点(6)连接所述上行分集的输出端，所述触点(7)连接所述上行分集的输入端，所述触点(8)连接第二天馈系统，
所述触点(1)和所述触点(2)导通、所述触点(3)和所述触点(4)导通、所述触点(5)和所述触点(6)导通且所述触点(7)和所述触点(8)导通对应本多载波功率放大器的工作状态，所述触点(1)和所述触点(4)导通、所述触点(2)和所述触点(3)导通、所述触点(5)和所述触点(8)导通且所述触点(6)和所述触点(7)导通对应本多载波功率放大器的旁路状态。
优选地，
所述下行链路包括依次相连的第一输入双工器、功放和输出双工器；
所述上行主路包括依次相连的所述输出双工器、第一低噪放和所述第一输入双工器；
所述上行分集包括依次相连的滤波器、第二低噪放和第二输入双工器；
所述第一公共端为所述第一输入双工器的基站端，所述第二公共端为所述输出双工器的天馈端，所述上行分集的输入端为所述滤波器的输入端，所述上行分集的输出端为所述第二输入双工器的基站端。
优选地，所述下行链路还包括小功率射频开关和负载，所述小功率射频开关包括触点(9)、触点(10)和触点(11)，所述触点(9)连接所述第一输入双工器，所述触点(10)连接所述功放，所述触点所述(11)连接所述负载，所述触点(9)和所述触点(10)导通对应本多载波功率放大器的工作状态，所述触点(9)和所述触点(11)导通对应本多载波功率放大器的旁路状态，所述负载接地。
优选地，所述功放为DPD功放。
优选地，所述下行链路还包括合路器，所述合路器连接于所述第一输入双工器和所述触点(9)之间，所述第二输入双工器还与所述合路器相连。
优选地，还包括第一可调功率衰减器、第二可调功率衰减器和第三可调功率衰减器，
所述第一可调功率衰减器连接于所述合路器和所述触点(9)之间；
所述第二可调功率衰减器连接于所述第一输入双工器和所述第一低噪放之间；
所述第三可调功率衰减器连接于所述第二输入双工器和所述第二低噪放之间。
本实用新型实施例多载波功率放大器，对上下行链路与基站和天馈之间的开关进行了改进，用一个双刀双掷开关代替两个单刀双掷开关，从而在不影响旁路功能的前提下，将大功率射频开关的数目减少至一半，有效降低了设备成本，提高了可靠性，减小了旁路差损和切换时延。
附图说明
图1是现有多载波功率放大器的结构示意图；
图2是本实用新型多载波功率放大器实施例一的结构示意图；
图3是本实用新型多载波功率放大器实施例二的结构示意图；
图4是本实用新型多载波功率放大器实施例三的结构示意图；
图5是本实用新型多载波功率放大器实施例四的结构示意图。
具体实施方式
为了减小大功率射频开关的使用个数，本实用新型实施例将每个通道上的两个单刀双掷的大功率射频开关用一个双刀双掷的大功率射频开关来代替。下面结合实施例与附图详细解释本实用新型。
实施例一
本实用新型实施例多载波功率放大器，包括下行链路、上行主路和上行分集，如图2所示，还包括第一大功率射频开关K1和第二大功率射频开关K2。
所述第一大功率射频开关K1包括4个触点，即触点1-4，触点1连接第一基站收发信台BTS1，触点2连接所述下行链路和所述上行主路的第一公共端，触点3连接所述下行链路和所述上行主路的第二公共端，触点4连接第一天馈系统ANT1。
所述第二大功率射频开关K2包括4个触点，即触点5-8，触点5连接第二基站收发信台BTS2，触点6连接所述上行分集的输出端，触点7连接所述上行分集的输入端，触点8连接第二天馈系统ANT2。
当本多载波功率放大器正常工作时，K1的触点1、2导通，触点3、4导通，同样地，K2的触点5、6导通，触点7、8导通。BTS1的信号经过下行链路到达ANT1，ANT1的信号经过上行主路到达BTS1，ANT2的信号经过上行分集到达BTS1。
当本多载波功率放大器出现异常时，K1的触点1、4导通，2、3导通，同样地，K2的触点5、8导通，触点6、7导通。BTS1与ANT1直接连通，BTS2与ANT2直接连通，本多载波功率放大器处于旁路状态。
实施例二
实施例一的开关方式尤其适用于下述上下行链路结构，如图3所示：
所述下行链路包括依次相连的第一输入双工器、功放和输出双工器；
所述上行主路包括依次相连的所述输出双工器、第一低噪放LNA1和所述第一输入双工器；
所述上行分集包括依次相连的滤波器、第二低噪放LNA2和第二输入双工器；
所述第一公共端为所述第一输入双工器的基站端，所述第二公共端为所述输出双工器的天馈端，所述上行分集的输入端为所述滤波器的输入端，所述上行分集的输出端为所述第二输入双工器的基站端。
本实施例的其他技术特征与实施例一相同，在此不予赘述。
实施例三
按照本实用新型实施例的开关方式，多载波功率放大器的旁路功能未受影响，但K1的触点2、3导通容易导致下行链路上功放的自激，因此，为了配合上述开关方式，本实施例在下行链路的功放前还加了一个保护开关，即单刀双掷的小功率射频开关K3。如图4所示，该开关包括3个触点，即触点9-11，触点9连接第一输入双工器，触点10连接功放，触点11连接一个接地负载。触点9、10导通对应本多载波功率放大器的工作状态，触点9、11导通对应本多载波功率放大器的旁路状态。
本实施例的其他技术特征与实施例二相同，在此不予赘述。
实施例四
为了使电路更完善，本实施例增加了部分元器件，或对部分元器件进行了调整，具体如下。
下行链路的功放采用高效率的DPD(数字预失真)功放，以提高本多载波功率放大器的效率。
在下行链路增加一个合路器，连接在所述第一输入双工器和所述触点9之间，并使所述第二输入双工器与合路器相连，以使BTS2的信号也可以接入下行链路。
为了便于调节增益，本多载波功率放大器还在下行链路、上行主路和上行分集上各自添加了一个可调功率衰减器。如图5所示，下行链路上的第一可调功率衰减器ATT1连接在合路器与触点9之间，上行主路上的第二可调功率衰减器ATT2连接在第一输入双工器和第一低噪放LNA1之间，上行分集上的第三可调功率衰减器连接在第二输入双工器和第二低噪放LNA2之间。
本实施例的其他技术特征与实施例三相同，在此不予赘述。
对比传统开关方式，本实用新型实施例多载波功率放大器的开关方式具有以下优点：
1、有效的降低了设备成本。大功率开关非常贵，通常为几百到几千人民币，而小功率开关只有几块到十几块之间。应用实用新型实施例，可节省两个大功率开关，经济效益非常可观。
2、旁路插损小，本实用新型实施例的开关方式旁路插损为传统开关方式的一半，这样就可以最大程度地保持原有基站覆盖。
3、可靠性提高。大功率射频开关的失效率通常是非常高的，所以，减少大功率射频开关的数量可以有效提高可靠性。
4、切换时延小。因为器件本身的不一致性，两个开关切换响应时间是不一致的，控制信号同时给到两个开关，信号切换的时延总是大于单个开关，所以减少开关数量可降低信号切换时延，减小了掉话概率。
以上所述的本实用新型的具体实施方式，并不用于限定本实用新型的保护范围的限定，而是针对本实用新型的可行实施例进行说明。任何基于本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的权利要求保护范围之内。
Claims (6)
1.一种多载波功率放大器，包括下行链路、上行主路和上行分集，其特征在于，还包括第一大功率射频开关和第二大功率射频开关，
所述第一大功率射频开关包括触点(1)、触点(2)、触点(3)和触点(4)、，所述触点(1)连接第一基站收发信台，所述触点(2)连接所述下行链路和所述上行主路的第一公共端，所述触点(3)连接所述下行链路和所述上行主路的第二公共端，所述触点(4)连接第一天馈系统；
所述第二大功率射频开关包括触点(5)、触点(6)、触点(7)和触点(8)，所述触点(5)连接第二基站收发信台，所述触点(6)连接所述上行分集的输出端，所述触点(7)连接所述上行分集的输入端，所述触点(8)连接第二天馈系统，
所述触点(1)和所述触点(2)导通、所述触点(3)和所述触点(4)导通、所述触点(5)和所述触点(6)导通且所述触点(7)和所述触点(8)导通对应本多载波功率放大器的工作状态，所述触点(1)和所述触点(4)导通、所述触点(2)和所述触点(3)导通、所述触点(5)和所述触点(8)导通且所述触点(6)和所述触点(7)导通对应本多载波功率放大器的旁路状态。
2.根据权利要求1所述的多载波功率放大器，其特征在于，
所述下行链路包括依次相连的第一输入双工器、功放和输出双工器；
所述上行主路包括依次相连的所述输出双工器、第一低噪放和所述第一输入双工器；
所述上行分集包括依次相连的滤波器、第二低噪放和第二输入双工器；
所述第一公共端为所述第一输入双工器的基站端，所述第二公共端为所述输出双工器的天馈端，所述上行分集的输入端为所述滤波器的输入端，所述上行分集的输出端为所述第二输入双工器的基站端。
3.根据权利要求2所述的多载波功率放大器，其特征在于，所述下行链路还包括小功率射频开关和负载，所述小功率射频开关包括触点(9)、触点(10)和触点(11)，所述触点(9)连接所述第一输入双工器，所述触点(10)连接所述功放，所述触点所述(11)连接所述负载，所述触点(9)和所述触点(10)导通对应本多载波功率放大器的工作状态，所述触点(9)和所述触点(11)导通对应本多载波功率放大器的旁路状态，所述负载接地。
4.根据权利要求2或3所述的多载波功率放大器，其特征在于，所述功放为DPD功放。
5.根据权利要求4所述的多载波功率放大器，其特征在于，所述下行链路还包括合路器，所述合路器连接于所述第一输入双工器和所述触点(9)之间，所述第二输入双工器还与所述合路器相连。
6.根据权利要求5所述的多载波功率放大器，其特征在于，还包括第一可调功率衰减器、第二可调功率衰减器和第三可调功率衰减器，
所述第一可调功率衰减器连接于所述合路器和所述触点(9)之间；
所述第二可调功率衰减器连接于所述第一输入双工器和所述第一低噪放之间；
所述第三可调功率衰减器连接于所述第二输入双工器和所述第二低噪放之间。
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|---|---|---|---|---|
| CN108233912A (zh) * | 2016-12-13 | 2018-06-29 | 湖南格兰德芯微电子有限公司 | 双刀双掷射频开关 |
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