CN204272392U - 多系统接入平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多系统接入平台，包括：机箱，设于所述机箱内的两个合路器及正交电桥；其中，所述机箱设有至少一个第一信源端口，至少一个其上设有相位翻转器的第二信源端口，及两个天馈端口；所述合路器的输入端与所述第一、第二信源端口连接，所述正交电桥的两个端口与两个所述合路器的输出端一一对应连接，所述正交电桥的另外两个端口一一对应连接到两个所述天馈端口上。本实用新型的多系统接入平台可以实现低频信号的直通和高频信号的中继。本实用新型的多系统接入平台可根据覆盖需要，选用直通或中继功能；相对于传统的POI，减少了后级合路器的使用，减少了成本。

Description

多系统接入平台

【技术领域】

本实用新型涉及通信设备领域，特别涉及一种多系统接入平台。

【背景技术】

在隧道、地铁和高铁等狭长地带中，一般使用漏缆进行通信覆盖(通常不允许天馈系统的重复布线)，即便使用天线覆盖也要借助馈线进行信号传输。而受所覆盖场所的限制(有些场所不允许天馈的重复布线)或者为了节省成本，通常采用多系统合路平台(Point Of Interface，POI)合路后共用一套天馈系统进行传输。

信号的传输能力和频率有关。信号在天馈线缆中传输的过程中，信号的频率越高则损耗越大。信号的频率与衰减的关系参见表一。

频率	衰减
		MHz	dB/100m
75	2.00
		150	2.90
450	5.30
		800	7.30
900	7.90
		1800	12.00
2200	13.50
		2400	14.10

表一

从表1可以看出，不同频段的信号的百米传输能力相差较大。

这就导致了在覆盖过程中，低频信号的能量还足够并可以继续传输时，高频信号已经衰落得不能继续覆盖，也即此时产生断点。

国内现在常用的移动通信系统为中国联通、中国电信及中国移动，其具体的频段分布参见表二。

表2

从表二可以看出，常用系统频率较高，其频段跨度也比较大，在传输过程中的损耗也就越大。同时，LTE和TD系统的功率本身就低，进一步降低了传输的距离，进一步加剧了这种传输不平衡的情况，较容易出现传输的断点。

在上述出现断点的情况下，为了保证各系统信号的正常传输，通常需要加入直放站(或RRU等有源放大设备)进行信号放大后继续传输。

图1所示的POI是全接入型POI(即POI设有所有频段信源信号的接入端口，下文记为“信源端口”)，通常用于狭长地带的通信覆盖的起始端，比如设于地铁的站点内。有些隧道或者高铁相邻两个站点间的距离较大，该全接入型POI也会作为中继型POI，被应用于隧道中。这是因为全部系统信号传输到某一距离时，信号均减弱，需要在该节点安装全接入型POI，以将全部系统信源接入该全接入型POI后继续传输。

在这些狭长地带的覆盖系统中，信号都是从中继型POI处开始传输，并向隧道内进行覆盖。由于信号传输过程中存在衰减，并且频率越高衰减越快，所以当信号覆盖到一定长度(一般为400米，有时为了冗余覆盖，也取200米)，在低频信号的能量还足够传输覆盖时，某频段(或某些频段)的高频信号由于衰减较快，其能量已不足以继续传输。此时，需要通过放大信号，或者使用光纤拉远系统将该别处的高频信号拉到此处再进行传输覆盖。传统方案一般通过使用图2所示的POI进行传输。

如图2所示，该POI具有高频信号(频率范围为1.7GHz-2.7GHz的信号)的9个频段的信源端口，以供9个高频频段的系统信号被接入该POI中。该POI还具有用于接入低频信号(频率范围为800MHz-960MHz的信号)的第一馈电端口，及用于将9个高频系统信号和低频信号合路的后级合路器。9个高频的系统信号从信源端口、低频信号从第一馈电端口进入该POI的后级合路器并经后级合路器合路后，再通过第二馈电端口传输至馈电线缆，实现高频信号中继、低频信号直通的传输。为了与图1所示的全接入型POI相区别，图2所示的POI命名为直通型POI。

由于移动通信覆盖的信号能量有限，在传统方案中，根据隧道的长度，中继型POI和直通型POI被交替使用于覆盖工程中，比如，从站点开始计，站点处安装全接入型POI，距站点L米处安装直通型POI，2L米处安装中继型POI(也即全接入型POI)，以此类推，直至下一个站点。

然而，传统方案(两种POI交替使用)虽然解决了高频信号的中继问题，却又带来新的问题：传统方案中，为了实现覆盖，使用中继型POI和直通型POI两种型号的POI。首先，这在工程安装、物流运输和设备管理中会造成很多不便，因为不同站点需要不同型号的POI，且一个完整的工程覆盖几十公里(高铁等工程上百公里)，使用的设备众多，距离又远，型号一旦混淆，则后果相当严重。

综上所述，传统的覆盖方案存在如下缺点：

1、直通型POI中，增加了一对后级合路器，增加了成本；

2、后级合路器设在电桥输出端，由于合路器的回波水平通常处于18-20dB之间，导致电桥匹配不良，整个直通型POI的电桥隔离度只有21-23dB(回波减去3dB)，无法满足现在信号覆盖的隔离度要求(现在覆盖的标书一般要求隔离度大于25dB，甚至有些工程要求大于30dB)；

3、传统方案增加了器件后，插入损耗也随之增大，直通的低频信号要经过两级合路器，影响了其覆盖距离；

4、增加器件和电缆，导致工艺复杂，POI的体积和重量变大，这在高铁和地铁，而高铁和地铁等隧道对于POI安装体积的要求相当严格，银耳POI的体积庞大将成为传统覆盖方案的致命缺陷；

5、型号成倍出现，增加了管理难度和物流难度，容错率降低。比如，一种覆盖要求，直通和中继各有两个型号，则两种覆盖产生四种型号。

【实用新型内容】

本实用新型的目的在于提供可以解决上述问题的自适应的多系统合路平台。

为实现该目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种多系统接入平台，包括：机箱，设于所述机箱内的两个合路器及正交电桥；其中，所述机箱设有至少一个第一信源端口，至少一个其上设有相位翻转器的第二信源端口，及两个天馈端口；所述合路器的输入端与所述第一、第二信源端口连接，所述正交电桥的两个端口与两个所述合路器的输出端一一对应连接，所述正交电桥的另外两个端口一一对应连接到两个所述天馈端口上。

两个所述合路器与正交电桥之间形成两条通路，并且两条通路的总电长度相互一致。

两个所述合路器反射的信号的相位差保持一致。

两个所述合路器的端口结构相一致。

所述合路器由多个滤波器组成，组成一个合路器的多个滤波器，其抽头尺寸、接头尺寸、电长度及端口排列的对齐方式相一致。

所述合路器具有多个输入端口，所述多个输入端口一一对应连接多个所述信源端口。

优选地，所述相位翻转器为开路器或短路器。

该多系统接入平台还包括设于所述合路器内的谐振电路，用于微调合路器的反射相位，使得两条支路的相位差保持一致。

与现有技术相比，本实用新型具备如下优点：

1、本实用新型的多系统合路平台，设有分别用于接入中继信号和直通信号的信源端口和天馈端口，将中继信号和直通信号分别从信源端口和天馈端口输入，在经过该多系统接入平台的相位翻转器、合路器及正交电桥的作用下，一同从另一个天馈端口输出，进行信号覆盖传输。该多系统接入平台的相位翻转器可根据需要，灵活设置在可以直通的系统信号的信源端口，突破了传统的直通方式只能直通低频系统信号或只能直通高频系统信号的局限，可以实现任意系统的直通。换句话说，本实用新型的多系统接入平台可以根据需要，选择直通或中继的功能，具有自适应性。

2、相对于传统中继型POI设备，本实用新型的多系统接入平台由于减少后级合路器的使用，因而也减少了连接器的使用，有效地减少了插入损耗，电桥匹配良好，性能更高。同时，由于减少后级合路器及连接器的使用，该多系统接入平台的结构更为简单、体积更小，便于生产，成本也较底。

【附图说明】

图1为现有技术的全接入型POI设备的结构示意图；

图2为现有技术的中继型POI设备的结构示意图；

图3为本实用新型的多系统接入平台的结构示意图；

图4为图3所示的多系统接入平台的局部示意图，示出两个通路的尺寸关系。

【具体实施方式】

下面结合附图和示例性实施例对本实用新型作进一步地描述，其中附图中相同的标号全部指的是相同的部件。此外，如果已知技术的详细描述对于示出本实用新型的特征是不必要的，则将其省略。

众所周知，多系统信号，在经过一定距离的传输覆盖后，某个或某些频段的信号衰减得较为严重，其能量已经不足以继续传输覆盖时，其他频段的信号还可以继续传输。为了充分利用各系统信号能量，覆盖系统为不足以继续传输覆盖的信号补充能量，将可以继续传输的信号直通多系统接入平台。由于补充能量的过程属于公知常识，因不予以赘述，并将该过程记为“中继”，需要补充能量的信号为“中继信号”，不需补充能量的信号记为“直通信号”。

根据信号覆盖的传输规律可知，上述“中继信号”与“直通信号”为相对而言，并非某个或某些固定频段的系统信号。例如CDMA800系统信号在某个地点属于中继信号，在另一个地点则属于直通信号。

图3示出了本实用新型的多系统接入平台100，用于将多个系统信号进行合路后，共用传输线传输，其包括机箱1、两个合路器2、正交电桥3，及至少一个相位翻转器4。

所述机箱1上设有多个信源端口(101、102，其他未标号，下同)和两个天馈端口(ANT1和ANT2，下同)。所述多个信源端口用于接入各系统的信号，其包括至少一个第一信源端口101和至少一个其上设有相位翻转器4的第二信源端口102；两个天馈端口中，其一用于接入需要直通的信号，其二用于向馈线输出该多系统合路平台100合路后的信号。

所述每个合路器2由多个滤波器21组成，每个滤波器均具有输入端口，并且每个滤波器均为带通滤波器，从而使得每个合路器2为带通合路器2，具有频段选择性，也即选择性地通过某个(或某些)频段的信号，不在该频段内的信号被阻却而不能通过(也即“阻带作用”)。本实用新型利用该合路器2的阻带作用(在相位翻转器4的作用下)，阻碍欲通过的直通信号并将其反射回正交电桥3的端口。两个所述合路器2分别设于所述机箱1内，并且每个输入端口对应连接一个信源端口。

所述正交电桥3设于所述机箱1内，并且该正交电桥3的其中两个端口一一对应连接上述两个合路器2的输出端口，其另外两个端口一一对应连接两个所述天馈端口。所述正交电桥3和两个所述的合路器2通过若干连接器实现其连接，并且构成两条供信号传输的通路。一路信号由其中一个端口输入正交电桥3时，将在正交电桥的两个输出端口各生成一路信号，并且新生成的两路信号功率相同，相位相差90°，也即当一路信号相位为Ф度时，另一路信号的相位为Ф-90度，两路信号相互正交。优选地，所述正交电桥3为3dB电桥3。

所述相位翻转器4为短路器4，其与所述第二信源端口102连接(也即与合路器2电连接)，将依次通过天馈端口ANT1、正交电桥3并传输至合路器2的直通信号全反射。当直通信号再次从合路器2输出端传输到正交电桥3时，相位产生了180°的变化。在其他实施方式中，所述相位翻转器4也可以为开路器，其与合路器2连接后，可以将低频信号的相位改变0°。其具体实施过程，类似于短路器，恕不赘述。

本实用新型的多系统合路平台100的工作原理如下：

作为直通型POI，其主要目的是使能量还足够继续传输的直通信号从天馈端口1传输到天馈端口2(或者从天馈端口2传输到天馈端口1)，而后与其他被放大的中继信号一同通过馈线进行传输覆盖。在本实施方式中，所有的直通信号的直通方式是相同的，因而，以下以CDMA800频段的信源信号作为代表描述低频信号的直通方式。

从图3可以看出，该多系统接入平台100的两个天馈端口是对称的，也即从天馈端口2传输到天馈端口1与从天馈端口ANT1传输到天馈端口ANT2的效果是一样的。因而在本实施方式中，只分析信号从天馈端口ANT1传输到天馈端口ANT2的情况。

所述短路器4接在CDMA800信源端口101上，直通的CDMA800信号从天馈端口ANT1传输进该多系统接入平台100的3dB电桥3后，由3dB电桥3的两个端口分别输出两个幅度相等，相位差为90度的信号(忽略3dB电桥的主线损耗，每个输出信号的功率为输入的直通信号的1/2)。为便于描述，由3dB电桥3输出的两个信号记为第一信号(相位为-90°，在图中以正体表示)和第二信号(相位为-180°，在图中以斜体表示)。所述第一信号和第二信号分别向对应的合路器2传输，并在合路器2处发生反射，第一信号和第二信号发生反射后，各发生180°的相位变化，也即第一信号和第二信号分别变为第一信号＇(相位为-270°)和第二信号＇(相位为0°)。在其他实施方式中，例如，CDMA800信源端口接开路器时，第一信号和第二信号也发生反射，但相位变化为0°。

第一信号＇和第二信号＇再一次向3dB电桥3传输，并在3dB电桥3的另两个端口各生成二路信号，如此，则在天馈端口ANT1处形成0°和-180°的幅度相同、相位相反的二路信号，此二路信号相互抵消，导致天馈端口ATN1处无信号；而天馈端口ANT2处形成二路相位同为-90°的同幅度同相位信号，这两路信号相互叠加后，信号的功率等于从天馈端口ANT1输入的CDMA800信号的输入功率。

将该多系统接入平台100视为一个黑匣子，CDMA800信号的直通，实质上就是CDMA800信号从天馈ANT1传输到了天馈ANT2中，完成直通传输。而高频信号的传输则属于中继模式，类似传统型POI，按照传统型POI进行接入即可实现覆盖。

本实用新型中，所述连接器5泛指接头和/或用于实现通信器件连接的传输线缆。

为了减小加工和装配误差带来的影响，所述多系统接入平台100的信源端口优选为所述合路器2的输入端口；所述POI的天馈端口优选为所述3dB电桥3的输出端口，以保证两个通路的物理长度相一致，进而保证两条通路的相位差保持一致。

请结合图4，众所周知，在电磁波导体长度不变下，相位是频率的参数，随着频率的不同，相位产生从0°到360°的变化。因而，一旦两个通路的连接器5和端口(合路器的输入、输出端口和3dB电桥的四个端口)的总长度不一致时，则相位差也随着频率不同产生0°到360°的变化，并且该变化无法调和。因而，优选地，两个通路的连接器5和端口的总电长度保持严格一致(两个通路的端口和连接器在图4所示的虚线处对齐)，以避免其中一个通路或两个通路的信号出现相位的变化，进而保证两条通路信号的相位差保持一致。

为了维持相位差不变，优选两个合路器2的电长度和反射相位相同，以保证两条通路的相位差一致。

然而，由于理想形式的相同不可能存在，尤其是滤波形式的合路器2没有相同的电磁场，难以做到两个合路器2的电长度和反射相位严格一致。一般地，在保持物理长度一致的情况下，例如输入端口、输出端口、腔体传输部分分别保持一致，通过合路器2内部的谐振电路(未图示)例如调谐螺杆来微调合路器2的传输相位，以达到两条通路的相位差保持一致的目的，进而实现本实用新型的POI的直通功能。

综上所述，本实用新型的多系统合路平台100，设有分别用于接入中继信号和直通信号的信源端口和天馈端口，将中继信号和直通信号分别从信源端口和天馈端口输入，在经过该多系统接入平台的相位翻转器4、合路器2及正交电桥3的作用下，合路从另外的天馈端口输出，进行信号覆盖传输。该多系统接入平台100的相位翻转器4可根据需要，灵活设置在可以直通的系统信号的信源端口，突破了传统的直通方式只能直通低频系统信号或只能直通高频系统信号的局限，可以实现任意系统的直通。换句话说，本实用新型的多系统接入平台100可以根据需要，选择直通或中继的功能，具有自适应性。

此外，由于减少了后级合路器及其连接器的使用，该多系统接入平台100的尺寸得以减小、成本较低，插损较小、性能优越，而且只有一个型号，便于仓储和运输。

虽然上面已经示出了本实用新型的一些示例性实施例，但是本领域的技术人员将理解，在不脱离本实用新型的原理或精神的情况下，可以对这些示例性实施例做出改变，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种多系统接入平台，其特征在于包括：机箱，设于所述机箱内的两个合路器及正交电桥；其中，所述机箱设有至少一个第一信源端口，至少一个其上设有相位翻转器的第二信源端口，及两个天馈端口；所述合路器的输入端与所述第一、第二信源端口连接，所述正交电桥的两个端口与两个所述合路器的输出端一一对应连接，所述正交电桥的另外两个端口一一对应连接到两个所述天馈端口上。

2.根据权利要求1所述的多系统接入平台，其特征在于，两个所述合路器与正交电桥之间形成两条通路，并且两条通路的总电长度相互一致。

3.根据权利要求2所述的多系统接入平台，其特征在于，两个所述合路器反射的信号的相位差保持一致。

4.根据权利要求3所述的多系统接入平台，其特征在于，两个所述合路器的端口结构相一致。

5.根据权利要求4所述的多系统接入平台，其特征在于，所述合路器由多个滤波器组成，组成一个合路器的多个滤波器，其抽头尺寸、接头尺寸、电长度及端口排列的对齐方式相一致。

6.根据权利要求1所述的多系统接入平台，其特征在于，所述合路器具有多个输入端口，所述多个输入端口一一对应连接多个所述信源端口。

7.根据权利要求1所述的多系统接入平台，其特征在于，所述相位翻转器为开路器或短路器。

8.根据权利要求1所述的多系统接入平台，其特征在于，还包括设于所述合路器内的谐振电路。