CN204350307U - 一种适用于较大区域的室内信号分布的干线放大器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适用于较大区域的室内信号分布的干线放大器，它包括定向耦合器、无线modem、监控模块、一体化模块、基站端双工器、用户端双工器，所述的一体化模块包括上行低噪放大电路和下行功放电路。本实用新型用于补偿微蜂窝室内分布系统和无线接入室内分布系统主干电缆的信号损耗，双向放大上、下行链路信号，提高话音质量，有效填补基站信号覆盖盲区，扩大覆盖范围，适用于高层建筑（大厦）、地下建筑、隧道、机场等较大区域的室内信号分布，并且适用于CDMA、GSM、DCS和LTE等移动通信系统。

Description

一种适用于较大区域的室内信号分布的干线放大器

技术领域

本实用新型涉及一种适用于较大区域的室内信号分布的干线放大器。

背景技术

干线放大器(简称干放)主要用于补偿微蜂窝室内分布系统和无线接入室内分布系统主干电缆的信号损耗，双向放大上、下行链路信号，提高话音质量，有效填补基站信号覆盖盲区，扩大覆盖范围。它是基站信号覆盖的一种有效补充,由于具有体积小、重量轻、安装便利、覆盖效果良好等优点广泛适用于CDMA、GSM、DCS和LTE等移动通信系统。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种适用于多种移动通信系统的提高干放的输出功率并有效补偿LTE室内射频分布系统主干电缆的信号损耗的干线放大器，适用于高层建筑（大厦）、地下建筑、隧道、机场等较大区域的室内信号分布。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种适用于较大区域的室内信号分布的干线放大器，它包括定向耦合器、无线modem、监控模块、一体化模块、基站端双工器、用户端双工器，所述的一体化模块包括上行低噪放大电路和下行功放电路；

干线放大器的施主端接收来自施主天线的下行信号并通过定向耦合器的输入端输入，定向耦合器的主干端与基站端双工器连接，基站端双工器的下行输出端与功放电路连接，功放电路的输出端与用户端双工器连接，用户端双工器的下行输出端通过干线放大器的重发端合路到用户天线；

干线放大器的重发端接收来自用户天线的上行信号并通过用户端双工器分离后输入，用户端双工器的上行输出端与低噪放大电路连接，低噪放大电路的输出端与基站端双工器连接，基站端双工器的上行输出端依次通过定向耦合器和干线放大器的施主端合路到施主天线；

监控模块与一体化模块连接，监控模块还通过无线modem与定向耦合器的耦合端连接，监控模块还通过RS232接口与本地操作维护系统连接；监控模块还通过主从通信口与外部告警模块连接；

所述的本地操作维护系统用于对设备进行增益设置以及对设备进行状态和参数的查询；

所述的监控模块监控的数据包括下行输出端口的驻波、下行的输入功率和下行的输出功率等查询和控制参数。

所述的定向耦合器为50dB定向耦合器。

一种适用于较大区域的室内信号分布的干线放大器还包括一个远程操作维护中心，所述的监控模块通过短信的方式与远程操作维护中心进行通信。

一种适用于较大区域的室内信号分布的干线放大器还包括一个电源模块，所述的电源模块通过干线放大器的交流输入端接收来自外部的交流输入，所述的电源模块的多个供电端分别与监控模块和一体化模块连接。

所述的上行信号的最大输出功率为-10+1dBm。

所述的下行信号的最大输出功率为43+1dBm。

所述的监控模块包括一个单片机，单片机的型号为C8051F340。

所述的一体化模块包括小信号板和功放板，所述的小信号板包括上行低噪放电路、下行小信号放大电路和微控制器；

所述的上行低噪放电路包括LNA电路、第一微波射频放大电路、第二微波射频放大电路、第三微波射频放大电路、第一控制衰减电路、第二控制衰减电路、滤波器L1和滤波器L2，上行低噪放电路的上行输入端与LNA电路连接，LNA电路的输出端与第一微波射频放大电路连接，第一微波射频放大电路的输出端与滤波器L1连接，滤波器L1的输出端与第一控制衰减电路连接，第一控制衰减电路的输出端与第二微波射频放大电路连接，第二微波射频放大电路的输出端与滤波器L2连接，滤波器L2的输出与第二控制衰减电路连接，第二控制衰减电路的输出端与第三微波射频放大电路连接，第三微波射频放大电路的输出端输出上行信号；

所述的下行小信号放大电路包括第四微波射频放大电路、第五微波射频放大电路、第三控制衰减电路、第四控制衰减电路、滤波器L3和滤波器L4，下行小信号放大电路的下行输入端与滤波器L3连接，滤波器L3的输出端与第三控制衰减电路连接，第三控制衰减电路的输出与第四控制衰减电路连接，第四控制衰减电路的输出与第四微波射频放大电路连接，第四微波射频放大电路的输出与滤波器L4连接，滤波器L4的输出与第五微波射频放大电路连接，第五微波射频放大电路的输出与功放板的输入端连接；

所述的功放板包括第一PA电路、第二PA电路、第三PA电路、3dB电桥、合路器CBN、隔离器、第五控制衰减电路和检波电路D1，功放板的下行输入端与第一PA电路连接，第一PA电路与3dB电桥的输入端连接，3dB电桥的两路输出端分别与第二PA电路和第三PA电路连接，第二PA电路和第三PA电路的输出端均与合路器CBN连接，合路器CBN与隔离器的输入端连接、隔离器的输出端与功放板的下行输出端连接，隔离器的隔离端经过第五控制衰减电路、检波电路D1与微控制器的反射信号采集端连接；

第三微波射频放大电路的输出端还依次通过上行输出信号取样电阻R2、第六微波射频放大电路和检波电路D3，分别与第一ALC电路和微控制器的上行信号采集端连接，第一ALC电路与第一控制衰减电路连接，微控制器的上行信号控制端与第二控制衰减电路连接；

滤波器L3的输出端还依次通过下行输入信号取样电阻R3、第七微波射频放大电路和检波电路D4与微处理器的下行输入信号采集端连接；

3dB电桥的负载电阻R1与第六控制衰减电路输入端连接，第六控制衰减电路输出端与和检波电路D2连接，检波电路D2分别连接至微控制器的下行输出信号采集端和第二ALC电路，第二ALC电路的输出端与第四控制衰减电路连接，微控制器下行控制输出端与第三控制衰减电路连接；

微控制器的通信信号端与小信号板的通信接口连接。

所述的本地操作维护系统用于对设备进行增益设置以及对设备进行状态和参数的查询。

本实用新型的有益效果是：（1）本实用新型实现了上下行双向通信：对于下行链路，通过定向耦合器从基站引入下行信号，直接进入一体化模块进行处理，最后通过重发端输出给用户；对于上行链路，由用户天线引入的上行信号通过用户端双工器进入一体化模块，最后通过施主端输出至施主天线；（2）本实用新型将上行低噪放大电路和下行功放电路一体化，具有体积小、重量轻的优点；（3）本实用新型具有监控功能，设置于施主端的定向耦合器将基站信号耦合一部分至无线Modem中，通过双向链路使得无线Modem可以和本地基站进行通信以达到将设备信息通过无线基站及时反馈到远程监控中心的作用；（4）本实用新型的监控模块具备下行输出端口驻波告警及下行输入、输出低功率告警功能，功率告警门限可设置；（5）本实用新型具有本地操作维护系统和远程操作维护中心两种方式对监控模块进行数据查询和条件设置；（6）本实用新型广泛适用于CDMA、GSM、DCS和LTE等移动通信系统；（7）本实用新型用于补偿微蜂窝室内分布系统和无线接入室内分布系统主干电缆的信号损耗，双向放大上、下行链路信号，提高话音质量，有效填补基站信号覆盖盲区，扩大覆盖范围，适用于高层建筑（大厦）、地下建筑、隧道、机场等较大区域的室内信号分布。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为一体化模块结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。

如图1所示，一种适用于较大区域的室内信号分布的干线放大器，它包括定向耦合器、无线modem、监控模块、一体化模块、基站端双工器、用户端双工器，所述的一体化模块包括上行低噪放大电路和下行功放电路；

干线放大器的施主端接收来自施主天线的下行信号并通过定向耦合器的输入端输入，定向耦合器的主干端与基站端双工器连接，基站端双工器的下行输出端与功放电路连接，功放电路的输出端与用户端双工器连接，用户端双工器的下行输出端通过干线放大器的重发端合路到用户天线；

干线放大器的重发端接收来自用户天线的上行信号并通过用户端双工器分离后输入，用户端双工器的上行输出端与低噪放大电路连接，低噪放大电路的输出端与基站端双工器连接，基站端双工器的上行输出端依次通过定向耦合器和干线放大器的施主端合路到施主天线；

监控模块与一体化模块连接，监控模块还通过无线modem与定向耦合器的耦合端连接，监控模块还通过RS232接口与本地操作维护系统连接；监控模块还通过主从通信口与外部告警模块连接；

所述的本地操作维护系统用于对设备进行增益设置以及对设备进行状态和参数的查询；

所述的监控模块监控的数据包括下行输出端口的驻波、下行的输入功率和下行的输出功率。

所述的定向耦合器为50dB定向耦合器。

一种适用于较大区域的室内信号分布的干线放大器还包括一个远程操作维护中心，所述的监控模块通过短信的方式与远程操作维护中心进行通信。

一种适用于较大区域的室内信号分布的干线放大器还包括一个电源模块，所述的电源模块通过干线放大器的交流输入端接收来自外部的交流输入，所述的电源模块的多个供电端分别与监控模块和一体化模块连接。

所述的上行信号的最大输出功率为-10+1dBm。

所述的下行信号的最大输出功率为43+1dBm。

所述的监控模块包括一个单片机，单片机的型号为C8051F340。

如图2所示，所述的一体化模块包括小信号板和功放板，所述的小信号板包括上行低噪放电路、下行小信号放大电路和单片机控制电路；

所述的上行低噪放电路包括一个LNA电路、三个微波射频放大电路即MA1、MA2和MA、两个ATT电路即ATT1和ATT2、以及两个滤波器即L1和L2，上行低噪放电路的上行输入端与LNA电路连接，LNA电路的输出端与MA1连接，MA1的输出端与L1连接，L1的输出端与ATT1连接，ATT1的输出端与MA2连接，MA2的输出端与L2连接，L2的输出与ATT2连接，ATT2的输出端与MA3连接，MA3的输出端输出上行信号；

所述的下行小信号放大电路包括两个微波射频放大电路即MA4和MA5、两个ATT电路即ATT3和ATT4、以及两个滤波器即L3和L4，下行小信号放大电路的下行输入端与L3连接，L3的输出端与ATT3连接，ATT3的输出与ATT4连接，ATT4的输出与MA4连接，MA4的输出L4连接，L4的输出与MA5连接，MA5的输出与功放板的输入端连接；

所述的功放板包括三个PA电路即PA1、PA2和PA3、一个3dB电桥、一个CBN、一个隔离器、两个ATT电路即ATT5和ATT6、两个检波电路即D1和D2、以及电阻R1，功放板的下行输入端与PA1连接，PA1与3dB电桥的输入端连接，3dB电桥的两路分别与PA2和PA3输入端连接，PA2和PA3的输出端分别连接到CBN，CBN连接至隔离器，隔离器的输出端与功放板的下行输出端连接，下行发射的信号采集端通过ATT5和D1与MCU连接；

CBN作为Doherty功放的合路器，与3dB电桥的功分配合，是实现Doherty高效功放电路的关键组成部分。

MA3电路的输出端还依次通过上行输出信号取样电阻R2、MA6和检波电路D3，分别与ALC1电路和MCU的上行信号采集端连接，ALC1电路与ATT1连接，MCU的上行信号控制端与ATT2连接；

滤波器L3的输出端还依次通过下行输入信号取样电阻R3、MA7和检波电路D4与MCU的下行输入信号采集端连接；

3dB电桥的负载电阻为R1，负载电阻R1与ATT6输入端连接、ATT6输出端与检波电路D2连接，检波电路D2分别连接至MCU的下行输出信号采集端和ALC2电路，ALC2电路与ATT4连接，MCU下行控制端与ATT3连接；

MCU的通信信号端与小信号板的通信接口连接。

用于光纤直放站和干线放大器的一体化模块电路板还包括一个贴片双工器接口和与其连接的双工器，所述的双工器的两端分别连接MA3的输出端和下行小信号电路的输入端。

用于光纤直放站和干线放大器的一体化模块电路板还包括一个预失真模块接口，所述的预失真模块接口的两端分别连接L4的输入端和L4的输出端。

用于光纤直放站和干线放大器的一体化模块电路板还包括一个电源接口，所述的电源接口通过DC/DC模块分别与功放板和MCU连接。

所述的功放板还包括一个反馈输出端，所述的反馈输出端的一路输出通过D2与MCU的上行信号采集端连接，另一路输出通过ATT6和电阻R1接地。

ATT为控制衰减器，用于调节输出噪声电平和系统增益。

所述的PA2为主功放电路，所述的PA3为峰值功放电路。

所述的合路器CBN由PA2偏移微带线、PA3偏移微带线、PA2λ/4延迟线和λ/4阻抗变换微带线组成。

所述的隔离器为微带环形器。

下行信号经基站端双工器分离进入下行功率放大器进行下行放大，再经用户端双工器合路到天馈系统，由天线辐射进行覆盖；上行收到的手机信号经用户端双工器分离进入上行低噪声放大器，再经基站端双工器合路传回基站，实现上下行双向通信。

Claims (8)

1.一种适用于较大区域的室内信号分布的干线放大器，其特征在于：它包括定向耦合器、无线modem、监控模块、一体化模块、基站端双工器、用户端双工器，所述的一体化模块包括上行低噪放大电路和下行功放电路；

干线放大器的施主端接收来自施主天线的下行信号并通过定向耦合器的输入端输入，定向耦合器的主干端与基站端双工器连接，基站端双工器的下行输出端与功放电路连接，功放电路的输出端与用户端双工器连接，用户端双工器的下行输出端通过干线放大器的重发端传送到用户天线；

干线放大器的重发端接收来自用户天线的上行信号并通过用户端双工器分离后输入，用户端双工器的上行输出端与低噪放大电路连接，低噪放大电路的输出端与基站端双工器连接，基站端双工器的上行输出端依次通过定向耦合器和干线放大器的施主端合路到施主天线；

监控模块与一体化模块连接，监控模块还通过无线modem与定向耦合器的耦合端连接，接收来自基站端的信号，实现远程通信，监控模块还通过RS232接口与本地操作维护系统连接，监控模块还通过主从通信口与外部告警模块连接；所述的监控模块监控的数据包括下行输出端口的驻波、下行的输入功率和下行的输出功率等查询和控制参数。

2.根据权利要求1所述的一种适用于较大区域的室内信号分布的干线放大器，其特征在于：所述的定向耦合器为50dB定向耦合器。

3.根据权利要求1所述的一种适用于较大区域的室内信号分布的干线放大器，其特征在于：它还包括一个远程操作维护中心，所述的监控模块通过短信的方式与远程操作维护中心进行通信。

4.根据权利要求1所述的一种适用于较大区域的室内信号分布的干线放大器，其特征在于：它还包括一个电源模块，所述的电源模块通过干线放大器的交流输入端接收来自外部的交流输入，所述的电源模块的多个供电端分别与监控模块和一体化模块连接。

5.根据权利要求1所述的一种适用于较大区域的室内信号分布的干线放大器，其特征在于：所述的上行信号的最大输出功率为-10+1dBm。

6.根据权利要求1所述的一种适用于较大区域的室内信号分布的干线放大器，其特征在于：所述的下行信号的最大输出功率为43+1dBm。

7.根据权利要求1所述的一种适用于较大区域的室内信号分布的干线放大器，其特征在于：所述的监控模块包括一个单片机，单片机的型号为C8051F340。

8.根据权利要求1所述的一种适用于较大区域的室内信号分布的干线放大器，其特征在于：所述的一体化模块包括小信号板和功放板，所述的小信号板包括上行低噪放电路、下行小信号放大电路和微控制器；

所述的上行低噪放电路包括LNA电路、第一微波射频放大电路、第二微波射频放大电路、第三微波射频放大电路、第一控制衰减电路、第二控制衰减电路、滤波器L1和滤波器L2，上行低噪放电路的上行输入端与LNA电路连接，LNA电路的输出端与第一微波射频放大电路连接，第一微波射频放大电路的输出端与滤波器L1连接，滤波器L1的输出端与第一控制衰减电路连接，第一控制衰减电路的输出端与第二微波射频放大电路连接，第二微波射频放大电路的输出端与滤波器L2连接，滤波器L2的输出与第二控制衰减电路连接，第二控制衰减电路的输出端与第三微波射频放大电路连接，第三微波射频放大电路的输出端输出上行信号；

所述的下行小信号放大电路包括第四微波射频放大电路、第五微波射频放大电路、第三控制衰减电路、第四控制衰减电路、滤波器L3和滤波器L4，下行小信号放大电路的下行输入端与滤波器L3连接，滤波器L3的输出端与第三控制衰减电路连接，第三控制衰减电路的输出与第四控制衰减电路连接，第四控制衰减电路的输出与第四微波射频放大电路连接，第四微波射频放大电路的输出与滤波器L4连接，滤波器L4的输出与第五微波射频放大电路连接，第五微波射频放大电路的输出与功放板的输入端连接；

所述的功放板包括第一PA电路、第二PA电路、第三PA电路、3dB电桥、合路器CBN、隔离器、第五控制衰减电路和检波电路D1，功放板的下行输入端与第一PA电路连接，第一PA电路与3dB电桥的输入端连接，3dB电桥的两路输出端分别与第二PA电路和第三PA电路连接，第二PA电路和第三PA电路的输出端均与合路器CBN连接，合路器CBN与隔离器的输入端连接、隔离器的输出端与功放板的下行输出端连接，隔离器的隔离端经过第五控制衰减电路、检波电路D1与微控制器的反射信号采集端连接；

第三微波射频放大电路的输出端还依次通过上行输出信号取样电阻R2、第六微波射频放大电路和检波电路D3，分别与第一ALC电路和微控制器的上行信号采集端连接，第一ALC电路与第一控制衰减电路连接，微控制器的上行信号控制端与第二控制衰减电路连接；

滤波器L3的输出端还依次通过下行输入信号取样电阻R3、第七微波射频放大电路和检波电路D4与微处理器的下行输入信号采集端连接；

3dB电桥的负载电阻R1与第六控制衰减电路输入端连接，第六控制衰减电路输出端与和检波电路D2连接，检波电路D2分别连接至微控制器的下行输出信号采集端和第二ALC电路，第二ALC电路的输出端与第四控制衰减电路连接，微控制器下行控制输出端与第三控制衰减电路连接；

微控制器的通信信号端与小信号板的通信接口连接。