CN205005050U - 一种无线信号保障装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种无线信号保障装置，涉及无线信号通信与物联网领域。该无线信号保障装置包括：天线、与所述天线连接的放大电路和与所述放大电路连接的通讯器；所述天线接收基站的下行信号经所述放大电路放大后，通过所述通讯器发送至采集终端；所述通讯器接收采集终端采集的上行信号经所述放大电路放大后，通过所述天线发送至基站。本实用新型的无线信号保障装置能有效提高抄表采集终端设备的信号，解决无线信号不足的问题，且成本较低安装方便。

Description

一种无线信号保障装置

技术领域

本实用新型涉及无线信号通信与物联网领域，特别是指一种无线信号保障装置。

背景技术

现有的电力抄表系统为了解决地下室等信号盲点区域的信号问题，通过建设室内分布或者宏基站的方式，通过直放站将天线不断拉远或者在需要信号覆盖周边建设宏基站，从而覆盖需要解决信号的区域。

但是通过直放站或者RRH(RemoteRadioHead，射频拉远头)等方式，近端放在基站机房内，远端放在需要解决信号覆盖区域，并通过光缆连接远端和天馈部分，整个施工过程成本较高，安装较为麻烦，如果覆盖盲点较多，单独为了电力抄表去大范围布放直放站及RRH，在设备紧张、成本收紧的情况下很难去开展。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种无线信号保障装置，能有效提高抄表采集终端设备的信号，解决无线信号不足的问题，且成本较低安装方便。

为达到上述目的，本实用新型的实施例提供一种无线信号保障装置，包括：

天线、与所述天线连接的放大电路和与所述放大电路连接的通讯器；

所述天线接收基站的下行信号经所述放大电路放大后，通过所述通讯器发送至采集终端；所述通讯器接收采集终端采集的上行信号经所述放大电路放大后，通过所述天线发送至基站。

其中，所述放大电路包括：第一双工器、第二双工器、第一低噪声放大器和第二低噪声放大器；其中，

所述第一双工器的第一端与所述天线连接，所述第一双工器的第二端与所述第一低噪声放大器的第一端连接，所述第一低噪声放大器的第二端与所述第二双工器的第一端连接，所述第二双工器的第二端与所述第二低噪声放大器的第一端连接，所述第二低噪声放大器的第二端与所述第一双工器的第三端连接，所述第二双工器的第三端与所述通讯器连接。

其中，所述放大电路还包括：设置于所述第一低噪声放大器和所述第二双工器之间的第一滤波器和第一功率放大器；设置于所述第二低噪声放大器和所述第一双工器之间的第二滤波器和第二功率放大器；

所述第一滤波器的第一端与所述第一低噪声放大器的第二端连接，所述第一滤波器的第二端与所述第一功率放大器的第一端连接，所述第一功率放大器的第二端与所述第二双工器的第一端连接；

所述第二滤波器的第一端与所述第二低噪声放大器的第二端连接，所述第二滤波器的第二端与所述第二功率放大器的第一端连接，所述第二功率放大器的第二端与所述第一双工器的第三端连接。

其中，所述放大电路还包括：

与所述第一低噪声放大器的第三端连接的第一控制电路；

与所述第一功率放大器的第三端连接的第二控制电路；

与所述第二低噪声放大器的第三端连接的第三控制电路；

与所述第二功率放大器的第三端连接的第四控制电路；其中，

所述第一控制电路、所述第二控制器、所述第三控制器和所述第四控制器均包括一自动电平控制电路和一自动增益控制电路。

其中，所述放大电路还包括：

设置于所述第一功率放大器和所述第二双工器之间的监控器，所述监控器的第一端与所述第一功率放大器的第二端连接，所述监控器的第二端与所述第二双工器的第一端连接。

其中，所述通讯器为通用分组无线服务技术GPRS通讯器。

本实用新型的上述技术方案的有益效果如下：

本实用新型实施例的无线信号保障装置，天线接收来自基站的下行信号，通过放大电路放大后经通讯器发送至采集终端，该下行信号作为触发信号触发采集终端采集电表的电能数据。采集终端将采集到的电表的电能数据作为上行信号发送至无线信号保障装置的通讯器，通讯器接收该上行信号，通过放大电路放大后经天线发送至基站。该无线信号保障装置，结构简单，天线、放大电路以及通讯器能够构成一体化天线，有效提高抄表采集终端设备的信号，解决无线信号不足的问题，且成本较低安装方便。

附图说明

图1为本实用新型实施例的无线信号保障装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的无线信号保障装置的具体结构示意图一；

图3为本实用新型实施例的无线信号保障装置的具体结构示意图二；

图4为本实用新型实施例的无线信号保障装置的具体结构示意图三；

图5为本实用新型实施例的无线信号保障装置的具体结构示意图四。

具体实施方式

为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本实用新型针对现有的方法设备安装麻烦、成本高的问题，提供一种无线信号保障装置，能有效提高抄表采集终端设备的信号，解决无线信号不足的问题，且成本较低安装方便。

如图1所示，本实用新型的实施例的一种无线信号保障装置，包括：

天线、与所述天线连接的放大电路和与所述放大电路连接的通讯器；

所述天线接收基站的下行信号经所述放大电路放大后，通过所述通讯器发送至采集终端；所述通讯器接收采集终端采集的上行信号经所述放大电路放大后，通过所述天线发送至基站。

通过上述内容可知，该实施例的无线信号保障装置，天线接收来自基站的下行信号，通过放大电路放大后经通讯器发送至采集终端，该下行信号作为触发信号触发采集终端采集电表的电能数据。采集终端将采集到的电表的电能数据作为上行信号发送至无线信号保障装置的通讯器，通讯器接收该上行信号，通过放大电路放大后经天线发送至基站。该无线信号保障装置，结构简单，天线、放大电路以及通讯器能够构成一体化天线，有效提高抄表采集终端设备的信号，解决无线信号不足的问题，且成本较低安装方便。

其中，所述通讯器为通用分组无线服务技术GPRS通讯器。

其中，如图2所示，所述放大电路包括：第一双工器、第二双工器、第一低噪声放大器和第二低噪声放大器；其中，

所述第一双工器的第一端与所述天线连接，所述第一双工器的第二端与所述第一低噪声放大器的第一端连接，所述第一低噪声放大器的第二端与所述第二双工器的第一端连接，所述第二双工器的第二端与所述第二低噪声放大器的第一端连接，所述第二低噪声放大器的第二端与所述第一双工器的第三端连接，所述第二双工器的第三端与所述通讯器连接。

第一双工器通过天线接收来自基站的下行信号，输出该下行信号后通过第一低噪声放大器输入第二双工器的下行信号输入端也就是第二双工器的第一端，第二双工器第二端与通讯器连接进行通信，将下行信号作为触发信号触发采集终端采集电表的电能数据。采集终端将采集到的电表的电能数据作为上行信号发送至通讯器，通讯器将该上行信号传递至第二双工器，第二双工器输出该上行信号通过第二低噪声放大器后输入第一双工器的上行信号输入端也就是第一双工器的第三端，第一双工器通过天线发送上行信号至基站。

应该知道的是，上述实施例的无线信号保障装置接收到来自基站的下行信号时，经过低噪放大，由于放大信号的同时，也会放大噪声，因此，如图3所示，在上述实施例的基础上，本实用新型实施例的无线信号保障装置中，所述放大电路还包括：设置于所述第一低噪声放大器和所述第二双工器之间的第一滤波器和第一功率放大器；设置于所述第二低噪声放大器和所述第一双工器之间的第二滤波器和第二功率放大器；

所述第一滤波器的第一端与所述第一低噪声放大器的第二端连接，所述第一滤波器的第二端与所述第一功率放大器的第一端连接，所述第一功率放大器的第二端与所述第二双工器的第一端连接；

所述第二滤波器的第一端与所述第二低噪声放大器的第二端连接，所述第二滤波器的第二端与所述第二功率放大器的第一端连接，所述第二功率放大器的第二端与所述第一双工器的第三端连接。

由此，在第一低噪声放大器和第二双工器之间设置的第一滤波器和第一功率放大器，将经第一低噪声放大器放大的下行信号通过第一滤波器滤掉带外杂波后再经过第一功率放大器放大功率，进一步提升了下行信号质量。同样的，在第二低噪声放大器和第一双工器之间设置的第二滤波器和第二功率放大器，能够将经第二低噪声放大器放大的下行信号通过第二滤波器滤掉带外杂波后再经过第二功率放大器放大功率，进一步提升了上行信号质量。

考虑到空间信号传输过程中的衰落效应，如图4所示，在上述实施例的基础上，本实用新型实施例的无线信号保障装置中，所述放大电路还包括：

与所述第一低噪声放大器的第三端连接的第一控制电路；

与所述第一功率放大器的第三端连接的第二控制电路；

与所述第二低噪声放大器的第三端连接的第三控制电路；

与所述第二功率放大器的第三端连接的第四控制电路；其中，

所述第一控制电路、所述第二控制器、所述第三控制器和所述第四控制器均包括一自动电平控制电路和一自动增益控制电路。

通过在第一低噪声放大器、第一功率放大器、第二低噪声放大器、第二功率放大器分别连接相应的控制电路，利用控制电路中自动电平控制电路ALC以及自动增益控制电路MGC，达到信道增益平衡和输出自动稳幅功能。

除了上述内容，如图5所示，本实用新型另一实施例的无线信号保障装置，在上述实施例的基础上，所述放大电路还包括：

设置于所述第一功率放大器和所述第二双工器之间的监控器，所述监控器的第一端与所述第一功率放大器的第二端连接，所述监控器的第二端与所述第二双工器的第一端连接。

该实施例中，在第一功率放大器和第二双工器之间增设了监控器，该监控器通过检测信号强度了解当前电平值，在电平值达到告警条件如低于电力抄表终端最低电平时，会触发监控器进行告警。监控器可以通过发送短信至预设的固定号码进行告警，也可以通过发送特定告警信号进行告警等。从而，可以在电力反馈问题之前提前排查并处理，保障了电力抄表系统的稳定工作，提升了设备服务能力。

应该了解的是，在本实用新型实施例的无线信号保障装置中，天线的功能通讯器也是可以实现的。而且，为了更好的实现信号的传递，各电路之间是通过射频电缆线连接的。

在本实用新型实施例的无线信号保障装置的实际应用中，该装置的小范围覆盖区域(小于10平方米)使用不会对运营商基站造成实质性影响。在测试中，无线信号保障装置(10dBm)的上行最大增益为GRX＝15dB，下行最大增益为GTX＝20dB，最大噪声系数为NF＝5dB。假设基站输出功率为43dBm，该装置达到最大输出的时候，下行端口信号最大为Pout-GTX＝10dBm(10mW)-20dB＝-10dBm，此时从基站到保障装置的最小路径损耗为Ls＝PBTS-(-10dBm)＝43-(-10)＝53dB。保障装置的上行输出低噪声电平为PNRX＝PN+GRX+NF＝-124+15+5＝-104dBm(其中，PN为常温下200kHz带宽的环境白噪声-124dBm)，则保障装置上行输出低噪声到达基站上行输入端的噪声功率为：PNBTS＝PNRX-Ls＝-104dBm-53dB＝-157dBm＜-124dBm，保障装置噪声电平淹没在环境噪声之下。多个无线信号保障装置的RX噪声电平会产生功率叠加，当同扇区内保障装置的数量达到500个以上的时候，其叠加的低噪声电平接近-124dBm，才会达到对基站通信产生影响的临界状态，才能影响基站同扇区的RX接收灵敏度；一般情况下，同扇区信号覆盖下所安装的保障装置远小于500个，因此不会对基站造成干扰。

综上所述，本实用新型实施例是无线信号保障装置具有以下优点：

1)天线、放大电路以及通讯器能够构成一体化天线，有效提高抄表采集终端设备的信号，解决无线信号不足的问题，且成本较低安装方便；

2)当接收到来自基站的下行信号时，经过低噪放大，滤波器滤除掉带外杂波后，再经过功放器放大功率，经双工器输出到通讯器，完成信号下行通道功能；无线信号保障装置接收到通讯器输出的上行信号后，经过低噪声放大、滤波和功率放大，由双工器将上行信号传送到基站，完成信号上行通道功能，进一步提升了信号质量；

3)考虑到空间信号传输过程的衰落效应，在上、下行通道中分别加有MGC和ALC电路，达到信道增益平衡和输出自动稳幅功能；

4)通过监控器检测信号强度了解当前电平值，当设备出现问题时，会自动发送设备告警，根据设备告警短信可以了解问题原因，保障系统稳定工作，提升设备服务能力。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种无线信号保障装置，其特征在于，包括：

天线、与所述天线连接的放大电路和与所述放大电路连接的通讯器；

所述天线接收基站的下行信号经所述放大电路放大后，通过所述通讯器发送至采集终端；所述通讯器接收采集终端采集的上行信号经所述放大电路放大后，通过所述天线发送至基站。

2.如权利要求1所述的无线信号保障装置，其特征在于，所述放大电路包括：第一双工器、第二双工器、第一低噪声放大器和第二低噪声放大器；其中，

所述第一双工器的第一端与所述天线连接，所述第一双工器的第二端与所述第一低噪声放大器的第一端连接，所述第一低噪声放大器的第二端与所述第二双工器的第一端连接，所述第二双工器的第二端与所述第二低噪声放大器的第一端连接，所述第二低噪声放大器的第二端与所述第一双工器的第三端连接，所述第二双工器的第三端与所述通讯器连接。

3.如权利要求2所述的无线信号保障装置，其特征在于，所述放大电路还包括：设置于所述第一低噪声放大器和所述第二双工器之间的第一滤波器和第一功率放大器；设置于所述第二低噪声放大器和所述第一双工器之间的第二滤波器和第二功率放大器；

所述第一滤波器的第一端与所述第一低噪声放大器的第二端连接，所述第一滤波器的第二端与所述第一功率放大器的第一端连接，所述第一功率放大器的第二端与所述第二双工器的第一端连接；

所述第二滤波器的第一端与所述第二低噪声放大器的第二端连接，所述第二滤波器的第二端与所述第二功率放大器的第一端连接，所述第二功率放大器的第二端与所述第一双工器的第三端连接。

4.如权利要求3所述的无线信号保障装置，其特征在于，所述放大电路还包括：

与所述第一低噪声放大器的第三端连接的第一控制电路；

与所述第一功率放大器的第三端连接的第二控制电路；

与所述第二低噪声放大器的第三端连接的第三控制电路；

与所述第二功率放大器的第三端连接的第四控制电路；其中，

所述第一控制电路、所述第二控制器、所述第三控制器和所述第四控制器均包括一自动电平控制电路和一自动增益控制电路。

5.如权利要求3所述的无线信号保障装置，其特征在于，所述放大电路还包括：

设置于所述第一功率放大器和所述第二双工器之间的监控器，所述监控器的第一端与所述第一功率放大器的第二端连接，所述监控器的第二端与所述第二双工器的第一端连接。

6.如权利要求1所述的无线信号保障装置，其特征在于，所述通讯器为通用分组无线服务技术GPRS通讯器。