CN205071001U - Led照明装置和基于led照明装置的信号放大系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种LED照明装置和基于LED照明装置的信号放大系统，包括：第一天线、第二天线、信号放大单元、LED发光单元和LED驱动电源；其中LED驱动电源分别与LED发光单元和信号放大单元连接，用于驱动LED发光单元照明以及为信号放大单元供电；第一天线设置在LED照明装置的内部或外部，第二天线设置在LED照明装置的内部或外部，且第一天线与第二天线分别与信号放大单元连接。本实用新型提供的LED照明装置和基于LED照明装置的信号放大系统克服了现有技术中信号放大器的安装方式造成的信号衰减及需要为信号放大单元单独供电的技术问题。

Description

LED照明装置和基于LED照明装置的信号放大系统

技术领域

本实用新型涉及照明技术，尤其涉及一种LED照明装置和基于LED照明装置的信号放大系统。

背景技术

发光二极管(LightEmittingDiode，简称LED)是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。LED灯由于具有节能、环保、可光控、实用性强、稳定性高、响应时间短、长寿命等很多优点，在提倡低碳生活的今天已经广泛应用于各种照明领域。随着智能技术的发展，对智能家庭环境中的终端设备的智能化要求也日益提高，如何整合资源，增强LED灯的功能应用，使家庭智能设备更简化更集成，成为当下智能技术的发展要求。

另外，建筑物内的手机信号加强也是现代生活的重要方面，但是，基于移动通信无线传播的阴影效应，在高层建筑的背后或中间楼层会形成移动通信的信号盲区。此外，由于建筑物等对电磁波的屏蔽效应，一些封闭的建筑物内也存在信号盲区，这些因素都将导致用户设备无法正常接收移动通信信号。为了解决该问题，现有技术中通常在移动通信信号的盲区或较弱区域设置手机信号加强器。手机信号放大器由两根天线和信号放大单元组成。其中，一根天线放置在户外或者已知手机信号强的区域，另一根天线放置在室内或需要加强信号的区域。两根天线分别通过射频同轴线缆连接到信号放大单元的端口，由信号放大单元对信号进行放大处理。为了保证信号放大单元能够正常工作，信号放大单元通常设置在室内，并需要通过外部电源对该信号放大单元进行供电。

然而，现有的手机信号放大器虽然可以将手机信号进行放大，但是在手机信号放大器的安装过程中，需要在天线与信号放大单元之间铺设较长的射频同轴线缆，不仅存在铺设繁琐、信号随着线缆的增长快速衰减的问题，还存在信号放大单元需要单独的外部电源供电的问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种LED照明装置和基于LED照明装置的信号放大系统，以克服现有技术中信号放大器的安装方式造成的信号衰减及需要为信号放大单元单独供电的技术问题。

本实用新型提供一种LED照明装置，包括：第一天线、第二天线、信号放大单元、LED发光单元和LED驱动电源；其中

所LED驱动电源分别与所述LED发光单元和所述信号放大单元连接，用于驱动所述LED发光单元照明以及为所述信号放大单元供电；

所述第一天线设置在所述LED照明装置的内部或外部，所述第二天线设置在所述LED照明装置的内部或外部，且所述第一天线与所述第二天线分别与所述信号放大单元连接；

所述第一天线用于接收基站信号，并将所述基站信号经所述信号放大单元发送至所述第二天线，所述第二天线用于接收经所述信号放大单元发送的基站信号，并将所述基站信号发送给终端；

所述第二天线还用于接收终端信号，并将所述终端信号经所述信号放大单元发送至所述第一天线，所述第一天线还用于接收经所述信号放大单元发送的终端信号，并将所述终端信号发送给所述基站。

如上所述的LED照明装置，所述信号放大单元包括第一双工器、第二双工器、下行链路和上行链路；

所述第一双工器分别与所述第一天线、所述下行链路的输入端和所述上行链路的输出端连接；

所述第二双工器分别与所述第二天线、所述下行链路的输出端和所述上行链路的输入端连接。

如上所述的LED照明装置，所述下行链路包括第一功率控制单元，以及依次连接的第一低噪声放大器、第一滤波器、第一信号放大器、第一耦合器、第一隔离器；

其中，所述第一低噪声放大器的输入端与所述第一双工器的输出端连接，所述第一隔离器的输出端与所述第二双工器的输入端连接；

所述第一功率控制单元的功率比较器输入端口与所述第一耦合器的耦合端口连接，所述第一功率控制单元的功率比较器输出端口与所述第一信号放大器的功率控制端口连接。

如上所述的LED照明装置，所述上行链路包括第二功率控制单元，以及依次连接的第二低噪声放大器、第二滤波器、第二信号放大器、第二耦合器、第二隔离器；

其中，所述第二低噪声放大器的输入端与所述第二双工器的输出端连接，所述第二隔离器的输出端与所述第一双工器的输入端连接；

所述第二功率控制单元的功率比较器输入端口与所述第二耦合器的耦合端口连接，所述第二功率控制单元的功率比较器输出端口与所述第二信号放大器的功率控制端口连接。

如上所述的LED照明装置，所述第一天线与所述第一双工器的射频端口连接，所述第二天线与所述第二双工器的射频端口连接。

如上所述的LED照明装置，所述LED照明装置为LED灯。

本实用新型还提供一种基于LED照明装置的信号放大系统，包括：

基站、终端、多个如上所述的LED照明装置；

其中，各所述LED照明装置分布在不同位置；

各所述LED照明装置用于接收基站信号、终端信号，并对所述基站信号、所述终端信号进行放大；

各所述LED照明装置还用于接收其它LED照明装置发送的放大后的终端信号、基站信号，并对所述放大后的终端信号、基站信号进行放大处理；

所述终端用于接收距离所述终端的距离小于第一预设距离的所述LED照明装置放大后的所述基站信号；

所述基站用于接收距离所述基站的距离小于第二预设距离的所述LED照明装置放大后的所述终端信号。

本实用新型提供的LED照明装置包第一天线、第二天线、信号放大单元、LED发光单元和LED驱动电源；LED驱动电源分别与LED发光单元和信号放大单元连接，用于驱动LED发光单元照明以及为信号放大单元供电；第一天线设置在LED照明装置的内部，第二天线设置在LED照明装置的内部，且第一天线与第二天线分别与信号放大单元连接，实现了将信号放大功能整合到LED照明装置中，集照明和信号放大于一体；第一天线、第二天线和信号放大单元均设置在LED照明装置的内部，无需铺设长距离的射频线缆，连接方式简单，避免了终端信号的衰减；直接采用LED驱动电源为信号放大单元供电，无需为信号放大单元单独供电，此外，天线设置在户内，避免了雷击等造成的天线的损坏，降低了成本，保证了信号放大的连续性。

附图说明

图1为本实用新型LED照明装置的结构示意图一；

图2为本实用新型LED照明装置的结构示意图二；

图3为本实用新型的信号放大单元的结构示意图一；

图4为本实用新型的信号放大单元的结构示意图二；

图5为本实用新型的基于LED照明装置的信号放大系统示意图一。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1为本实用新型LED照明装置的结构示意图一，参见图1，本实施例的LED照明装置1，包括：

第一天线11、第二天线12、信号放大单元13、LED发光单元14和LED驱动电源15；

LED驱动电源15分别与LED发光单元14和信号放大单元13连接，用于驱动LED发光单元14照明以及为信号放大单元13供电；第一天线11设置在LED照明装置1的内部，第二天线12设置在LED照明装置1的内部，且第一天线11与第二天线12分别与信号放大单元13连接；

第一天线11用于接收基站信号，并将基站信号经信号放大单元13发送至第二天线12，第二天线12用于接收经信号放大单元13发送的基站信号，并将基站信号发送给终端；

第二天线12还用于接收终端信号，并将终端信号经信号放大单元13发送至第一天线11，第一天线11还用于接收经信号放大单元13发送的终端信号，并将终端信号发送给基站。

在本实施例中，LED照明装置可以为LED灯，本实施例对LED灯的结构不做限定，只要该LED灯具有第一天线、第二天线以及信号放大单元的设置空间即可，均适用于本实用新型。LED发光单元及LED驱动电源的结构及原理为本领域技术人员所熟知，在此不做累述。

本实施例中的LED照明装置第一天线11和第二天线12均可以同时接收基站信号和终端信号，第一天线11接收的终端信号被隔离，基站信号被信号放大单元13放大，放大后的基站信号发送至第二天线12，最终发送至终端；第二天线12接收的基站信号被隔离，终端信号被信号放大单元13放大，放大后的终端信号发送至第一天线11，最终发送至基站。

本实施例提供的LED照明装置包第一天线、第二天线、信号放大单元、LED发光单元和LED驱动电源；LED驱动电源分别与LED发光单元和信号放大单元连接，用于驱动LED发光单元照明以及为信号放大单元供电；第一天线设置在LED照明装置的内部，第二天线设置在LED照明装置的内部，且第一天线与第二天线分别与信号放大单元连接，实现了将信号放大功能整合到LED照明装置中，集照明和信号放大于一体；第一天线、第二天线和信号放大单元均设置在LED照明装置的内部，无需铺设长距离的射频线缆，连接方式简单，避免了终端信号的衰减；直接采用LED驱动电源为信号放大单元供电，无需为信号放大单元单独供电，此外，天线设置在户内，避免了雷击等造成的天线的损坏，降低了成本，保证了信号放大的连续性。

图2为本实用新型LED照明装置的结构示意图二，如图2所示，本实施例与实施例一中的LED照明装置不同的是第一天线11设置在LED灯照明装置1的外部，第二天线12也设置在LED灯照明装置1的外部。

本实施例中将第一天线和第二天线设置在LED灯照明装置的外部，可以更好的接收信号及传递信号，进一步保证了信号放大的效果。

图3为本实用新型的信号放大单元的结构示意图一，本实施例对上述实施例中的信号放大单元13进行进一步的说明，参见图3，信号放大单元13包括第一双工器131、第二双工器132、下行链路133和上行链路134；

第一双工器131分别与第一天线11、下行链路133的输入端和上行链路134的输出端连接，第二双工器132分别与第二天线12、下行链路133的输出端和上行链路134的输入端连接；

在具体工作过程中，第一天线11将接收的基站信号和终端信号发送至第一双工器131，第一双工器131接收基站信号和手机信号，第一双工器131根据其频率选择性，将基站信号发送至下行链路133，下行链路133接收基站信号，将基站信号放大后发送至第二双工器132，第二双工器132接收放大后的基站信号，将放大后的基站信号经第二天线12发送至终端；

第二天线12将接收的基站信号和终端信号发送至第二双工器132，第二双工器132接收基站信号和手机信号，第二双工器132根据其频率选择性，将终端信号发送至上行链路134，上行链路134接收终端信号，将终端信号放大后发送至第一双工器131，第一双工器131接收放大后的终端信号，将放大后的终端信号经第一天线11发送至基站。

具体地，第一天线11与第一双工器131的射频端口连接，第二天线12与第二双工器132的射频端口连接。

图4为本实用新型的信号放大单元的结构示意图二，本实施例对图3所示实施例中的信号放大单元的下行链路133和上行链路134进行详细的说明；

在本实例中，下行链路133包括第一功率控制单元1331，以及依次连接的第一低噪声放大器1332、第一滤波器1333、第一信号放大器1334、第一耦合器1335、第一隔离器1336；

其中，第一低噪声放大器1332的输入端与第一双工器131的输出端连接，第二隔离器1336的输出端与第二双工器132的输入端连接；

第一功率控制单元1331的功率比较器输入端口与第一耦合器1335的耦合端口连接，第一功率控制单元1331的功率比较器输出端口与第一信号放大器1334的功率控制端口连接；

在具体工作过程中，第一低噪声放大器1332将第一双工器131发送的基站信号进行第一次放大，并将第一次放大后的基站信号发送至第一滤波器1333；第一滤波器1333对第一次放大后的基站信号进行滤波，并将滤波后的基站信号发送至第一信号放大器1334；第一信号放大器1334对滤波后的基站信号进行第二次放大，并将第二次放大后的基站信号发送至第一耦合器1335；第一耦合器1335将第二次放大后的基站信号进行采样，并通过第一耦合器1335的耦合端口发送至第一功率控制单元1331，可选地，第一耦合器1335的采样比例为15-25db。

第一耦合器1335还将第二次放大后的基站信号通过第一耦合器1331的输出端口发送至第一隔离器1336；第一功率控制单元1331通过第一功率控制单元1331内部设置的功率比较器将采样后的基站信号转变为电平信号，将电平信号输入到第一信号放大器1334以控制第一信号放大器1334的增益；第一隔离器1336将第二次放大后的基站信号经第二双工器132发送至第二天线12，以及对第二双工器132发送的信号进行隔离。

具体地，过第一功率控制单元1331内部设置的功率比较器通过将采样后的基站信号的功率与第一参考功率比较，生成电压值，将该电压值输入到第一信号放大器1334作为增益控制，其中，第一参考功率随信号环境的变化而变化，第一功率控制单元1331可以根据当前的信号环境选择所使用的第一参考功率的数值。第一功率控制单元1331采用闭环功率控制方式，可以精确地将第一信号放大器1334放大的基站信号的输出功率控制在期望值。

在本实施例中，上行链路134包括第二功率控制单元1341，以及依次连接的第二低噪声放大器1342、第二滤波器1343、第二信号放大器1344、第二耦合器1345、第二隔离器1346；

其中，第二低噪声放大器1342的输入端与第二双工器132的输出端连接，第二隔离器1346的输出端与第一双工器131的输入端连接；

第二功率控制单元1341的功率比较器输入端口与第二耦合器1345的耦合端口连接，第二功率控制单元1341的功率比较器输出端口与第二信号放大器1344的功率控制端口连接；

在具体工作过程中，第二低噪声放大器1342将第二双工器132发送的终端信号进行第一次放大，并将第一次放大后的终端信号发送至第二滤波器1343；第二滤波器1343对第一次放大后的终端信号进行滤波，并将滤波后的终端信号发送至第二信号放大器1344；第二信号放大器1344对滤波后的终端信号进行第二次放大，并将第二次放大后的终端信号发送至第二耦合器1345；第二耦合器1345将第二次放大后的终端信号进行采样，并通过第二耦合器1345的耦合端口发送至第二功率控制单元1341，可选地，第二耦合器1345的采样比例为15-25db。

第二耦合器1345还将第二次放大后的终端信号通过第二耦合器1345的输出端口发送至第二隔离器1346；第二功率控制单元1341通过第二功率控制单元内部设置的功率比较器将采样后的终端信号转变为电平信号，将电平信号输入到第二信号放大器1344以控制第二信号放大器1344的增益；第二隔离器将第二次放大后的终端信号经第一双工器131发送至第一天线11，以及对第一双工器131发送的信号进行隔离。

具体地，第二功率控制单元1341内部设置的功率比较器通过将采样后的终端信号的功率与第二参考功率比较，生成电压值，将该电压值输入到第二信号放大器1344作为增益控制，其中，第二参考功率随信号环境的变化而变化，第二功率控制单元1341可以根据当前的信号环境选择所使用的第二参考功率的数值。第二功率控制单元1341采用闭环功率控制方式，可以精确地将第二信号放大器1344放大的终端信号的输出功率控制在期望值。

在上述实施例中，以终端为手机为例，进行进一步详细说明。具体地，如果在GSM900(GSM，GlobalSystemforMobileCommunication，全球移动通信系统)信号环境下，信号传输链路包括上下行链路。上行链路定义为手机将信号发送给基站，即手机发射、基站接收，上行链路信号(手机信号)的频率为880～915MHz。下行链路定义为基站将信号发送给手机，即基站发射，手机接收，下行链路信号(基站信号)的频率为925～960MHz。第一双工器和第二双工器内部各包含一组高通滤波器和低通滤波器，其中高通滤波器允许频率范围925～960MHz的下行链路信号通过，而将上行链路信号隔离；低通滤波器允许频率范围880～915MHz的上行链路信号通过，而将下行信号隔离。

第一双工器接收到基站信号和手机信号后，基站信号为下行链路信号，通过第一双工器内部的高通滤波器进入下行链路后被放大；手机信号为上行链路信号，通过第一双工器内部的低通滤波器进入上行链路，但是被上行链路的第二隔离器隔离。

同理，第二双工器接收到基站信号和手机信号后，手机信号为上行链路信号，通过第二双工器内部的低通滤波器进入上行链路后被放大；基站信号为下行链路信号，通过第二双工器内部的高通滤波器进入下行链路，但是被下行链路中的第一隔离器隔离。

图5为本实用新型的基于LED照明装置的信号放大系统示意图一，该系统包括：

基站59、终端60、多个上述实施例中所述的LED照明装置；

其中，各LED照明装置分布在不同位置；

各LED照明装置用于接收基站信号、终端信号，并对基站信号、终端信号进行放大；

各LED照明装置还接收其它LED照明装置发送的放大后的终端信号、基站信号，并对放大后的终端信号、基站信号进行放大处理；

终端60接收距离终端60的距离小于第一预设距离的LED照明装置放大后的基站信号；

基站59接收距离基站59的距离小于第二预设距离的所述LED照明装置放大后的终端信号。

在本实施中，基于LED照明装置的信号放大系统示例性的示出了4个LED照明装置，分别为第一LED照明装置51、第二LED照明装置52、第三LED照明装置53、第四LED照明装置54，第一LED照明装置51安装在第一房间55内，第二LED照明装置52安装在第二房间56内，第三LED照明装置53安装在第三房间57内，第四LED照明装置54安装在第四房间58内。其中，第一房间55离户外的基站59最近，第二房间56、第三房间57离户外基站的距离相等，第四房间58为终端60所在的位置，离户外的基站59最远

进一步地，第一预设距离和第二预设距离是指终端或基站所能接收到信号的范围，在该实施例中，以终端为手机为例。第二LED照明装置52，第三LED照明装置53和第四LED照明装置54在手机的第一预设距离内，手机可以接收到第二LED照明装置52，第三LED照明装置53和第四LED照明装置54发送过来的放大后的基站信号。第一LED照明装置51，第二LED照明装置52和第三LED照明装置53在基站的第二预设距离内，基站可以接收到第一LED照明装置51，第二LED照明装置52和第三LED照明装置53发送过来的放大后的手机信号。

当基站59向手机发射信号时，第一LED照明装置51离基站最近，接收到的基站信号最强，对接收到的基站信号放大后并经第二天线发出，第二LED照明装置52和第三LED照明装置53既能接收基站59发出的信号，又能接收经第一LED照明装置51放大后发出的基站信号，但是接收基站59发出的信号要弱于经第一LED照明装置51放大后发出的基站信号，第二LED照明装置52和第三LED照明装置53会优先接收经第一LED照明装置51放大后发出的基站信号并对经第一LED照明装置51放大后发出的基站信号再放大后发出，第四LED照明装置54也会优先接收第二LED照明装置52或第三LED照明装置53发送的再放大后的基站信号进行放大，该经连续三次放大后的基站信号优先被手机接收。

虽然手机会接收到其第一预设距离内的第二LED照明装置52，第三LED照明装置53和第四LED照明装置54发送过来的放大后的基站信号，即手机可以接收到不同强度的基站信号，由于各LED照明装置也会接收不同信号强度的基站信号，但会优先接收信号强度大的基站信号，因此也会优先放大信号强度大的基站信号，最终手机可以优先接收到经过三次连续放大后的基站信号。

按照基站信号被基于LED照明装置的信号放大系统放大相同的工作原理，基站也可以优先接收经过三次连续放大后的手机信号。

本实施例提供的基于LED照明装置的信号放大系统通过设置多个不同位置的LED照明装置，将基站信号和终端信号多次连续放大，使基站和终端均接收经多次连续放大后信号，大大加强了信号放大的功能；另外，本实施例提供的基于LED照明装置的信号放大系统通过安装多个LED照明装置对信号多次放大，不必使用功分器分配信号，结构简单，易于实现。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种LED照明装置，其特征在于，包括：第一天线、第二天线、信号放大单元、LED发光单元和LED驱动电源；其中，

所述LED驱动电源分别与所述LED发光单元和所述信号放大单元连接，用于驱动所述LED发光单元照明以及为所述信号放大单元供电；

所述第一天线设置在所述LED照明装置的内部或外部，所述第二天线设置在所述LED照明装置的内部或外部，且所述第一天线与所述第二天线分别与所述信号放大单元连接；

所述第一天线用于接收基站信号，并将所述基站信号经所述信号放大单元发送至所述第二天线，所述第二天线用于接收经所述信号放大单元发送的基站信号，并将所述基站信号发送给终端；

所述第二天线还用于接收终端信号，并将所述终端信号经所述信号放大单元发送至所述第一天线，所述第一天线还用于接收经所述信号放大单元发送的终端信号，并将所述终端信号发送给所述基站。

2.根据权利要求1所述的LED照明装置，其特征在于，所述信号放大单元包括第一双工器、第二双工器、下行链路和上行链路；

所述第一双工器分别与所述第一天线、所述下行链路的输入端和所述上行链路的输出端连接；

所述第二双工器分别与所述第二天线、所述下行链路的输出端和所述上行链路的输入端连接。

3.根据权利要求2所述的LED照明装置，其特征在于，所述下行链路包括第一功率控制单元，以及依次连接的第一低噪声放大器、第一滤波器、第一信号放大器、第一耦合器、第一隔离器；

其中，所述第一低噪声放大器的输入端与所述第一双工器的输出端连接，所述第一隔离器的输出端与所述第二双工器的输入端连接；

所述第一功率控制单元的功率比较器输入端口与所述第一耦合器的耦合端口连接，所述第一功率控制单元的功率比较器输出端口与所述第一信号放大器的功率控制端口连接。

4.根据权利要求2所述的LED照明装置，其特征在于，所述上行链路包括第二功率控制单元，以及依次连接的第二低噪声放大器、第二滤波器、第二信号放大器、第二耦合器、第二隔离器；

其中，所述第二低噪声放大器的输入端与所述第二双工器的输出端连接，所述第二隔离器的输出端与所述第一双工器的输入端连接；

所述第二功率控制单元的功率比较器输入端口与所述第二耦合器的耦合端口连接，所述第二功率控制单元的功率比较器输出端口与所述第二信号放大器的功率控制端口连接。

5.根据权利要求3所述的LED照明装置，其特征在于，所述第一天线与所述第一双工器的射频端口连接，所述第二天线与所述第二双工器的射频端口连接。

6.根据权利要求4所述的LED照明装置，其特征在于，所述第一天线与所述第一双工器的射频端口连接，所述第二天线与所述第二双工器的射频端口连接。

7.根据权利要求1所述的LED照明装置，其特征在于，所述LED照明装置为LED灯。

8.一种基于LED照明装置的信号放大系统，其特征在于，包括：

基站、终端、多个如权利要求1-7任一项所述的LED照明装置；

其中，各所述LED照明装置分布在不同位置；

各所述LED照明装置用于接收基站信号、终端信号，并对所述基站信号、所述终端信号进行放大；

各所述LED照明装置还用于接收其它LED照明装置发送的放大后的终端信号、基站信号，并对所述放大后的终端信号、基站信号进行放大处理；

所述终端用于接收距离所述终端的距离小于第一预设距离的所述LED照明装置放大后的所述基站信号；

所述基站用于接收距离所述基站的距离小于第二预设距离的所述LED照明装置放大后的所述终端信号。