CN205195666U - 一种具有驻波监测功能的基站低噪放模块 - Google Patents

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倪小龙
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Abstract

本实用新型提供了一种具有驻波监测功能的基站低噪放模块，包括一路输入接口、若干路输出接口和监控电路，其特征在于：输入接口依次通过低噪声放大器、限幅管、放大器、滤波器、AGC电路和ATT电路、末级放大器连接到合路器，合路器上开有若干路输出接口；所述的监控电路通过功率检测电路连接到末级放大器和合路器之间，监控电路连接有反相功率检测电路和前向功率检测电路，反相功率检测电路和双工器ANT端口上的反相功率负载耦合，前向功率检测电路和双工器ANT端口上的前相功率负载耦合，形成驻波检测电路。本实用新型具有较低的噪声系数，高线性度以及高动态输出功率检测功能，并且具有对输出接口和馈线进行驻波比实时监测的功能。

Description

一种具有驻波监测功能的基站低噪放模块
技术领域
本实用新型涉及无线通信设备应用领域，具体是一种具有驻波监测功能的基站低噪放模块。
背景技术
低噪放模块，作为基站中的关键器件之一，它不仅影响基站的覆盖范围，而且也决定了其他邻近基站的发射功率和杂散要求。低噪放模块具有较低的噪声系数和高线性度，才能提高基站的接收灵敏度和覆盖范围。
接收灵敏度用来表示接收器的弱信号接收能力。具体公式如下：
Rx_sen(dBm)＝-174+10logBW+SNR+NF；
其中BW是指信号带宽，SNR是指特定信号的信噪比，NF是指系统的噪声系数。根据Friiss方程，系统的噪声系数可以表述为：
N F = NF 1 + NF 2 - 1 G 1 + NF 3 - 1 G 1 G 2 + ... ... ;
其中Gn是指接收链路中第n级放大器的增益，NFn是指接收链路中第n级放大器的噪声系数。从公式中可以看出，接收链路中的第1级放大器的噪声对系统噪声的贡献远远大于其它放大器的噪声对系统噪声的贡献。因此，低噪声放大器(LNA)作为接收链路的第一级放大器对减小系统噪声，提高系统的接收灵敏度具有很大的帮助。
为了提高基站接收机性能指标，要求低噪放的噪声小、线性度高等，此外，考虑基站系统的体积，还需将低噪放模块能嵌入基站双工器中，实现一体化模块，便于管理和维护。
在实际应用中，基站输出接口及馈线出现未接好、进水、松动等因素造成驻波时，若基站具有自动检测驻波比值，判定告警等级，若驻波比告警等级高，可关闭发射机信号发射，保护基站发射机不损坏。因此，基站具有驻波检测功能很重要，便于维护和操作。
对天馈线进行测试主要是通过测量其驻波比(VSWR)或回损(ReturnLoss)的值和隔离度(Isolation)来判断天馈线的安装质量和运行情况的好坏。驻波比的计算公式如下：
前向功率(W):Pf或Pf(dBw)＝10logPf；
反向功率(W):Pr或Pr(dBw)＝10logPr；
回波损耗：ar＝10log(Pf/Pr)＝Pf(dBw)-Pr(dBw)；
发射系数：
驻波比： V S W R = 1 + r h o 1 - r h o ;
回波损耗与驻波比之间的转换公式为：
根据上述公式，可以检测基站输出端口的前向功率和反向功率就行计算出天馈线的驻波比值，再通过驻波比判断驻波告警状态。
实用新型内容
本实用新型为了解决现有技术的问题，提供了一种具有驻波监测功能的基站低噪放模块,具有较低的噪声系数，高线性度以及高动态输出功率检测功能，并且具有对输出接口和馈线进行驻波比实时监测的功能。
本实用新型包括一路输入接口、若干路输出接口和监控电路，其特征在于：输入接口依次通过低噪声放大器、限幅管、放大器、滤波器、AGC电路和ATT电路、末级放大器连接到合路器，合路器上开有若干路输出接口；所述的监控电路通过功率检测电路连接到末级放大器和合路器之间，监控电路连接有反相功率检测电路和前向功率检测电路，反相功率检测电路和双工器ANT端口上的反相功率负载耦合，前向功率检测电路和双工器ANT端口上的前相功率负载耦合，形成驻波检测电路。监控电路连接有通信电路，通信电路开有RS485接口。
本实用新型有益效果在于：
1、较低噪声系数：采用Avago的微波单芯片高集成电路(MMIC)MGA-633P8低噪声器件，该器件具有最好的降噪技术，保证了低噪放模块噪声技术不大于0.8dB。
2、高线性度：低噪放模块最后一级放大器件采用输出三阶截点值较大放大器芯片，保证模块的互调指标不小于65dBc(最大输出功率)。
3、高动态功率检波：采用AD公司的AD8362芯片作为输出功率检波芯片，输出功率检测范围不小于60dB，保证上行接收信号功率能实时监测状态。
4、外部构造可采用PCB结构设计，可嵌入基站双工器模块中，便于一体化设计。
附图说明
图1为本实用新型电路结构示意图。
具体实施方式
本实用新型电路结构示意图如图1所示，包括一路输入接口、若干路输出接口和监控电路，其特征在于：输入接口依次通过低噪声放大器、限幅管、放大器、滤波器、AGC电路和ATT电路、末级放大器连接到合路器，合路器上开有若干路输出接口；所述的监控电路通过功率检测电路连接到末级放大器和合路器之间，监控电路连接有反相功率检测电路和前向功率检测电路，反相功率检测电路和双工器ANT端口上的反相功率负载耦合，前向功率检测电路和双工器ANT端口上的前相功率负载耦合，形成驻波检测电路。监控电路连接有通信电路，通信电路开有RS485接口。
本实用新型具体结构如下：
(1)低噪大器(MGA-633P8)进行低噪声放大，此放大器的噪声系数典型值为0.37；
(2)限幅管，当模块输入信号较大时，对较大信号进行幅度抑制，保证后续放大器处理正常工作状态；
(3)滤波电路：抑制带外信号；
(4)AGC电路和ATT电路，分别进行输出功率控制和调整模块增益；
(5)末级放大器，选择RF公司的RF3315，具有较高OutputIP3指标，能达到41dBm，确保输出信号的高互调指标；
(6)分路器，将信号功分为若干路信号输出；
(7)功率检测电路，采用AD公司的AD8362高动态检测芯片，保证高动态的输出功率检测；
(8)控制电路，能够对模块内的射频信号进行监控，并同时输出一路RS485总线；
(9)输入电源，为两路直流电压12V；
(10)驻波检测电路:在双工器的ANT接口上分别耦合前向功率和反向功率，并采用AD公司的AD8362芯片，高精度高动态检测前向功率和反向功率，前向功率为基站的下行输出功率，反向功率为基站下行反向信号，若反向信号较大，表示接口驻波不好，导致反射信号较大。将前向功率和反向功率经过检波信号检波后，进入控制电路的单片机，有单片机经过基站驻波高精密的算法得出精确的驻波比值，稳定的监测基站输出接口的驻波比状态。
本低噪放模块可以采用PCB板设计，因体积小，便于将其嵌入基站的双工器模块中。驻波比检测功能主要在双工器ANT端口进行耦合前向功率和反向功率，经过低噪放的检测电路计算出驻波比VSWR，得到的VSWR值与告警门限对比，判定是否驻波告警，若存在驻波告警，进一步判定属于驻波告警等级。
本实用新型功能要求如下：
1增益调节范围大
具备不小于30dB增益调节范围，控制步进1dB，精度±1dB。
2采用自适应RS485通信电路、具有硬件看门狗，低噪放模块的RS485通信电路需采用自适应式RS485电路，保证485总线可靠性。防止CPU串口数据处于常发一种电平状态时，需通过硬件看门狗进行复位。
3智能监控报警功能
低噪放模块CPU和控制电路实时监测输出功率、工作电流、低噪放故障告警等状态，一旦出现异常，主动上报异常状态。
4增益自动补偿功能
由于工作环境温度变化导致低噪放模块增益变化，低噪放模块采用增益自动补偿功能来保证增益稳定度要求。
5具有记忆功能
低噪放模块软件设计时，具有断电重启、软件复位和硬件复位后保持上一次设置的状态。
6高动态输出功率检测范围
低噪放模块采用高动态的检波芯片，具有不小于60dB动态范围。
7一路输入多路输出
作为具有驻波监测功能的基站低噪放模块，需充分考虑电路的冗余和备份，并考虑基站的扇区配置，低噪放模块采用多路射频端口输出，提高模块的可靠性和实用性。
8天馈驻波比监测功能
具有监测天线输出口的驻波比VSWR，驻波比检测精度≤±0.05。设两级VSWR门限：当VSWR大于第一门限时，上报驻波一级告警，基站扔维持工作；当VSWR大于第二门限(影响设备正常工作，或杂散发射超过限制时)，上报驻波二级告警，并关闭基站信号发射。
本实用新型技术指标如下表：
本实用新型接口如下：
接口：
1射频接口(输入、输出)
标识 说明 接口类型
RFin 输入端口1 MCX-K
Rx out0 输出端口1 QMA-K
Rx out1 输出端口2 QMA-K
F_DET 前向功率检测端口 MCX-K
R_DET 反向功率检测端口 MCX-K
2监控接口
监控接口类型：IDC2.0-10
本实用新型适应性要求如下：
本实用新型可靠性要求如下：
低噪声放大模块的MTBF指标大于200000h。
本实用新型具体应用途径很多，以上所述仅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原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (2)

1.一种具有驻波监测功能的基站低噪放模块，包括一路输入接口、若干路输出接口和监控电路，其特征在于：输入接口依次通过低噪声放大器、限幅管、放大器、滤波器、AGC电路和ATT电路、末级放大器连接到合路器，合路器上开有若干路输出接口；所述的监控电路通过功率检测电路连接到末级放大器和合路器之间，监控电路连接有反相功率检测电路和前向功率检测电路，反相功率检测电路和双工器ANT端口上的反相功率负载耦合，前向功率检测电路和双工器ANT端口上的前相功率负载耦合，形成驻波检测电路。
2.根据权利要求1所述的具有驻波监测功能的基站低噪放模块，其特征在于：所述的监控电路连接有通信电路，通信电路开有RS485接口。
CN201520669992.7U 2015-08-31 2015-08-31 一种具有驻波监测功能的基站低噪放模块 Active CN205195666U (zh)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109327239A (zh) * 2018-10-09 2019-02-12 南京泰通科技股份有限公司 一种内置具有驻波监测功能低噪放的基站双工模块

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CN109327239A (zh) * 2018-10-09 2019-02-12 南京泰通科技股份有限公司 一种内置具有驻波监测功能低噪放的基站双工模块

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