CN215734269U - 一种带agc的5g直放站 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种带AGC的5G直放站，包括依次电连接的前向天线、耦合滤波系统、射频开关、低噪声放大器、环路控制系统、射频开关、滤波器、后向天线，与射频开关依次电连接的低噪声放大器、环路控制系统。环路控制系统包括自动增益控制系统和功率放大器，自动增益控制系统包括线性可变增益放大器、耦合器和环路功率检测芯片。本实用新型直接对5G射频信号放大，不需要上下变频，直接进行射频信号直放处理，上下行电路通过同步电路控制导通、关闭，并设置环路控制系统，有效防止环路饱和，防止同频干扰。本直放站工作原理简单，处理高效，成本相对低且可制造性强，适合大规模生产生以解决5G信号的盲区问题。

Description

一种带AGC的5G直放站

技术领域

本实用新型涉及无线通信网络技术领域，具体涉及一种带AGC 的5G直放站。

背景技术

5G信号由于频率较高，电波的绕射能力就越弱，在高频段部署的 5G宏基站信号在室内穿墙的时候也会面临较大的链路损耗问题，室内深度覆盖力有限。因为5G网络采用了毫米波技术，它本身是一种穿透力弱，会迅速衰减的电磁波，这决定了它的抗干扰能力弱而加之5G 的信号穿透力差，所以一个普通5G基站的信号覆盖范围一般情况下只有200多米。因此需要直放站来弥补5G信号覆盖不足，扩大基站的覆盖范围，填充覆盖忙去，降低网络覆盖的成本，推动5G发展。

现有的直放站技术、用前向天线将基站的下行信号接收进直放机，通过低噪放大器将有用信号放大，再经下变频至中频信号，再移频上变频至射频，经功率放大器放大，由后向天线发射到移动台，即经过低噪放大器、下变频器、滤波器、中放、上变频器、功率放大器再发射到基站，从而达到基站与移动台的双向通信。现有的技术电路相对复杂，工作原理相对复杂，生产制造成本高。

发明内容

本实用新型是为了解决现有直放站电路及工作原理相对复杂，生产制造成本高的问题，提供一种带AGC的5G直放站，不需要上下变频，直接进行射频信号直放处理，上下行电路通过同步电路控制导通、关闭，通过射频开关增加环路隔离度，并设置环路控制系统，有效防止环路饱和，防止同频干扰，在AGC后级增加增益，可增加输出功率，同时使下行链路和上行链路输出固定功率。本直放站工作原理简单，处理高效，成本相对低且可制造性强，适合大规模生产生以解决室内、地下通道和各种盲区5G信号的覆盖问题。

本实用新型提供一种带AGC的5G直放站，包括依次电连接的前向天线、耦合滤波系统、第一射频开关、第一低噪声放大器、第一环路控制系统、第二射频开关、第一滤波器、后向天线，与第二射频开关依次电连接的第二低噪声放大器、第二环路控制系统和与耦合滤波系统、第一射频开关、第二射频开关均电连接的同步电路，第二环路控制系统与第一射频开关电连接；

耦合滤波系统包括电连接的第一耦合器和第二滤波器；

第一环路控制系统包括依次电连接的第一自动增益控制系统和第一功率放大器，第一自动增益控制系统包括依次电连接的第一线性可变增益放大器、第二耦合器和与第一线性可变增益放大器、第二耦合器均电连接的第一环路功率检测芯片，第一线性可变增益放大器与第一低噪声放大器电连接，第二耦合器与第一功率放大器电连接；

第二环路控制系统包括依次电连接的第二自动增益控制系统和第二功率放大器，第二自动增益控制系统包括依次电连接的第二线性可变增益放大器、第三耦合器和与第二线性可变增益放大器、第三耦合器均电连接的第二环路功率检测芯片，第二线性可变增益放大器与第二低噪声放大器电连接，第三耦合器与第二功率放大器电连接。

本实用新型所述的一种带AGC的5G直放站，作为优选方式，同步电路包括电连接的射频通道和FPGA，射频通道与第一耦合器电连接，FPGA与第一射频开关和第二射频开关均电连接；

第一滤波器、第二滤波器的滤波频段为N41、N77、N78和N79。

本实用新型所述的一种带AGC的5G直放站，作为优选方式，第一耦合器与前向天线、同步电路电连接，第二滤波器与第一射频开关电连接。

本实用新型所述的一种带AGC的5G直放站，作为优选方式，第二滤波器与前向天线电连接，第一耦合器与第一射频开关、同步电路电连接。

本实用新型所述的一种带AGC的5G直放站，作为优选方式，还包括电连接在第一射频开关与第一低噪声放大器之间的第三射频开关，第三射频开关与同步电路电连接。

本实用新型所述的一种带AGC的5G直放站，作为优选方式，还包括电连接在第二射频开关与第二低噪声放大器之间的第四射频开关，第四射频开关与同步电路电连接。

本实用新型所述的一种带AGC的5G直放站，作为优选方式，还包括电连接在第一低噪声放大器与第一环路控制系统之间的第一驱动放大器。

本实用新型所述的一种带AGC的5G直放站，作为优选方式，还包括电连接在第二低噪声放大器与第二环路控制系统之间的第二驱动放大器。

本实用新型所述的一种带AGC的5G直放站，作为优选方式，5G 直放站设置第一腔体、第二腔体、第三腔体、第四腔体和第五腔体；

第一低噪声放大器和第一驱动放大器设置在第一腔体内，第一环路控制系统设置在第二腔体内，第二低噪声放大器和第二驱动放大器设置在第三腔体内，第二环路控制系统设置在第四腔体内，同步电路设置在第五腔体内。

本实用新型所述的一种带AGC的5G直放站，作为优选方式，5G 直放站还包括第六腔体和第七腔体；

耦合滤波系统和第一射频开关设置在第六腔体内，第二射频开关和第一滤波器设置在第七腔体内。

AGC为自动增益控制。

前向天线用于接收下行射频信号并输出至耦合滤波系统，耦合滤波系统用于接收下行射频信号进行滤波后通过第一射频开关输出至第一低噪声放大器，耦合滤波系统用于将下行射频信号耦合输出至同步电路，第一低噪声放大器用于接收下行射频信号并将下行射频信号进行放大后输出至第一环路控制系统，第一环路控制系统用于接收下行射频信号并在下行射频信号增益过高时进行抑制，第一环路控制系统用于接收下行射频信号并进行功率放大并得到固定功率后通过第二射频开关输出至第一滤波器，第一滤波器用于接收下行射频信号并进行滤波后输出至后向天线，后向天线用于接收下行射频信号并进行发射，后向天线用于接收上行射频信号并输出至第一滤波器，第一滤波器用于接收上行射频信号并进行滤波后通过第二射频开关输出至第二低噪声放大器，第二低噪声放大器用于接收上行射频信号并将上行射频信号进行放大后输出至第二环路控制系统，第二环路控制系统接收上行射频信号并在上行射频信号增益过高时进行抑制，第二环路控制系统用于接收上行射频信号并进行功率放大并得到固定功率后通过第一射频开关输出至耦合滤波系统，耦合滤波系统用于接收上行射频信号进行滤波后输出至前向天线，前向天线用于接收上行射频信号并发射，同步电路用于控制第一射频开关和第二射频开关的导通和关闭；

第一线性可变增益放大器用于接收下行射频信号并进行放大后后输出至第二耦合器，第二耦合器用于接收下行射频信号同时传输至第一功率放大器和第一环路功率检测芯片，第一环路功率检测芯片用于接收下行射频信号进行功率检测后控制第一线性可变增益放大器进行下行射频信号功率的调整以输出固定功率的下行射频信号。

第二线性可变增益放大器用于接收上行射频信号并进行放大后后输出至第三耦合器，第三耦合器用于接收上行射频信号同时传输至第二功率放大器和第二环路功率检测芯片，第二环路功率检测芯片用于接收上行射频信号进行功率检测后控制第二线性可变增益放大器进行上行射频信号功率的调整以输出固定功率的上行射频信号并通过第一射频开关输出至耦合滤波系统。

第一低噪声放大器用于接收下行射频信号并将下行射频信号进行放大后输出至第一驱动放大器，第一驱动放大器用于接收下行射频信号并将下行射频信号进行放大后输出至第一环路控制系统。

第二低噪声放大器用于接收上行射频信号并将上行射频信号进行放大后输出至第二驱动放大器，第二驱动放大器用于接收上行射频信号并将上行射频信号进行放大后输出至第二环路控制系统。

第一功率放大器用于接收下行射频信号并进行功率放大后通过第二射频开关输出至第一滤波器。

第二功率放大器用于接收上行射频信号并进行功率放大后通过第一射频开关输出至耦合滤波系统。

射频通道用于接收耦合滤波系统耦合输出的下行射频信号并进行模数转换及下变频后输出至FPGA，FPGA用于接收下行射频信号解算出5G TDD上行时隙信号和5G TDD下行时隙信号并控制第一射频开关和第二射频开关的导通和关闭；

下行射频信号为5G信号，下行射频信号频段为N41、N77、N78 和N79；

射频开关的数量可以增加以增加隔离度。

本实用新型的工作原理为：前向天线(接收)下行接送机。接收射频信号经过滤波器和耦合器，耦合端到同步电路，进行小区搜索，解算上下行时隙，输出时隙控制电平，控制射频开关。直通端经过下行射频开关，下行时隙电平开启射频开关，通过下行低噪放、驱动放大器、AGC、功放、又经过射频开关开启、滤波器下行到后向天线发发射，上行射频开关关闭；

后向天线(接收)上行。接收射频信号经过滤波器、上行时隙电平开启射频开关，通过上行低噪放、驱动放大器、AGC、功放、又经过射频开关开启，下行射频开关关闭、又经过耦合器、滤波器上行到前向天线(发射)。

AGC可以保护环路不被饱和的功能。同时使下行和上行输出固定功率，0-30KW。工作电压5.5V。

应用：室内、地下通道和各种盲区进行5G型号覆盖。在AGC后级增加增益，能增加输出功率；同时要通过射频开关或环形器增加环路隔离度。

要提高输出功率和增益，必须增加隔离度，增加环形器或射频开关。

本实用新型具有以下优点：

(1)上下行链路没有使用变频技术，而是将5G信号直放处理；

(2)利用独立的同步电路处理TDD，上下行信多射频开关组合逻隔离度高；

(3)通过设置环路饱和系统，解决放大器之间环路耦合问题，防止同频干扰；

(4)工作电压5.5V，适用于5G的n41\n77\n78\n79频段，适合各种功率的5G直放站和微功率站的射频前端；

(5)在AGC后级增加增益，可增加输出功率，同时使下行链路和上行链路输出固定功率。

附图说明

图1为一种带AGC的5G直放站实施例1结构示意图；

图2为一种带AGC的5G直放站实施例1结构示意图；

图3为一种带AGC的5G直放站实施例1结构示意图。

附图标记：

1、前向天线；2、耦合滤波系统；21、耦合器；22、第二滤波器；3、第一射频开关；4、第一低噪声放大器；5、第一环路控制系统；51、第一自动增益控制系统；511、第一线性可变增益放大器；512、第二耦合器；513、第一环路功率检测芯片；52、第一功率放大器；6、第二射频开关；7、第一滤波器；8、后向天线；9、第二低噪声放大器；10、第二环路控制系统；101、第二自动增益控制系统；1011、第二线性可变增益放大器；1012、第三耦合器； 1013、第二环路功率检测芯片；102、第二功率放大器；11、同步电路；111、射频通道；112、FPGA；12、第三射频开关；13、第四射频开关；14、第一驱动放大器；15、第二驱动放大器。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例1

如图1所示，一种带AGC的5G直放站，包括依次电连接的前向天线1、耦合滤波系统2、第一射频开关3、第一低噪声放大器4、第一环路控制系统5、第二射频开关6、第一滤波器7、后向天线8，与第二射频开关6依次电连接的第二低噪声放大器9、第二环路控制系统10和与耦合滤波系统2、第一射频开关3、第二射频开关6均电连接的同步电路11，第二环路控制系统10与第一射频开关3电连接；

耦合滤波系统2包括电连接的第一耦合器21和第二滤波器22；

第一环路控制系统5包括依次电连接的第一自动增益控制系统51 和第一功率放大器52，第一自动增益控制系统51包括依次电连接的第一线性可变增益放大器511、第二耦合器512和与第一线性可变增益放大器511、第二耦合器512均电连接的第一环路功率检测芯片513，第一线性可变增益放大器511与第一低噪声放大器4电连接，第二耦合器512与第一功率放大器52电连接；

第二环路控制系统10包括依次电连接的第二自动增益控制系统101和第二功率放大器102，第二自动增益控制系统101包括依次电连接的第二线性可变增益放大器1011、第三耦合器1012和与第二线性可变增益放大器1011、第三耦合器1012均电连接的第二环路功率检测芯片1013，第二线性可变增益放大器1011与第二低噪声放大器9 电连接，第三耦合器1012与第二功率放大器102电连接。

实施例2

如图2所示，一种带AGC的5G直放站，包括依次电连接的前向天线1、耦合滤波系统2、第一射频开关3、第一低噪声放大器4、第一环路控制系统5、第二射频开关6、第一滤波器7、后向天线8，与第二射频开关6依次电连接的第二低噪声放大器9、第二环路控制系统10和与耦合滤波系统2、第一射频开关3、第二射频开关6均电连接的同步电路11，电连接在第一射频开关3与第一低噪声放大器4之间的第三射频开关12，电连接在第二射频开关6与第二低噪声放大器 9之间的第四射频开关13，电连接在第一低噪声放大器4与第一环路控制系统5之间的第一驱动放大器14，电连接在第二低噪声放大器9 与第二环路控制系统10之间的第二驱动放大器15，

第二环路控制系统10与第一射频开关3电连接，第三射频开关 12与同步电路11电连接，第四射频开关13与同步电路11电连接，

耦合滤波系统2包括电连接的第一耦合器21和第二滤波器22；第一耦合器21与前向天线1、同步电路11电连接，第二滤波器22与第一射频开关3电连接；

第一环路控制系统5包括依次电连接的第一自动增益控制系统51 和第一功率放大器52，第一自动增益控制系统51包括依次电连接的第一线性可变增益放大器511、第二耦合器512和与第一线性可变增益放大器511、第二耦合器512均电连接的第一环路功率检测芯片513，第一线性可变增益放大器511与第一低噪声放大器4电连接，第二耦合器512与第一功率放大器52电连接；

第一滤波器7、第二滤波器22的滤波频段为N41、N77、N78和 N79；

第二环路控制系统10包括依次电连接的第二自动增益控制系统 101和第二功率放大器102，第二自动增益控制系统101包括依次电连接的第二线性可变增益放大器1011、第三耦合器1012和与第二线性可变增益放大器1011、第三耦合器1012均电连接的第二环路功率检测芯片1013，第二线性可变增益放大器1011与第二低噪声放大器9 电连接，第三耦合器1012与第二功率放大器102电连接；

同步电路11包括电连接的射频通道111和FPGA112；射频通道 111与第一耦合器21电连接，FPGA112与第一射频开关3和第二射频开关6均电连接；

5G直放站设置第一腔体、第二腔体、第三腔体、第四腔体、第五腔体、第六腔体和第七腔体；

第一低噪声放大器4和第一驱动放大器14设置在第一腔体内，

第一环路控制系统5设置在第二腔体内，第二低噪声放大器9和第二驱动放大器15设置在第三腔体内，第二环路控制系统10设置在第四腔体内，同步电路11设置在第五腔体内，耦合滤波系统2和第一射频开关3设置在第六腔体内，第二射频开关6和第一滤波器7设置在第七腔体内。

本装置输入动态范围-100dBm至-45dBm，上下行链路分别增益 82dB。最大输出功率23dBm；最小输出0dBm。当输入-75dBm至-45dBm时，输出功率23dBm±1。5dBm。

上下行之间的链路隔离度180dB以上，输入-100dBm，输出 0dBm；输入-75dBm，输出23dBm。

实施例3

如图3所示，一种带AGC的5G直放站，包括依次电连接的前向天线1、耦合滤波系统2、第一射频开关3、第一低噪声放大器4、第一环路控制系统5、第二射频开关6、第一滤波器7、后向天线8，与第二射频开关6依次电连接的第二低噪声放大器9、第二环路控制系统10和与耦合滤波系统2、第一射频开关3、第二射频开关6均电连接的同步电路11，电连接在第一射频开关3与第一低噪声放大器4之间的第三射频开关12，电连接在第二射频开关6与第二低噪声放大器 9之间的第四射频开关13，电连接在第一低噪声放大器4与第一环路控制系统5之间的第一驱动放大器14，电连接在第二低噪声放大器9 与第二环路控制系统10之间的第二驱动放大器15，

第二环路控制系统10与第一射频开关3电连接，第三射频开关 12与同步电路11电连接，第四射频开关13与同步电路11电连接，

耦合滤波系统2包括电连接的第一耦合器21和第二滤波器22；第二滤波器22与前向天线1电连接，第一耦合器21与第一射频开关 3、同步电路11电连接；

第一环路控制系统5包括依次电连接的第一自动增益控制系统51 和第一功率放大器52，第一自动增益控制系统51包括依次电连接的第一线性可变增益放大器511、第二耦合器512和与第一线性可变增益放大器511、第二耦合器512均电连接的第一环路功率检测芯片513，第一线性可变增益放大器511与第一低噪声放大器4电连接，第二耦合器512与第一功率放大器52电连接；

第一滤波器7、第二滤波器22的滤波频段为N41、N77、N78和 N79；

第二环路控制系统10包括依次电连接的第二自动增益控制系统 101和第二功率放大器102，第二自动增益控制系统101包括依次电连接的第二线性可变增益放大器1011、第三耦合器1012和与第二线性可变增益放大器1011、第三耦合器1012均电连接的第二环路功率检测芯片1013，第二线性可变增益放大器1011与第二低噪声放大器9 电连接，第三耦合器1012与第二功率放大器102电连接；

同步电路11包括电连接的射频通道111和FPGA112；射频通道 111与第一耦合器21电连接，FPGA112与第一射频开关3和第二射频开关6均电连接；

射频通道111用于接收耦合滤波系统2耦合输出的下行射频信号并进行模数转换及下变频后输出至FPGA112，FPGA112用于接收下行射频信号解算出5G TDD上行时隙信号和5G TDD下行时隙信号并控制第一射频开关3和第二射频开关6的导通和关闭；

5G直放站设置第一腔体、第二腔体、第三腔体、第四腔体、第五腔体、第六腔体和第七腔体；

第一低噪声放大器4和第一驱动放大器14设置在第一腔体内，第一环路控制系统5设置在第二腔体内，第二低噪声放大器9和第二驱动放大器15设置在第三腔体内，第二环路控制系统10设置在第四腔体内，同步电路11设置在第五腔体内，耦合滤波系统2和第一射频开关3设置在第六腔体内，第二射频开关6和第一滤波器7设置在第七腔体内。

本装置输入动态范围-100dBm至-45dBm，上下行链路分别增益 82dB。最大输出功率23dBm；最小输出0dBm。当输入-75dBm至 -45dBm时，输出功率23dBm±1。5dBm。

上下行之间的链路隔离度180dB以上，输入-100dBm，输出 0dBm；输入-75dBm，输出23dBm。

实施例1-3的工作原理为：前向天线(接收)下行接送机。接收射频信号经过滤波器和耦合器，耦合端到同步电路，进行小区搜索，解算上下行时隙，输出时隙控制电平，控制射频开关。直通端经过下行射频开关，下行时隙电平开启射频开关，通过下行低噪放、驱动放大器、AGC、功放、又经过射频开关开启、滤波器下行到后向天线发发射，上行射频开关关闭；

后向天线(接收)上行。接收射频信号经过滤波器、上行时隙电平开启射频开关，通过上行低噪放、驱动放大器、AGC、功放、又经过射频开关开启，下行射频开关关闭、又经过耦合器、滤波器上行到前向天线(发射)。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种带AGC的5G直放站，其特征在于：包括依次电连接的前向天线(1)、耦合滤波系统(2)、第一射频开关(3)、第一低噪声放大器(4)、第一环路控制系统(5)、第二射频开关(6)、第一滤波器(7)、后向天线(8)，与所述第二射频开关(6)依次电连接的第二低噪声放大器(9)、第二环路控制系统(10)和与所述耦合滤波系统(2)、所述第一射频开关(3)、所述第二射频开关(6)均电连接的同步电路(11)，所述第二环路控制系统(10)与所述第一射频开关(3)电连接；

所述耦合滤波系统(2)包括电连接的第一耦合器(21)和第二滤波器(22)；

所述第一环路控制系统(5)包括依次电连接的第一自动增益控制系统(51)和第一功率放大器(52)，所述第一自动增益控制系统(51)包括依次电连接的第一线性可变增益放大器(511)、第二耦合器(512)和与所述第一线性可变增益放大器(511)、所述第二耦合器(512)均电连接的第一环路功率检测芯片(513)，所述第一线性可变增益放大器(511)与所述第一低噪声放大器(4)电连接，所述第二耦合器(512)与所述第一功率放大器(52)电连接；

所述第二环路控制系统(10)包括依次电连接的第二自动增益控制系统(101)和第二功率放大器(102)，所述第二自动增益控制系统(101)包括依次电连接的第二线性可变增益放大器(1011)、第三耦合器(1012)和与所述第二线性可变增益放大器(1011)、所述第三耦合器(1012)均电连接的第二环路功率检测芯片(1013)，所述第二线性可变增益放大器(1011)与所述第二低噪声放大器(9)电连接，所述第三耦合器(1012)与所述第二功率放大器(102)电连接。

2.根据权利要求1所述的一种带AGC的5G直放站，其特征在于：所述同步电路(11)包括电连接的射频通道(111)和FPGA(112)，所述射频通道(111)与所述第一耦合器(21)电连接，所述FPGA(112)与所述第一射频开关(3)和所述第二射频开关(6)均电连接；

所述第一滤波器(7)、所述第二滤波器(22)的滤波频段为N41、N77、N78和N79。

3.根据权利要求1所述的一种带AGC的5G直放站，其特征在于：所述第一耦合器(21)与所述前向天线(1)、所述同步电路(11)电连接，所述第二滤波器(22)与所述第一射频开关(3)电连接。

4.根据权利要求1所述的一种带AGC的5G直放站，其特征在于：所述第二滤波器(22)与所述前向天线(1)电连接，所述第一耦合器(21)与所述第一射频开关(3)、所述同步电路(11)电连接。

5.根据权利要求1所述的一种带AGC的5G直放站，其特征在于：还包括电连接在所述第一射频开关(3)与所述第一低噪声放大器(4)之间的第三射频开关(12)，所述第三射频开关(12)与所述同步电路(11)电连接。

6.根据权利要求1所述的一种带AGC的5G直放站，其特征在于：还包括电连接在所述第二射频开关(6)与所述第二低噪声放大器(9)之间的第四射频开关(13)，所述第四射频开关(13)与所述同步电路(11)电连接。

7.根据权利要求1所述的一种带AGC的5G直放站，其特征在于：还包括电连接在所述第一低噪声放大器(4)与所述第一环路控制系统(5)之间的第一驱动放大器(14)。

8.根据权利要求7所述的一种带AGC的5G直放站，其特征在于：还包括电连接在所述第二低噪声放大器(9)与所述第二环路控制系统(10)之间的第二驱动放大器(15)。

9.根据权利要求8所述的一种带AGC的5G直放站，其特征在于：5G直放站设置第一腔体、第二腔体、第三腔体、第四腔体和第五腔体；

所述第一低噪声放大器(4)和所述第一驱动放大器(14)设置在所述第一腔体内，所述第一环路控制系统(5)设置在所述第二腔体内，所述第二低噪声放大器(9)和所述第二驱动放大器(15)设置在所述第三腔体内，所述第二环路控制系统(10)设置在所述第四腔体内，所述同步电路(11)设置在所述第五腔体内。

10.根据权利要求9所述的一种带AGC的5G直放站，其特征在于：所述5G直放站还包括第六腔体和第七腔体；

所述耦合滤波系统(2)和所述第一射频开关(3)设置在所述第六腔体内，所述第二射频开关(6)和所述第一滤波器(7)设置在所述第七腔体内。

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