CN218587172U

CN218587172U - 一种有源天线及通信设备

Info

Publication number: CN218587172U
Application number: CN202222081398.9U
Authority: CN
Inventors: 罗青松; 陈凌伟; 李洪权
Original assignee: Guangzhou Xaircraft Technology Co Ltd
Current assignee: Guangzhou Xaircraft Technology Co Ltd
Priority date: 2022-08-08
Filing date: 2022-08-08
Publication date: 2023-03-07
Anticipated expiration: 2032-08-08

Abstract

本申请实施例公开了一种有源天线及通信设备。本申请实施例提供的技术方案通过高隔离天线组中的第一天线和第二天线传输上下行信号，分别通过滤波电路基于对应的频段进行信号滤波，通过功率检测电路基于第一天线和第二天线的上行信号强度控制不同有源放大电路的工作，实现对第一天线和第二天线对应的上行信号的有效分离和放大，并通过合路电路将各个天线的下行信号合成为天线下行信号，以及将天线上行信号划分为不同天线对应的上行信号，通过高隔离天线组中隔离度达到设定隔离度要求的第一天线和第二天线、滤波电路以及功率检测电路，实现对上下行信号的隔离，有效分离不同频段的天线信号，减少天线之间的互耦现象，提高信号收发质量。

Description

一种有源天线及通信设备

技术领域

本申请实施例涉及通信技术领域，尤其涉及一种有源天线及通信设备。

背景技术

随着通信技术的快速发展，各种通信设备经常需要采用各种不同的无线通信方式接入云服务或加入无线通信中，无线通信需要通过天线实现信号的接收与发送。

天线经常是设计在设备的外部，以实现更好的信号收发，容易导致天线与通信模块之间的连接距离较长，造成信号的损失。有源天线可有效解决通信连接距离造成的信号损失，但是在使用到多频段的有源天线时，需要通过双工器将信号分成不同的频段再分别放大处理，再通过双工器合成再进行传输。但双工器只能处理有一定频率间隔的两个频段，如果两个频率较为接近，双工器就无法有效地分离信号，影响信号收发质量。

实用新型内容

本申请实施例提供一种有源天线及通信设备，以解决现有技术中双工器无法有效地分离频段接近的信号，影响信号收发质量的技术问题，有效分离不同频段的天线信号，提高信号收发质量。

在第一方面，本申请实施例提供了一种有源天线，包括高隔离天线组、有源放大电路、功率检测电路、滤波电路和合路电路，所述高隔离天线组包括隔离度达到设定隔离度要求的第一天线和第二天线，所述合路电路设置有天线侧连接端和对外连接端，其中：

所述第一天线和所述第二天线分别与一个所述有源放大电路的第一连接端连接，每个所述有源放大电路的第二连接端分别经一个所述滤波电路与所述合路电路的天线侧连接端连接，所述滤波电路用于基于所连接的天线对应的频段进行信号滤波；

所述有源放大电路用于对与其连接的所述第一天线或所述第二天线的上下行信号进行放大，所述合路电路用于将所述第一天线和所述第二天线的下行信号合成为天线下行信号，以及将天线上行信号划分为所述第一天线或所述第二天线对应的上行信号；

所述功率检测电路与所述滤波电路以及所述有源放大电路连接，所述功率检测电路用于检测所述第一天线和所述第二天线的上行信号强度，并基于所述上行信号强度控制所述有源放大电路的工作，以控制所述有源放大电路对所述第一天线或所述第二天线对应的上行信号进行放大。

在一个可能的实施例中，所述高隔离天线组的多个所述天线通过设定天线距离、正交极化、设定天线方向、去耦网络中的一种或多种的组合实现隔离度达到设定隔离度要求。

在一个可能的实施例中，所述滤波电路包括第一滤波器和第二滤波器，所述有源放大电路包括第一放大电路和第二放大电路，所述合路电路设置有第一连接端、第二连接端和第三连接端，所述合路电路的第一连接端和第二连接端作为天线侧连接端，所述合路电路的第三连接端作为对外连接端，其中：

所述第一天线与所述第一放大电路的第一连接端连接，所述第一放大电路的第二连接端经所述第一滤波器与所述合路电路的第一连接端连接；

所述第二天线与所述第二放大电路的第一连接端连接，所述第二放大电路的第二连接端经所述第二滤波器与所述合路电路的第二连接端连接；

所述第一滤波器用于基于所述第一天线对应的频段进行信号滤波，所述第二滤波器用于基于所述第二天线对应的频段进行信号滤波，所述第一放大电路用于对所述第一天线的上下行信号进行放大，所述第二放大电路用于对所述第二天线的上下行信号进行放大，所述合路电路用于将所述第一天线和所述第二天线的下行信号合成为天线下行信号，以及将天线上行信号划分为所述第一天线和所述第二天线的上行信号。

在一个可能的实施例中，所述高隔离天线组还包括退耦电路、第一匹配电路和第二匹配电路，其中：

所述退耦电路的第一连接端与所述第一天线连接，第二连接端与所述第二天线连接，第三连接端与所述第一匹配电路的第一连接端连接，第四连接端与所述第二匹配电路的第一连接端连接；

所述第一匹配电路的第二连接端与所述第一放大电路的第一连接端连接，所述第二匹配电路的第二连接端与所述第二放大电路的第一连接端连接；

所述退耦电路用于抵消所述第一天线和所述第二天线之间的传输导纳，所述第一匹配电路和所述第二匹配电路用于对所述有源天线进行阻抗匹配。

在一个可能的实施例中，所述退耦电路包括第一导纳转换电路、第二导纳转换电路和并联电抗电路，其中：

所述第一导纳转换电路的第一连接端与所述第一天线连接，第二连接端与所述第一匹配电路的第一连接端连接；

所述第二导纳转换电路的第一连接端与所述第二天线连接，第二连接端与所述第二匹配电路的第一连接端连接；

所述并联电抗电路的第一连接端与所述第一导纳转换电路的第二连接端连接，第二连接端与所述第二导纳转换电路的第二连接端连接；

所述第一导纳转换电路用于将所述第一天线传输导纳的数值转换为纯虚数，所述第二导纳转换电路用于将所述第二天线的传输导纳的数值转换为纯虚数，所述并联电抗电路用于抵消所述第一天线和所述第二天线之间纯虚数的传输导纳。

在一个可能的实施例中，所述功率检测电路包括第一功率检测模块、第二功率检测模块和比较模块，其中：

所述比较模块的输出端与所述第一放大电路和第二放大电路连接，所述比较模块的第一输入端与所述第一功率检测模块的输出端连接，所述比较模块的第二输入端与所述第二功率检测模块的输出端连接；

所述第一功率检测模的检测端与所述第一放大电路的第二连接端连接，所述第二功率检测模的检测端与所述第二放大电路的第二连接端连接；

所述第一功率检测模块用于检测所述第一天线的信号强度，并向所述比较模块的第一输入端发送所述第一天线的信号强度，所述第二功率检测模块用于检测所述第二天线的信号强度，并向所述比较模块的第二输入端发送所述第二天线的信号强度，所述比较模块用于基于所述第一天线的信号强度和所述第二天线的信号强度的信号强度比较结果控制所述有源放大电路的工作，以控制所述有源放大电路对所述第一天线或所述第二天线对应的上行信号进行放大。

在一个可能的实施例中，所述第一天线为时分双工天线，所述第一放大电路包括射频开关、第一下行放大器和第一上行放大器，其中：

所述第一下行放大器的信号输入端和所述第一上行放大器的信号输出端与所述第一天线连接，所述第一下行放大器的信号输出端和所述第一上行放大器的信号输入端与所述合路电路的第一连接端连接；

所述射频开关连接于所述第一天线和所述合路电路的第一连接端之间，所述射频开关用于控制所述第一天线与所述第一下行放大器和所述第一上行放大器之间的通断；

所述比较模块的输出端与所述射频开关的控制端以及所述第一上行放大器的控制端连接。

在一个可能的实施例中，所述第二天线为频分双工天线，所述第二放大电路包括第一双工器、第二双工器、第二下行放大器和第二上行放大器，其中：

所述第一双工器的第一连接端与所述第二天线连接，第二连接端与所述第二下行放大器的信号输入端连接，第三连接端与所述第二上行放大器的信号输出端连接；

所述第二双工器的第一连接端与所述合路电路的第二连接端连接，第二连接端与所述第二下行放大器的信号输出端连接，第三连接端与所述第二上行放大器的信号输入端连接；

所述比较模块的输出端与所述第二上行放大器的控制端连接。

在一个可能的实施例中，所述合路电路为T型电阻网络电路。

在一个可能的实施例中，所述合路电路包括第一电阻、第二电阻和第三电阻，所述第一电阻、所述第二电阻和所述第三电阻的阻值相同，所述第一电阻、所述第二电阻和所述第三电阻的第一连接端相互连接，所述第一电阻的第二连接端与所述第一放大电路的第二连接端连接，所述第二电阻的第二连接端与所述第二放大电路的第二连接端连接，所述第三电阻的第二连接端作为所述有源天线的对外连接端。

在第二方面，本申请实施例提供了一种通信设备，包括通信模块和第一方面任一项所述的有源天线，所述有源天线与所述通信模块连接。

本申请实施例通过高隔离天线组中的第一天线和第二天线传输上下行信号，分别通过滤波电路基于对应的频段进行信号滤波，通过功率检测电路基于第一天线和第二天线的上行信号强度控制不同有源放大电路的工作，实现对第一天线和第二天线对应的上行信号的有效分离和放大，并通过合路电路将各个天线的下行信号合成为天线下行信号，以及将天线上行信号划分为不同天线对应的上行信号，通过高隔离天线组中隔离度达到设定隔离度要求的第一天线和第二天线、滤波电路以及功率检测电路，实现对上下行信号的隔离，减少信号在两个天线之间形成环路产生自激的情况，以及有效分离不同频段的天线信号，减少天线之间的互耦现象，提高信号收发质量。

附图说明

图1是本申请实施例提供的一种有源天线的原理框图；

图2是本申请实施例提供的一种有源天线的结构示意图；

图3是本申请实施例提供的一种高隔离天线组的电路结构示意图；

图4是本申请实施例提供的一种退耦电路的电路结构示意图；

图5是本申请实施例提供的一种第一放大电路结构示意图；

图6是本申请实施例提供的一种第二放大电路结构示意图；

图7是本申请实施例提供的一种合路电路结构示意图；

图8是本申请实施例提供的另一种有源天线的结构示意图；

图9是本申请实施例提供的一种通信设备的原理框图。

附图标记：1、高隔离天线组；11、第一天线；12、第二天线；13、退耦电路；131、第一导纳转换电路；132、第二导纳转换电路；133、并联电抗电路； 14、第一匹配电路；15、第二匹配电路；2、有源放大电路；21、第一放大电路； 2121、第一射频开关；2122、第二射频开关；213、第一下行放大器；214、第一上行放大器；22、第二放大电路；221、第一双工器；222、第二双工器；223、第二下行放大器；224、第二上行放大器；3、合路电路；4、功率检测电路；41、第一功率检测模块；42、第二功率检测模块；43、比较模块；5、滤波电路；51、第一滤波器；52、第二滤波器；53、第三滤波器；54、第四滤波器。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本申请具体实施例作进一步的详细描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。

在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

图1给出了本申请实施例提供的一种有源天线的原理框图，参考图1，该有源天线包括高隔离天线组1、有源放大电路2、功率检测电路4、滤波电路5和合路电路3。其中高隔离天线组1包括多个天线。并且多个天线之间的隔离度达到设定隔离度要求。在本实施例中，高隔离天线组1包括隔离度达到设定隔离度要求的第一天线11和第二天线12，并且第一天线11和第二天线12对应的频段相近或存在重合部分。

合路电路3设置有天线侧连接端和对外连接端，其中合路电路3的对外连接端作为有源天线的对外连接端，用于与信号处理模块(例如通信模块)连接，以进行信号收发。

其中，有源放大电路2的数量与高隔离天线组1中天线的数量一致，高隔离天线组1的每个天线(即第一天线11和第二天线12)分别与一个有源放大电路2的第一连接端连接，每个有源放大电路2的第二连接端分别经一个滤波电路5与合路电路3的天线侧连接端连接。

本方案提供的有源放大电路2用于对与其连接的天线(即第一天线11和第二天线12)的上下行信号进行放大，合路电路3用于将各个天线(即第一天线 11和第二天线12)的下行信号合成为天线下行信号，以及将天线上行信号划分为不同天线(即第一天线11和第二天线12)对应的上行信号。

其中，功率检测电路4与滤波电路5以及有源放大电路2连接，功率检测电路4用于检测第一天线11和第二天线12的上行信号强度，并基于上行信号强度控制有源放大电路2的工作，以控制有源放大电路2对第一天线11或第二天线12对应的上行信号进行放大。例如第一天线11和第二天线12的上行信号强度的比较结果控制第一天线11和第二天线12对应的有源放大电路2的工作，例如在第一天线11的上行信号强度大于第二天线12的上行信号强度时，控制第一天线11对应的有源放大电路2对第一天线11的上行信号进行放大，而在第二天线12的上行信号强度大于第一天线11的上行信号强度时，控制第二天线12对应的有源放大电路2对第二天线12的上行信号进行放大。

例如合路电路3在接收到天线上行信号后，合路电路3将天线上行信号划分为不同天线对应的上行信号，并将不同的上行信号分配给对应的天线，在上行信号传输到天线之前，先滤波电路5基于所连接的天线对应的频段进行信号滤波，然后由功率检测电路4根据第一天线和第二天线对应的上行信号强度控制有源放大电路2对上行信号进行放大(第一天线11和第二天线12对应的上行信号在经过对应的滤波电路5时，滤波电路5根据所连接的天线对应的频段进行信号滤波，过滤掉所连接的天线对应的频段之外的频段，不同天线过滤后的上行信号会出现功率差异，此时可根据功率差异(即上行信号强度的比较结果)控制功率更强的一路天线的有源放大电路2工作，可实现上行信号的分离)，再传输到对应天线进行发送。不同的天线在接收到下行信号时，分别经过对应的有源放大电路2进行放大后，输入到合路电路3中，由合路电路3将各个天线放大后的下行信号合成为天线下行信号，并将天线下行信号发送至对应的信号处理模块进行后续处理。

在一个可能的实施例中，高隔离天线组1的多个天线可通过设定天线距离、正交极化、设定天线方向、去耦网络中的一种或多种的组合实现隔离度达到设定隔离度要求。其中，设定天线距离可理解为增加高隔离天线组1中各个天线之间的距离，以使得天线之间的隔离度达到设定隔离度要求，例如两个天线之间的距离大于十个信号波长提高20db的隔离度，可根据设定隔离度要求设置天线之间的距离。正交极化可理解为天线之间采用正交极化的方式进行布置(例如将两个天线的极化方向设置为垂直布置)，以使得天线之间的隔离度达到设定隔离度要求。设定天线方向可理解为按照不同的方向配置各个天线的辐射方向，以使得天线之间的隔离度达到设定隔离度要求。去耦网络可理解为通过用于降低天线之间的耦合程度的方式，使有源天线的阻抗矩阵的互阻抗趋向于零，或者使有源天线的散射矩阵的反向传输系数趋向于零，以使得天线之间的隔离度达到设定隔离度要求。

上述，通过高隔离天线组1中的第一天线11和第二天线12传输上下行信号，分别通过滤波电路5基于对应的频段进行信号滤波，通过功率检测电路4 基于第一天线11和第二天线12的上行信号强度控制不同有源放大电路2的工作，实现对第一天线11和第二天线12对应的上行信号的有效分离和放大，并通过合路电路3将各个天线的下行信号合成为天线下行信号，以及将天线上行信号划分为不同天线对应的上行信号，通过高隔离天线组1中隔离度达到设定隔离度要求的第一天线11和第二天线12、滤波电路5以及功率检测电路4，实现对上下行信号的隔离，减少信号在两个天线之间形成环路产生自激的情况，以及有效分离不同频段的天线信号，减少天线之间的互耦现象，提高信号收发质量。

图2给出了本申请实施例提供的一种有源天线的结构示意图，本实施例提供的有源天线在上述实施例的基础上进一步设置。如图2所示，本方案提供的高隔离天线组1的天线设置为两个，分别为第一天线11和第二天线12，并且第一天线11和第二天线12的隔离度达到设定隔离度要求。对应的，本方案提供给的滤波电路5包括第一滤波器51和第二滤波器52，有源放大电路2包括第一放大电路21和第二放大电路22。其中，第一滤波器51的工作参数与第一天线 11对应的频段对应，即第一滤波器51在进行信号滤波时，保留第一天线11对应的频段对应的信号，第二滤波器52的工作参数与第二天线12对应的频段对应，即第二滤波器52在进行信号滤波时，保留第二天线12对应的频段对应的信号。

本方案提供的合路电路3设置有第一连接端、第二连接端和第三连接端，合路电路3的第一连接端和第二连接端作为天线侧连接端，合路电路3的第三连接端作为对外连接端。

第一天线11与第一放大电路21的第一连接端连接，第一放大电路21的第二连接端经第一滤波器51与合路电路3的第一连接端连接，即第一滤波器51 的一端与第一放大电路21的第二连接端连接，另一端与合路电路3的第一连接端连接。第二天线12与第二放大电路22的第一连接端连接，第二放大电路22 的第二连接端经第二滤波器52与合路电路3的第二连接端连接，即第二滤波器 52的一端与第二放大电路22的第二连接端连接，另一端与合路电路3的第二连接端连接。

其中，第一滤波器51用于基于第一天线11对应的频段进行信号滤波，第二滤波器52用于基于第二天线12对应的频段进行信号滤波。第一放大电路21 用于对第一天线11的上下行信号进行放大(例如对第一天线11接收到的下行信号进行放大，以及对合路电路3向第一天线11发送的上行信号进行放大)。第二放大电路22用于对第二天线12的上下行信号进行放大(例如对第二天线 12接收到的下行信号进行放大，以及对合路电路3向第二天线12发送的上行信号进行放大)。

对应的，合路电路3用于将第一天线11和第二天线12的下行信号合成为天线下行信号(例如将经第一放大电路21放大后的下行信号以及经第二放大电路22放大后的下行信号合成为天线下行信号，并传输给对应的信号处理模块进行后续处理)，以及将天线上行信号划分为第一天线11和第二天线12的上行信号(例如将信号处理模块发出的天线上行信号划分为第一天线11和第二天线 12的两个上行信号，与第一天线11对应的上行信号发送至第一放大电路21进行放大处理，与第二天线12对应的上行信号发送至第二放大电路22进行放大处理)。本方案可通过设置隔离度达到设定隔离度要求的第一天线11和第二天线12实现两个不同频段信号的发送与接收，并且第一天线11和第二天线12之间的隔离度可有效实现相近频段的信号隔离，有效解决现有技术因双工器的工作需要两个天线的频段之间存在一定的频率间隔，无法以低插损完成相近频段的天线的信号分离的技术问题，实现近频多频的有源天线。

示例性的，本方案通过去耦网络实现高隔离天线组1中天线之间的隔离度要求。基于此，如图3提供的一种高隔离天线组1的电路结构示意图所示，本方案提供的高隔离天线组1还包括退耦电路13、第一匹配电路14和第二匹配电路15。

具体的，退耦电路13具有第一连接端、第二连接端、第三连接端和第四连接端，第一匹配电路14和第二匹配电路15均具有第一连接端和第二连接端。退耦电路13的第一连接端与第一天线11连接，第二连接端与第二天线12连接，第三连接端与第一匹配电路14的第一连接端连接，第四连接端与第二匹配电路 15的第一连接端连接。进一步的，第一匹配电路14的第二连接端与第一放大电路21的第一连接端连接，第二匹配电路15的第二连接端与第二放大电路22的第一连接端连接。其中退耦电路13用于抵消第一天线11和第二天线12之间的传输导纳，第一匹配电路14和第二匹配电路15用于对有源天线进行阻抗匹配。本方案通过退耦电路13抵消第一天线11和第二天线12之间的传输导纳，并通过匹配电路实现有源天线的阻抗匹配，对第一天线11和第二天线12之间进行去耦，实现第一天线11和第二天线12之间的隔离。

进一步的，本方案提供的退耦电路13包括第一导纳转换电路131、第二导纳转换电路132和并联电抗电路133。第一导纳转换电路131、第二导纳转换电路132和并联电抗电路133均具有第一连接端和第二连接端。其中，第一导纳转换电路131的第一连接端与第一天线11连接，第二连接端与第一匹配电路14 的第一连接端连接。第二导纳转换电路132的第一连接端与第二天线12连接，第二连接端与第二匹配电路15的第一连接端连接。进一步的，并联电抗电路133 的第一连接端与第一导纳转换电路131的第二连接端连接，第二连接端与第二导纳转换电路132的第二连接端连接。

其中，本方案提供的第一导纳转换电路131用于将第一天线11传输导纳的数值转换为纯虚数，第二导纳转换电路132用于将第二天线12的传输导纳的数值转换为纯虚数，并联电抗电路133用于抵消第一天线11和第二天线12之间纯虚数的传输导纳。

示例性的，如图4提供的一种退耦电路13的电路结构示意图所示，第一导纳转换电路131包括第一电容(图中C1)和第二电容(图中C2)，第二导纳转换电路132包括第三电容(图中C3)和第四电容(图中C4)，并联电抗电路 133包括第五电容(图中C5)。第一匹配电路14包括第一电感(图中L1)和第六电容(图中C6)，第二匹配电路15包括第二电感(图中L2)和第七电容 (图中C7)。其中第一电容的第二端作为退耦电路13的第一连接端，第三电容的第二端作为退耦电路13的第二连接端，第一电感的第二端作为第一匹配电路 14的第二连接端，第二电感的第二端作为第二匹配电路15的第二连接端。可选的，本方案提供的电容可以是极性电容，并且电容的第一端的阳极，第二端为阴极。其中第一电容的第二端与第一天线11连接，第一端与第五电容的第二端连接，第二电容的第一端接地，第二端与第五电容的第二端连接。第三电容的第二端与第二天线12连接，第一端与第五电容的第一端连接，第四电容的第二端接地，第一端与第五电容的第一端连接。

需要进行解释的是，由于初始的第一天线11和第二天线12之间的阻抗匹配良好，而第一天线11和第二天线12之间却存在较强的耦合，本方案通过导纳转换电路将第一天线11和第二天线12两个端口之间的传输导纳的数值从复数转化为纯虚数，并通过并联电抗电路133抵消第一天线11和第二天线12之间纯虚数的传输导纳，使得第一天线11和第二天线12之间的传输导纳的取值为零，达到第一天线11和第二天线12之间去耦的目的。

示例性的，本方案提供的功率检测电路4包括第一功率检测模块41(功率检测器)、第二功率检测模块42(功率检测器)和比较模块43(比较器)。其中，比较模块43的输出端与第一放大电路21和第二放大电路22连接，比较模块43的第一输入端(例如同相输入端)与第一功率检测模块41的输出端连接，比较模块43的第二输入端(例如反向输入端)与第二功率检测模块42的输出端连接。第一功率检测模的检测端与第一放大电路21的第二连接端连接，第二功率检测模的检测端与第二放大电路22的第二连接端连接。

其中，本方案提供的第一功率检测模块41用于检测11的信号强度，并向比较模块43的第一输入端发送11的信号强度，第二功率检测模块42用于检测第二天线12的信号强度，并向比较模块43的第二输入端发送第二天线12的信号强度，比较模块43用于基于11的信号强度和第二天线12的信号强度的信号强度比较结果控制有源放大电路的工作，以控制有源放大电路对11或第二天线 12对应的上行信号进行放大。

示例性的，本方案提供的第一天线11为时分双工(TDD)天线(半双工)，第一天线11对应的频段为B39(1880-1920MHz)，第二天线12为频分双工(FDD) 天线(全双工)，第二天线12对应的频段为(下行频段DL：1920-1980MHz，上行频段UL：2100-2025MHz)。需要进行解释的是，在现有技术中频段B39 与B1中间没有足够的保护间隔，无法采用双工器的方案设计天线，本方案提供的有源天线(例如4G全网通的有源LTE天线)通过高隔离的第一天线11和第二天线12实现对上下行信号的隔离，可有效实现不同频段的天线信号的去耦与隔离，减少天线之间的互耦现象，有效解决双工器无法分离近频信号的问题，提升有源天线性能，实现近频多频的有源天线收发，提升LTE天线与基站的通信距离，解决偏远郊区LTE信号弱的问题。

如图5提供的一种第一放大电路21结构示意图所示，本方案提供的第一放大电路21包括射频开关、第一下行放大器213和第一上行放大器214。本方案提供的下行放大器(低噪声放大器LNA)用于对下行信号进行放大，上行放大器(功率放大器PA)用于对上行信号进行放大。其中第一下行放大器213的信号输入端和第一上行放大器214的信号输出端与第一天线11连接，第一下行放大器213的信号输出端和第一上行放大器214的信号输入端与合路电路3的第一连接端连接。射频开关连接于第一天线11和合路电路3的第一连接端之间，射频开关用于控制第一天线11与第一下行放大器213和第一上行放大器214之间的通断。比较模块43的输出端与射频开关的控制端以及第一上行放大器214 的控制端连接。可以理解的是，由于第一天线11为时分双工天线，其收发信号共用频段分时进行，可根据第一天线11的信号强度控制两个射频开关切换到对应的放大器。例如在检测得到第一天线11的信号强度达到设定强度阈值时，认为当前有源天线处于信号发射状态，则控制射频开关连通第一天线11与第一上行放大器214，断开第一天线11与第一下行放大器213。而在检测得到第一天线11的信号强度小于设定强度阈值时，认为当前有源天线处于信号接收状态，则控制射频开关断开第一天线11与第一上行放大器214，连通第一天线11与第一下行放大器213。

具体的，本方案提供的射频开关包括第一射频开关2121和第二射频开关 2122，第一射频开关2121的固定端与第一匹配电路14的第二连接端连接，第一活动端与第一下行放大器213的信号输入端连接，第二活动端与第一上行放大器214的信号输出端连接。第一功率检测模和第二功率检测模的检测端均包括第一检测端和第二检测端，第二射频开关2122的固定端与第一功率检测模块 41的第一检测端连接，第二射频开关2122的第一活动端与第一下行放大器213 的信号输出端连接，第二活动端与第一上行放大器214的信号输入端连接，第一功率检测模块41的第二检测端与合路电路3的第一连接端连接，第一功率检测模块41的输出端与比较模块43的第一输入端连接。

如图6提供的一种第二放大电路22结构示意图所示，本方案提供的第二放大电路22包括第一双工器221、第二双工器222、第二下行放大器223和第二上行放大器224。其中第一双工器221的第一连接端与第二天线12连接，具体的第一双工器221的第一连接端与与第二匹配电路15的第二连接端连接，实现与第二天线12的连接。第一双工器221的第二连接端与第二下行放大器223的信号输入端连接，第一双工器221的第三连接端与第二上行放大器224的信号输出端连接。第二双工器222的第一连接端与合路电路3的第二连接端连接(具体的，第二双工器222的第一连接端与第一功率检测模块41的第一检测端连接，第一功率检测模块41的第二检测端与合路电路3的第二连接端连接)，第二双工器222的第二连接端与第二下行放大器223的信号输出端连接，第二双工器 222的第三连接端与第二上行放大器224的信号输入端连接。可以理解的是，由于第二天线12为频分双工天线，其上行信号的频率与下行信号的频率有足够的频率间隔，可采用双功器分别对其上下行信号进行分离。进一步的，比较模块 43的输出端与第二上行放大器的控制端连接。即比较模块43的输出端同时与射频开关的控制端(包括第一射频开关2121和第二射频开关2122的控制端)、第一上行放大器214的控制端以及第二上行放大器224的控制端连接。

其中，比较模块43根据第一滤波器51输出的第一天线11对应的上行信号以及第二滤波器52输出的第二天线12对应的上行信号的比较结果控制射频开关、第一上行放大器214以及第二上行放大器224的工作(即根据第一天线11 和第二天线12对应的信道功率控制射频开关、第一上行放大器214以及第二上行放大器224的工作)。

例如，对于第一天线11对应的信道，在检测到第一天线11对应信道的信道功率比较大(大于第二天线12对应的信道的信道功率)时，比较模块43控制第一射频开关2121和第二射频开关2122接通第一上行放大器214，第一上行放大器214开启，同时关闭第一下行放大器213，以发送上行信号(TDD信号)；而在检测到第一天线11对应信道的信道功率比较小(小于第二天线12对应的信道的信道功率)时，比较模块43控制第一射频开关2121和第二射频开关2122 接通第一下行放大器213，控制第一上行放大器214关闭，同时控制第一下行放大器213开启，以接收下行信号。

对于第二天线12对应的信道，第二天线12对应的信道中，双工器分离上下行信号，将上行信号发送到第二上行放大器224，将下行信号发送到第二下行放大器223。在检测到第二天线12对应信道的信道功率比较大(大于第一天线 11对应信道的信道功率)时，比较模块43控制第二上行放大器224开启，以发送上行信号；而在检测到第二天线12对应信道的信道功率比较小(小于第一天线11对应的信道的信道功率)时，比较模块43控制第二上行放大器224关闭，通过第二下行放大器223接收下行信号。

如图7提供的一种合路电路3结构示意图所示，本方案提供的合路电路3 为T型电阻网络电路。示例性的，本方案提供的合路电路3包括第一电阻(图中R1)、第二电阻(图中R2)和第三电阻(图中R3)，并且第一电阻、第二电阻和第三电阻的阻值相同。第一电阻、第二电阻和第三电阻的第一连接端相互连接，第一电阻的第二连接端与第一放大电路21的第二连接端连接，第二电阻的第二连接端与第二放大电路22的第二连接端连接，第三电阻的第二连接端作为有源天线的对外连接端。

需要进行解释的是，从第一天线11和第二天线12接收的下行信号需要进行合路，由于第一天线11和第二天线12接收的下行信号经过了有源放大，在合路时不需要考虑信号在合路电路3的损耗，但是还需要考虑信号的带内平坦度。若信号的带内平坦度不平整，会对信号造成严重的失真(特别是采用QAM 或ASK等调制方式调幅信号时)。若采用双工器组成合路电路3，虽然可以对下行信号进行高损耗合成，但是会在两个频段交界点出现严重的衰减，导致带内平坦度较差。若采用同频合路器(功分器)组成合路电路3，在信号由信号处理模块的公共端口进入合路电路3一分二时，会出现两个非相干信号进行合成时导致端口无法匹配，驻波较差的情况。本方案采用T型电阻网络电路进行合路，T型电阻网络电路可以让信号双向流通且驻波可匹配，可有效解决采用双工器或功分器组成合路电路3导致的带内平坦度以及驻波较差的问题。

示例性的，假设第一天线11和第二天线12之间的隔离度为-25db，将第一电阻、第二电阻和第三电阻的阻值设置为16.7Ω，那么从合路电路3的任意端口接入，其电阻值均约为50Ω，此时合路电路3的插入损耗仅为6db，并且合路电路3为纯阻性元件结构，其频段为全频段，不会出现带内不平坦等非线性失真的情况。可选的，上行信号因为只在合路电路3上损失了6db，第一上行放大器214和第二上行放大器224可将上行信号统一放大6db(可根据实际情况设置放大系数)，下行信号统一放大16db，那么下行信号经过合路电路3后还有10db的放大，不会影响下行信号在弱信号下的信噪比，有效保证信号传输质量。同时，第一天线11和第二天线12的有源放大数值为：16db-6db+6db＝16db，小于25db，放大倍数小于1，有源天线不会发生自激的情况导致无法正常工作的情况。

在一个可能的实施例中，如图8提供的另一种有源天线的结构示意图所示，滤波电路5还包括第三滤波器53和第四滤波器54，其中第一匹配电路14的第二连接端经第三滤波器53与第一放大电路21的第一连接端，即第三滤波器53 的一端连接第一匹配电路14的第二连接端，另一端连接第一放大电路21的第一连接端连接。第二匹配电路15的第二连接端经第四滤波器54与第二放大电路22的第一连接端连接，即第四滤波器54的一端与第二匹配电路15的第二连接端连接，另一端与第二放大电路22的第一连接端连接。第三滤波器53的工作参数与第一天线11对应的频段对应，即第一滤波器51在进行信号滤波时，保留第一天线11对应的频段对应的信号，从而对第一天线11接收到的下行信号进行滤波。第二滤波器52的工作参数与第二天线12对应的频段对应，即第二滤波器52在进行信号滤波时，保留第二天线12对应的频段对应的信号，从而对第二天线12接收到的下行信号进行滤波。

上述，通过高隔离天线组1中的第一天线11和第二天线12传输上下行信号，分别通过滤波电路5基于对应的频段进行信号滤波，通过功率检测电路4 基于第一天线11和第二天线12的上行信号强度控制不同有源放大电路2的工作，实现对第一天线11和第二天线12对应的上行信号的有效分离和放大，并通过合路电路3将各个天线的下行信号合成为天线下行信号，以及将天线上行信号划分为不同天线对应的上行信号，通过高隔离天线组1中隔离度达到设定隔离度要求的第一天线11和第二天线12、滤波电路5以及功率检测电路4，实现对上下行信号的隔离，减少信号在两个天线之间形成环路产生自激的情况，以及有效分离不同频段的天线信号，减少天线之间的互耦现象，提高信号收发质量。可有效实现不同频段的天线信号的去耦与隔离，减少天线之间的互耦现象，有效解决双工器无法分离近频信号的问题，提升有源天线性能，实现近频多频的有源天线收发，提升有源天线与基站的通信距离，解决偏远郊区有源天线信号弱的问题。

图9是本申请实施例提供的一种通信设备的原理框图，该通信设备包括通信模块和如上述任一实施例提供的有源天线，有源天线的对外连接端(合路电路3的第三连接端、第三电阻的第二连接端)与通信模块的通信端口连接。

上述仅为本申请的较佳实施例及所运用的技术原理。本申请不限于这里提供的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行的各种明显变化、重新调整及替代均不会脱离本申请的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本申请进行了较为详细的说明，但是本申请不仅仅限于以上实施例，在不脱离本申请构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本申请的范围由权利要求的范围决定。

Claims

1.一种有源天线，其特征在于，包括高隔离天线组、有源放大电路、功率检测电路、滤波电路和合路电路，所述高隔离天线组包括隔离度达到设定隔离度要求的第一天线和第二天线，所述合路电路设置有天线侧连接端和对外连接端，其中：

2.根据权利要求1所述的有源天线，其特征在于，所述高隔离天线组的多个所述天线通过设定天线距离、正交极化、设定天线方向、去耦网络中的一种或多种的组合实现隔离度达到设定隔离度要求。

3.根据权利要求1所述的有源天线，其特征在于，所述滤波电路包括第一滤波器和第二滤波器，所述有源放大电路包括第一放大电路和第二放大电路，所述合路电路设置有第一连接端、第二连接端和第三连接端，所述合路电路的第一连接端和第二连接端作为天线侧连接端，所述合路电路的第三连接端作为对外连接端，其中：

4.根据权利要求3所述的有源天线，其特征在于，所述高隔离天线组还包括退耦电路、第一匹配电路和第二匹配电路，其中：

5.根据权利要求4所述的有源天线，其特征在于，所述退耦电路包括第一导纳转换电路、第二导纳转换电路和并联电抗电路，其中：

6.根据权利要求3所述的有源天线，其特征在于，所述功率检测电路包括第一功率检测模块、第二功率检测模块和比较模块，其中：

7.根据权利要求6所述的有源天线，其特征在于，所述第一天线为时分双工天线，所述第一放大电路包括射频开关、第一下行放大器和第一上行放大器，其中：

8.根据权利要求6所述的有源天线，其特征在于，所述第二天线为频分双工天线，所述第二放大电路包括第一双工器、第二双工器、第二下行放大器和第二上行放大器，其中：

9.根据权利要求3所述的有源天线，其特征在于，所述合路电路为T型电阻网络电路。

10.根据权利要求9所述的有源天线，其特征在于，所述合路电路包括第一电阻、第二电阻和第三电阻，所述第一电阻、所述第二电阻和所述第三电阻的阻值相同，所述第一电阻、所述第二电阻和所述第三电阻的第一连接端相互连接，所述第一电阻的第二连接端与所述第一放大电路的第二连接端连接，所述第二电阻的第二连接端与所述第二放大电路的第二连接端连接，所述第三电阻的第二连接端作为所述有源天线的对外连接端。

11.一种通信设备，其特征在于，包括通信模块和如权利要求1-10任一项所述的有源天线，所述有源天线与所述通信模块连接。