CN220190879U - 一种船舱内5g信号覆盖的无线中继装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种船舱内5G信号覆盖的无线中继装置，包括回传天线无线中继设备和接入天线；无线中继设备包括第一双工器、5G下行信号放大滤波通道、5G上行信号放大滤波通道、第二双工器、监控信号耦合通道、通信模组和控制单元；相较现有技术的无线中继设备采用前端耦合信号的方式，不仅降低了设备的下行噪声系数，而且在基站的弱覆盖区，通信模组也具有较好的接收信号；相较现有技术的无线中继设备采用末端耦合信号的方式，不仅降低了设备的上行噪声系数，而且解决了由于耦合链路上的大衰减器导致通信模组的频繁掉线的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种船舱内5G信号覆盖的无线中继装置。
背景技术
海域对5G通信网络覆盖的需求日益剧增。目前电信设备制造商提出了基于5G的超远覆盖方案，经测试验证，覆盖距离可达上百公里。
然而，上述覆盖方案只能对船体甲板和驾驶室等区域进行有效覆盖，由于船体结构采用钢铁等金属材质，且船舱位于船体底层，使得5G信号无法通过穿透、绕射等方式到达船舱，造成船舱成为5G信号覆盖的弱区、或盲区。
目前解决船舱内5G信号覆盖的方式之一是采用无线中继设备。关于无线中继设备的监控信号的耦合方式，现有技术采用两种方式：前端耦合和末端耦合。
见图1：监控信号采用前端耦合方式，即从回传天线口通过耦合器从天线口耦合出监控信号，该种方式存在以下缺点：
(1)当船只航行到基站的弱覆盖区时，由于基站信号本身就弱，再加上耦合器的耦合插损，会导致通信模组的掉线；
(2)由于耦合器插损的引入，且该插损位于下行射频链路的前端，会增大无线中继设备的下行噪声系数，从而导致下行信号质量的恶化。
见图2：监控信号采用末端耦合方式，即从接入天线口通过耦合器从天线口耦合出监控信号，该种方式存在以下缺点：
(1)采用末端耦合方式，必须在耦合器与通信模组间加上大的衰减器，以使通信模组在发射大功率时，无线中继设备上行通道不进入增益压缩状态；由于大衰减器的引入，会使得信号质量进一步恶化，导致通信模组的频繁掉线；
(3)由于耦合器插损的引入，且该插损位于上行射频链路的前端，会增大无线中继设备的上行噪声系数，从而导致上行信号质量的恶化。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种船舱内5G信号覆盖的无线中继装置，以克服现有技术的监控信号耦合方式会造成通信模组掉线以及增大噪声系数的技术问题。
为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：
一种船舱内5G信号覆盖的无线中继装置，包括回传天线无线中继设备和接入天线；
无线中继设备包括第一双工器、5G下行信号放大滤波通道、5G上行信号放大滤波通道、第二双工器、监控信号耦合通道、通信模组和控制单元；
第一双工器的ANT口连接于回传天线，第二双工器的ANT口连接于接入天线；
5G下行信号放大滤波通道的前端连接于第一双工器的RX口，末端连接于第二双工器的RX口；5G上行信号放大滤波通道前端连接于第二双工器的TX口，末端连接于第一双工器的TX口；
监控信号耦合通道一端连接5G下行信号放大滤波通道，另一端连接于5G上行信号放大滤波通道，监控信号耦合通道用于从5G下行信号放大滤波通道中耦合出5G信号和将通信模组发送的上行5G信号耦合进5G上行信号放大滤波通道。
优选的，回传天线采用全向天线。
优选的，接入天线为定向板状天线。
优选的，接入天线为吸顶全向天线。
优选的，一种船舱内5G信号覆盖的无线中继装置应用于TDD(Time DivisionDuplexing)模式时第一双工器可为开关。
优选的，监控信号耦合通道包括第一耦合器、第二耦合器、可调衰减器和第三双工器。
优选的，第一耦合器采用耦合度较小的耦合器。
优选的，可调衰减器的衰减值通过控制单元控制。
优选的，5G上行信号放大滤波通道包括低噪声放大器和带通滤波器。
优选的，5G下行信号放大滤波通道包括功率放大器和带通滤波器。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：
一种船舱内5G信号覆盖的无线中继装置，包括回传天线无线中继设备和接入天线；
无线中继设备包括第一双工器、5G下行信号放大滤波通道、5G上行信号放大滤波通道、第二双工器、监控信号耦合通道、通信模组和控制单元；通过监控信号耦合通道从5G下行信号放大滤波通道中耦合出5G信号和将通信模组发送的上行5G信号耦合进5G上行信号放大滤波通道，相较现有技术的无线中继设备采用前端耦合信号的方式，不仅降低了设备的下行噪声系数，而且在基站的弱覆盖区，通信模组也具有较好的接收信号；相较现有技术的无线中继设备采用末端耦合信号的方式，不仅降低了设备的上行噪声系数，而且解决了由于耦合链路上的大衰减器导致通信模组的频繁掉线的问题，解决了现有监控信号耦合方式会造成通信模组掉线以及增大噪声系数的技术问题。
优选的，第一耦合器采用耦合度较小的耦合器，以便使得通信模组接收到的5G信号较强。
附图说明
图1是现有技术从无线中继设备前端耦合监控信号的方式；
图2是现有技术从无线中继设备末端耦合监控信号的方式；
图3是本实用新型实施例提供的一种船舱内5G信号覆盖的无线中继装置。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型技术方案，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的实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
本实用新型一种船舱内5G信号覆盖的无线中继装置，包括回传天线无线中继设备和接入天线；
无线中继设备包括第一双工器、5G下行信号放大滤波通道、5G上行信号放大滤波通道、第二双工器、监控信号耦合通道、通信模组和控制单元；
第一双工器的ANT口连接于回传天线，第二双工器的ANT口连接于接入天线；
5G下行信号放大滤波通道的前端连接于第一双工器的RX口，末端连接于第二双工器的RX口；5G上行信号放大滤波通道前端连接于第二双工器的TX口，末端连接于第一双工器的TX口；
监控信号耦合通道一端连接5G下行信号放大滤波通道，另一端连接于5G上行信号放大滤波通道，监控信号耦合通道用于从5G下行信号放大滤波通道中耦合出5G信号和将通信模组发送的上行5G信号耦合进5G上行信号放大滤波通道。
下面结合具体实施方式对本实用新型做进一步说明，如图3所示，本实用新型一种船舱内5G信号覆盖的无线中继装置，包括回传天线、无线中继设备和接入天线。
回传天线用于与基站交互，接收和发送5G信号。具体地，在下行链路用于接收基站发送的5G信号，后将该5G信号发送无线中继设备进行滤波放大处理；在上行链路用于将经无线中继设备滤波放大的5G信号发送给基站。
无线中继设备包括第一双工器、5G下行信号放大滤波通道、5G上行信号放大滤波通道、第二双工器、监控信号耦合通道、通信模组和控制模块。无线中继设备用于对5G下行信号进行放大滤波处理；对5G上行信号进行放大滤波处理；从5G上下行放大滤波通道中耦合出5G信号实现监控功能。
第一双工器的ANT口连接于回传天线，RX口连接于5G下行信号放大滤波通道、TX口连接于5G上行信号放大滤波通道，第一双工器用于合路/分离5G上下行信号。
进一步地，无线中继装置应用于TDD(Time Division Duplexing)模式时，第一双工器可为开关。
5G下行信号放大滤波通道前端连接于第一双工器的RX口，末端连接于第二双工器的RX口，5G下行信号放大滤波通道用于对5G下行信号进行滤波放大处理；5G上行信号放大滤波通道前端连接于第二双工器的TX口，末端连接于第一双工器的TX口，5G上行信号放大滤波通道用于对5G上行信号进行滤波放大处理；
第二双工器的ANT口连接于接入天线，RX口连接于5G下行信号放大滤波通道的末端，TX口连接于5G上行信号放大滤波通道的前端，第二双工器用于合路/分离5G上下行信号。应用于TDD模式时，第二双工器可为开关。
监控信号耦合通道包括第一耦合器、第二耦合器、可调衰减器和第三双工器；5G下行信号放大滤波通道包括低噪声放大器和带通滤波器，第一耦合器位于5G下行信号放大滤波通道的低噪声放大器(LNA(Low Noise Amplifier))之后，其中第一耦合器的输入口连接于LNA的输出口，输出口连接于5G下行信号放大滤波通道的LNA之后的下一级器件，耦合口连接于第三双工器的RX口；第一耦合器用于从5G下行信号放大滤波通道耦合出5G下行信号；第一耦合器可采用耦合度较小的耦合器，以便使得通信模组接收到的5G信号较强。
5G上行信号放大滤波通道包括功率放大器和带通滤波器，第二耦合器位于5G上行信号放大滤波通道的末级功率放大器(PA(Power Amplifier))之前，其中第二耦合器的输出口连接于末级PA的上一级器件，输入口连接于末级PA的输入口，耦合口连接于可调衰减器，第二耦合器用于将通信模组发送5G上行信号耦合进5G上行信号放大滤波通道。
可调衰减器连接于第三双工器的TX口，可调衰减器的衰减值通过控制单元控制，可调衰减器用于控制通信模组发送5G上行信号进入末级PA功率的大小，控制原则为通信模组发送的5G信号进入末级PA的功率不能使末级PA进入非线性状态。
第三双工器的ANT口连接于通信模组、RX口连接于第一耦合器、TX口连接于可调衰减器，第三双工器用于合路/分离通过耦合器耦合的5G上下行信号。应用于TDD模式时，第三双工器为开关。
通信模组连接于第三双工器的ANT口和控制单元，通信模组用于与基站通信接收/发送监控信息，实现设备的监控功能。
控制单元主要实现如下功能：
(1)5G上下行信号放大滤波通道的增益和功率控制；
(2)控制可调衰减器的衰减值；
(3)与通信模组交互实现设备的监控管理。
接入天线用于与终端交互，接收和发送5G信号。具体地，在下行链路用于接收经无线中继设备滤波放大的基站5G信号，后将该5G信号发送给终端；在上行链路接收终端发送的5G信号，后将该5G信号发送给无线中继设备进行滤波放大处理。
进一步地，接入天线可为定向板状天线，以便更好的接收信号，降低对其他基站的干扰。
进一步地，接入天线也可为吸顶全向天线，以便对信号更好的覆盖。
Claims (10)
1.一种船舱内5G信号覆盖的无线中继装置，其特征在于，包括回传天线、无线中继设备和接入天线；
无线中继设备包括第一双工器、5G下行信号放大滤波通道、5G上行信号放大滤波通道、第二双工器、监控信号耦合通道、通信模组和控制单元；
回传天线连接于第一双工器，接入天线连接于第二双工器；
5G下行信号放大滤波通道的前端连接于第一双工器，末端连接于第二双工器；5G上行信号放大滤波通道前端连接于第二双工器，末端连接于第一双工器的口；
监控信号耦合通道连接于5G下行信号放大滤波通道和5G上行信号放大滤波通道，监控信号耦合通道用于从5G下行信号放大滤波通道中耦合出5G信号和将通信模组发送的上行5G信号耦合进5G上行信号放大滤波通道；通信模组和控制单元连接于监控信号耦合通道。
2.根据权利要求1所述的一种船舱内5G信号覆盖的无线中继装置，其特征在于，回传天线采用全向天线。
3.根据权利要求1所述的一种船舱内5G信号覆盖的无线中继装置，其特征在于，接入天线为定向板状天线。
4.根据权利要求1所述的一种船舱内5G信号覆盖的无线中继装置，其特征在于，接入天线为吸顶全向天线。
5.根据权利要求1所述的一种船舱内5G信号覆盖的无线中继装置，其特征在于，所述一种船舱内5G信号覆盖的无线中继装置应用于TDD(Time Division Duplexing)模式时第一双工器可为开关。
6.根据权利要求1所述的一种船舱内5G信号覆盖的无线中继装置，其特征在于，监控信号耦合通道包括第一耦合器、第二耦合器、可调衰减器和第三双工器，第一耦合器和可调衰减器连接于第三双工器，第三双工器连接于通信模组，通信模组与控制单元双向连接，控制单元另一端连接于可调衰减器。
7.根据权利要求6所述的一种船舱内5G信号覆盖的无线中继装置，其特征在于，第一耦合器采用耦合度较小的耦合器。
8.根据权利要求6所述的一种船舱内5G信号覆盖的无线中继装置，其特征在于，可调衰减器的衰减值通过控制单元控制。
9.根据权利要求1所述的一种船舱内5G信号覆盖的无线中继装置，其特征在于，5G下行信号放大滤波通道包括低噪声放大器和带通滤波器。
10.根据权利要求1所述的一种船舱内5G信号覆盖的无线中继装置，其特征在于，5G上行信号放大滤波通道包括功率放大器和带通滤波器。
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