CN2398791Y

CN2398791Y - 350MHz频段移动通信直放站

Info

Publication number: CN2398791Y
Application number: CN99215676U
Authority: CN
Inventors: 程书田; 郭庆新; 王传奇; 唐传彬; 李国富
Original assignee: XIAMEN HUAQIAO ELECTRONIC ENTERPRISE CO Ltd
Current assignee: Xiamen Overseas Chinese Electronic Co Ltd
Priority date: 1999-07-29
Filing date: 1999-07-29
Publication date: 2000-09-27
Anticipated expiration: 2009-07-29

Abstract

本实用新型提出一种350MHz频段移动直放站,包括:一个基站方向双工器,一个带选通的下行低噪声放大器,一个下行带通滤波器,一个带选通的下行功率放大器,一个移动台方向的双工器,一个带选通的上行低噪声放大器,一个上行带通滤波器和一个带选通的上行功率放大器。采用带选通的低噪声放大器和带选通的功率放大器与以腔体滤波器实现的双工器和带通滤波器相结合的方式,实现了整个系统的隔离度指标和增益指标。

Description

350MHz频段移动通信直放站

本实用新型涉及一种350MHz频段内的移动通信直放站。

我国公安系统广泛采用350MHz频段集群通信系统。在建设350MHz频段集群通信网时通常采用大区制，因而普遍存在较多的通信盲区。盲区的存在致使公安部门在该频段的通信联络困难。社会突发事件可能在任何角落发生，如果在盲区中发生事件，将给案件的调查和指令的及时上传下达带来困难。

解决350MHz频段通信盲区问题通常可以采用增设集群基站的方法，但此方法会使建网工程复杂化，也增加了指挥调度的复杂性，同时大大增加了工程建设费用；也可以采用天线高架法，但一味架高天线并不能完全解决盲区问题，而且工程施工难度增大且较危险；在一些地域内，由于基站发射功率大而移动台发射的功率小导致的通信不畅，也可采用增大移动台发射功率的办法，但在体积较小的移动台中要实现大功率输出是难以做到的。

解决350MHz频段的通信盲区问题也可通过架设直放站系统予以解决。这种直放站将基站发射出的下行360MHz～365MHz的信号进行接收、放大，并通过天线重发，覆盖以该直放站为核心的服务区，同时将该服务区中移动台发射出的上行350MHz～355MHz的信号进行接收、放大，并通过天线重发给基站。由于350MHz频段的特殊性，在该频段中使用直放站系统提高通信质量的作法并不多见。

目前，直放站系统已在900MHz频段通信系统使用，参照图1在900MHz频段GSM直放站系统中，900MHz频段直放站将对准基站方向的天线1(双工器18)接收到的基站信号，经下行低噪声放大器11、下行带通滤波器12和下行功率放大器13放大后，经对准服务区方向的天线10(双工器14)辐射出去，以覆盖服务区。同时将对准服务区方向的天线10接收到的移动台信号，经上行低噪声放大器15，上行带通滤波器16和上行功率放大器17放大后，由对准基站方向的天线1辐射给基站。天线为双工工作，即既作接收天线，也作发射天线，以实现移动站和基站间的正常双向传输。在全双工直放站系统中存在一个闭环，在这个闭环中，要对上、下行的收发信号进行一定的隔离，才不会引起系统自激。这个隔离度数值要大于上、下行信号增益数值的总和。而信号增益与服务区域大小相关，服务范围大，则信号增益值要大，要求的隔离度数值也大，反之亦反。若要实现上、下行信号增益均为90～100dB时，其隔离度数值至少要在200dB以上。由于900MHz的上行信号(890～915MHz)及下行信号(935～960MHz)两者之间间隔20MHz，上(下)行带滤波器16、12的隔离度数值为60dB，因此采用以腔体滤波器实现的双工器14、18，便可达到约80dB的隔离度数值。

在350MHz频段的直放站方案中，应根据服务区的范围及地型情况确定系统的发射功率及天线型式，根据系统稳定性的要求，确定上、下行信道的隔离度指标，根据系统确定的灵敏度要求，提出收、发天线间的隔离度要求，根据上、下行信道的间隔情况，考虑系统电路的组成方式等等。与900MHz频段移动通信直放站相比，350MHz频段的直放站系统面临的难点在于：1)上、下行信道间隔小，一般方案难以使系统达到理想的上、下行信号隔离度，易造成系统工作的不稳定。2)频率较低，按900MHz频段的双工器方案实现系统的上、下行信号隔离度要求，导致整机体积偏大。3)频率较低，天线尺寸较大，按收、发天线空间隔离度要求所需的占地范围偏大。4)系统各项指标的综合确定因各种方案的性、价差异及该频段用户要求的特殊性难以选择通用的系统方案。

在350MHz频段的直放站中，由于上、下行信号的工作频段仅间隔5MHz，如照搬900MHz频段GSM直放站方案，采用以腔体滤波器实现的双工器及带通滤波器，要达到与900MHz频段GSM直放站相当的上、下行信号隔离度数值，只有增加腔体的数量。而腔体数量增加势必导致双工器及带通滤波器的体积增大，插入损耗也增大，从而加大整机的体积，影响信号的线性度。

本实用新型的目的在提供一种可较好地解决公安系统350MHz频段移动通信中出现的盲区问题的350MHz频段移动通信直放站以克服上述缺陷。

本实用新型提出的350MHz频段移动通信直放站，它包括：

一个基站方向双工器，用于接收基站方向天线接收基站发来的下行信号，并按下行通道方向将下行信号送给带选通的下行低噪声放大器；用于接收带选通的上行功率放大器送来的上行信号，并按上行通道方向将放大了的上行信号送至基站方向天线，经基站方向天线向基站方向幅射上行信号；

一个带选通的下行低噪声放大器，用于接收由基站方向双工器送给的下行信号，并将放大的下行信号送给下行带通滤波器；

一个下行带通滤波器，用于接收经带选通的下行低噪声放大器放大了的下行信号，并将放大了的下行信号滤除杂波后再送给带选通的下行功率放大器；

一个带选通的下行功率放大器，用于接收经下行带通滤波器滤除杂波后的下行信号，并将下行信号放大到所需功率电平后送到移动台方向的双工器；

一个移动台方向的双工器，用于接收带选通的下行功率放大器送来的下行信号，并按下行通道方向将放大了的下行信号送至移动台方向天线，由移动台方向天线辐射出与基站下行信号相同，但幅度更强的下行信号，以复盖直放站的服务区；用于接收由移动台方向天线接收直放站服务区内移动台发出的上行信号，并按上行通道方向将上行信号送给带选通的上行低噪声放大器；

一个带选通的上行低噪声放大器，用于接收由移动台方向双工器送给的上行信号，并将放大的上行信号送给上行带通滤波器；

一个上行带通滤波器，用于接收经带选通的上行低噪声放大器放大了的上行信号，并将放大的上行信号滤除杂波后再送给带选通的上行功率放大器；

一个带选通的上行功率放大器，用于接收经上行带通滤波器滤除杂波后的上行信号，并将上行信号放大到所需功率电平后送到基站方向双工器。

由于本实用新型提出的350MHz频段移动通信直放站，采用带选通的低噪声放大器和带选通的功率放大器与以腔体滤波器实现的双工器和带通滤波器相结合的方式，将系统要求的上、下行信号的隔离度数值及增益数值的要求，按系统构成的各部件的特性进行重新分配，实现了整个系统的隔离度指标和增益指标。并可在不增大整机体积和不增大双工器的插入损耗指标的前提下，达到可靠实用的效果。

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述。

图1为900MHz频段GSM直放站系统原理框图。

图2为实施例350MHz频段移动通信直放站原理框图。

图3为带选通的低噪声放大器的电路图。

图4为带选通的功率放大器的电路图。

图5为带选通的低噪声放大器及带选通的功率放大器中自动增益控制电路图。

图6为带选通的低噪声放大器及带选通的功率放大器中手动增益(功率)控制电路图。

图7为350MHz频段移动通信直放站具体应用方案之一。

图8为350MHz频段移动通信直放站具体应用方案之二。

本实施例提出的350MHz频段移动通信直放站，可在不增大整机体积和不增大双工器的插入损耗指标的前提下，达到可靠实用的效果。为不影响系统性能和不增大整机体积，不能单纯采用增加以腔体滤波器实现的双工器和带通滤波器的数量的方式来达到所需的上、下行信号的隔离度数值。在350MHz频段内，腔体数量受限的双工器的隔离度数值和带通滤波器的隔离度数值要分别达到80dB和60dB有较大的困难，其分别达到60dB和40dB还是可以实现的。为满足系统的隔离度指标，可在低噪声放大器及功率放大器电路中增加选通特性，以带选通低噪声放大器及带选通的功率放大器对上、下行信号隔离度数值弥补因腔体滤波器的体积限制而使双工器和带通滤波器的上、下行信号隔离度数值降低的影响。而带选通的低噪声放大器和带选通的功率放大器一般要达到对上、下行信号有40dB的隔离度数值。为了实现这一要求，可以采用微带滤波器方式，但是，微带滤波器电路板占用面积大、调试困难，不利于生产；也可以采用介质腔滤波器，但要达到40dB的隔离需要增加腔体的数量，从而使滤波器的插损较大；在本实施例中，在带选通的低噪声放大器和功率放大器中采用了声表面波滤波器，实现了低噪放大器和功率放大器的选通特性，实现了对上、下行信号的隔离度数值要求。选用声表面波滤波器作为选通器件具有体积小、一致性好、调试方便，插损小于5dB等特点。这样，本实施例采用带选通的低噪声放大器和带选通的功率放大器与以腔体滤波器实现的双工器和带通滤波器相结合的方式，将系统要求的上、下行信号的隔离度数值用增益数值的要求，按系统构成的各部件的特性进行重新分配，实现了整个系统的隔离度指标和增益指标。各部件的隔离度指标数为带选取通的低噪声放大器为40dB、带通滤波的功率放大器为40dB。

参照图2，本实实施例提出的350MHz频段移动通信直放站，包括：一个基站方向双工器28，一个带选通的下行低噪声放大器21，一个下行带通滤波器22，一个带选通的下行功率放大器23，一个移动台方向的双工器24，一个带选通的上行低噪声放大器25，一个上行带通滤波器26，一个带选通的上行功率放大器27。对准基站方向的天线接收基站发来的下行信号，送给基站方向双工器28，基站方向双工器28按下行通道方向将下行信号送给带选通的下行低噪声放大器21，下行低噪声放大器21将放大的下行信号送给下行带通滤波器22，下行带通滤波器22将放大了的下行信号滤除杂波后再送给带选通的下行功率放大器23，带选通的下行功率放大器23将下行信号放大到所需功率电平后送到移动台方向的双工器24，移动台方向的双工器24按下行通道方向将放大了的下行信号送至移动台方向天线，由移动台方向天线辐射出与基站下行信号相同，但幅度更强的下行信号，以复盖直放站的服务区。移动台方向天线同时也接收直放站服务区内移动台发出的上行信号，经移动台方向的双工器24按上行通道方向将上行信号送给带选通的上行低噪声放大器25，上行低噪声放大器25将放大了的上行信号送给上行带通滤波器26，上行带通滤波器26将放大了的上行信号滤除杂波后送给带选通的上行功率放大器27，带选通的上行功率放大器27将上行信号放大到所需功率电平后再送给基站方向的双工器28，基站方向的双工器28按上行通道方向将放大了的上行信号送至基站方向天线，经基站方向天线向基站方向幅射上行信号。

参见图3说明带选通的低噪声放大器的结构(上、下行带选通的放大器结构相同，仅上、下行频率不同)。该带选通的低噪声放大器由带增益控制端的第一级功率保护电路31、第一级低噪声放大器32、声表面波滤波器33，带增益控制端的第二级功率保护电路34和第二级放大器35顺序连接、及自动增益控制电路36的输入端与第一级低噪声放大器32的输出端相连，自动增益控制电路36的输出端与带增益控制端的第一级功率保护电路31的增益控制端相连接，手动增益控制电路37的输入端与第二级放大器35的输出端相连接，手动增益控制电路37的输出端与带增益控制端的第二级功率保护电路34的增益控制端相连接构成。微弱的接收信号经功率保护电路31后经由第一级低噪声放大器32进行25dB以上的放大，声表面波滤波器33对放大的信号进行上、下行40dB的选通隔离(上行350～355MHz，下行360～365MHz)，信号经第二级功率保护电路34后接入第二级放大电路35进行30dB以上的放大后再输出。由于来自基站和移动台的信号强度不稳定，当信号较强时，功率保护电路动作，保护低噪声放大器的元器件安全。自动增益控制电路36(AGC1)根据信号强度自动调节第一级低噪声放大器32的增益，以保证后级放大器的正常工作状态和输出信号的线性度。手动增益控制可使工程人员在施工现场调整第二级放大器的增益，以调整整机增益使整机工作于最佳的状态。图中3为手动调节端，301、302为耦合器。

参见图4，说明带选通的功率放大器结构(上、下行带选通的功率放大器结构相同，仅上、下行频率不同)。该带选通的功率放大器由带增益控制端的增益调节电路41、推动级放大器42、声表面波滤器43、带增益控制端的功率控制电路44、末级功放45顺序连接、及自动增益控制电路46的输入端与推动级放大器41的输出端相连接，自动增益控制电路46的输出端与带增益控制端的增益调节电路41的增益控制端相连接，手动功率控制电路47的输入端与末级功放45的输出端相连接，手动功率控制电路47的输出端与功率控制电路44的输入端相连接构成。经增益调节电路41接入的信号，由推动级放大器42将该信号放大25dB左右再由声表面波滤波器43进行选通，声表面波滤波器43对信号进行上、下行40dB的选通隔离(上行350～355MHz，下行360～365MHz)，信号经功率控制电路44，接入末级功放45，由末级功放电路45将信号放大25dB后输出给双工器。自动增益控制电路46(AGC1)输出与信号电平相应的直流电压，由增益调节电路41自动调节推动级放大器42的输出幅度以保护后级功放。手动功率控制电路47的原理与自动增益控制电路类似，由功率控制电路44根据手动增益控制电路47的直流电平控制末级功放的输出功率，以实现整机输出最大功率的调整。图中401为分路器、402为合路器、403、404为耦合器、4为手动调节端。

参见图5，说明低噪声放大器及功率放大器中自动增益控制电路(AGC1)的实现。耦合器301和耦合器403耦合输出(OUT1)，经检波二极管D501检波后输出直流电压，通过集成电路放大器IC501、IC502放大后从隔离二极管D502输出，分别控制图3的第一级功率保护电路DT301和图4的增益调节电路DT401。可以调节可调电阻VR501的阻值，设定集成电路放大器IC502的放大倍数及直流电位，从而改变了功率保护电路DT301和增益调节电路DT401的增益控制基准电平，即改变了低噪放大器中的第一级低噪放大器及功率放大器中推动放大器的输出电平。

参见图6，说明低噪声放大器及功率放大器中手动增益(功率)控制电路(AGC2)的实现。耦合器302和耦合器404耦合输出(OUT2)，经检波二极管D601检波后输出直流电压，通过集成电路放大器IC601、IC602放大后从射随三极管N601输出与信号幅度相应的直流电压，从手动调节端输入外加手动调节电压，与N601射随输出的直流电压相叠加，形成控制电压，分别控制图3的第二级功率保护电路DT302和图4的增益调节电路DT402。从而实现手动增益(功率)调节的功能。可以调节可调电阻VR601的阻值，设定集成电路放大器IC602的放大倍数及直流电位以及改变手动功率控制端(MAGC)的电压采调节DT302、DT402增益调节范围，从而达到调节低噪声放大器的增益和功率放大器的输出功率的效果。

参见图7，本实施例的具体应用方案之一，在基站71所能覆盖的区域中，可能会存在小山包或楼群，信号传输路径因受到山体或楼体的阻挡便造成信号盲区。为此可以在山上或高层楼顶72架设一直放站73，以接收基站360～365MHz的基站71信号，经直放站73对信号进行下行放大、滤波后覆盖原先存在的盲区74，并接收原盲区的移动台信号，以上行放大、滤波后发给基站，从而实现正常的通信。图中75为直放站服务区。

参照图8，本实施例的具体应用方案二，基站81发射的下行信号比移动台的上行信号强，虽然基站81的接收灵敏度比移动台的接收灵敏度高，但仍存在一部分远距离盲区84。在这些盲区84中，移动台能够接收到基站81的信号，但基站81无法收到移动台发射的上行信号，因此出现通信不畅的问题。解决这类问题可以在靠近远距离区附近架设一直放站83，作为上行信号的中继站，使基站81能可靠地收到移动台的上行信号，同时，原服务区因有了直放站83，基站81发出的下行信号也得到增强，提高了通信质量。图中86为基站服务区、85为直放站服务区。

Claims

1、一种350MHz频段移动通信直放站，其特征在于：它包括：

2、根据权利要求1所述的350MHz频段移动通信直放站，其特征在于：带选通的下(上)行低噪声放大器由带增益控制端的第一级功率保护电路、第一级低噪声放大器、声表面波滤波器，带增益控制端的第二级功率保护电路和第二级放大器顺序连接、及自动增益控制电路的输入端与第一级低噪声放大器的输出端相连，自动增益控制电路的输出端与带增益控制端的第一级功率保护电路的增益控制端相连接，手动增益控制电路的输入端与第二级放大器的输出端相连接，手动增益控制电路的输出端与带增益控制端的第二级功率保护电路的增益控制端相连接构成；带选通的下(上)行功率放大器由带增益控制端的增益调节电路、推动级放大器、声表面波滤器、带增益控制端的功率控制电路、末级功放顺序连接、及自动增益控制电路的输入端与推动级放大器的输出端相连接，自动增益控制电路的输出端与带增益控制端的增益调节电路的增益控制端相连接，手动功率控制电路的输入端与末级功放的输出端相连接，手动功率控制电路的输出端与功率控制电路的输入端相连接构成。

3、根据权利要求1或2所述的350MHz频段移动通信直放站，其特征在于：带选通的下(上)行低噪声放大器和带选通的下(上)行功率放大器采用声表面波滤波器。