RU183421U1

RU183421U1 - BIDIRECTIONAL CELL SIGNAL AMPLIFIER

Info

Publication number: RU183421U1
Application number: RU2018109934U
Authority: RU
Inventors: Максим Викторович Дахин; Вадим Петрович Собина
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Крокс Плюс"
Priority date: 2018-03-21
Filing date: 2018-03-21
Publication date: 2018-09-21

Abstract

Полезная модель относится к области беспроводной телекоммуникационной техники, в частности к усилителям-ретрансляторам сигнала беспроводной сотовой связи. Двунаправленный усилитель сигнала сотовой связи, состоящий из четырех дуплексеров, одного общего для каналов приема и передачи усилительного каскада, схемы слежения и управления. Техническим результатом данной полезной модели является существенное снижение энергопотребления схемы усилителя-ретранслятора.

The invention relates to the field of wireless telecommunications technology, in particular to amplifiers-repeaters of a wireless cellular signal. A bi-directional cellular signal amplifier, consisting of four duplexers, one common to the channels of the reception and transmission of the amplifier stage, the tracking and control circuits. The technical result of this utility model is a significant reduction in power consumption of the amplifier-repeater circuit.

Description

Полезная модель относится к области беспроводной телекоммуникационной техники, в частности - к усилителям-ретрансляторам сигнала беспроводной сотовой связи.The invention relates to the field of wireless telecommunication technology, in particular to amplifiers-repeaters of a wireless cellular signal.

Из существующего уровня техники известен усилитель сигнала сотового телефона (патент US 8005513 В2 опубликован 23.08.2011), включающий радиочастотный (РЧ) ответвитель, один или более полосно-пропускающих фильтров, векторный модулятор, РЧ рекомбинационный ответвитель, по крайней мере два усилителя РЧ и схему РЧ детектирования. Недостатком данного устройства является то, что схема содержит два идентичных канала усиления на прием и на передачу, что, соответственно, в два раза усложняет схему и увеличивает потребляемую устройством мощность.A cell phone signal amplifier is known from the prior art (patent US 8005513 B2 published 08/23/2011), including a radio frequency (RF) coupler, one or more bandpass filters, a vector modulator, an RF recombination coupler, at least two RF amplifiers and a circuit RF detection. The disadvantage of this device is that the circuit contains two identical amplification channels for receiving and transmitting, which, respectively, doubles the complexity of the circuit and increases the power consumed by the device.

Известен РЧ ретранслятор сигнала (патент US 6501955 В1 опубликован 31.12.2002), состоящий из двух каналов, каждый из которых содержит антенну, фильтр/диплексер, усилители мощности, два смесителя. Также ретранслятор содержит цепь промежуточной частоты, генератор, модуляционный контроллер, демодулятор. В устройстве используются отдельные идентичные многокаскадные усилители мощности для каналов приема и передачи, что вызывает удвоенное энергопотребление схемы, следовательно, обеспечивается низкий КПД.Known RF signal repeater (patent US 6501955 B1 published December 31, 2002), consisting of two channels, each of which contains an antenna, filter / diplexer, power amplifiers, two mixers. The repeater also contains an intermediate frequency circuit, a generator, a modulation controller, and a demodulator. The device uses separate identical multi-stage power amplifiers for the transmission and reception channels, which causes a doubled power consumption of the circuit, therefore, low efficiency is ensured.

Также известен усилитель для сотовых сетей с автоматическим контролем выходной мощности (патент US 7783318 В2 опубликован 24.08.2010), состоящий из двух антенн, двух дуплексеров, двух регулируемых усилительных модулей и процессора. Усилительные модули включают малошумящие усилители, регулируемые аттенюаторы, промежуточные усилители, усилители с регулируемым усилением. Процессор может включать аналоговые и цифровые схемы, микропроцессоры, программируемую логику, ASIC, FPGA и т.д. Недостатком также, как и в двух предыдущих случаях является избыточное энергопотребление схемы.An amplifier for cellular networks with automatic control of output power is also known (US patent 7783318 B2 published on 08.24.2010), consisting of two antennas, two duplexers, two adjustable amplifier modules and a processor. Amplifier modules include low-noise amplifiers, adjustable attenuators, intermediate amplifiers, amplified amplifiers. A processor may include analog and digital circuits, microprocessors, programmable logic, ASIC, FPGA, etc. The disadvantage also, as in the two previous cases, is the excessive power consumption of the circuit.

Техническим результатом данной полезной модели является существенное снижение энергопотребления устройства.The technical result of this utility model is a significant reduction in power consumption of the device.

Для достижения указанного технического результата предлагается двунаправленный усилитель сигнала сотовой связи, состоящий из четырех дуплексеров, одного общего для каналов приема и передачи усилительного каскада, схемы слежения и управления. Дополнительно, для повышения технических характеристик в схему могут быть включены полосно-пропускающие фильтры, ответвители и детекторы мощности, аттенюаторы.To achieve this technical result, a bidirectional signal amplifier of a cellular communication is proposed, consisting of four duplexers, one common to the channels of reception and transmission of the amplifier stage, tracking and control circuits. Additionally, to improve technical characteristics, bandpass filters, couplers and power detectors, attenuators can be included in the circuit.

Преимущество предлагаемого двунаправленного усилителя сигнала сотовой связи состоит в том, что используется одна и та же усиливающая цепь как для восходящих, так и для нисходящих сигналов. Данное решение наряду со снижением себестоимости производства также позволяет уменьшить потребляемую усилителем мощность, то есть снизить энергопотребление схемы усилителя-ретранслятора, и повысить КПД.An advantage of the proposed bidirectional signal amplifier is that the same amplification circuit is used for both upstream and downstream signals. This solution, along with reducing the cost of production, also allows you to reduce the power consumed by the amplifier, that is, reduce the power consumption of the amplifier-repeater circuit, and increase the efficiency.

Функциональная схема двунаправленного усилителя сигнала сотовой связи представлена на Фиг. 1. На Фиг. 2 показана упрощенная функциональная схема двунаправленного усилителя сигнала сотовой связи.A functional diagram of a bi-directional cellular signal amplifier is shown in FIG. 1. In FIG. 2 shows a simplified functional diagram of a bi-directional cellular signal amplifier.

Рассмотрим принцип работы усилителя-ретранслятора на примере функциональной схемы, изображенной на Фиг. 1.Consider the principle of operation of the repeater amplifier using the example of the functional circuit shown in FIG. one.

Восходящий сигнал сотового телефона, принятый внутренней антенной, расположенной в помещении, поступает на дуплексер 1, выполняющий частотное разделение каналов приема и передачи, затем через регулируемый аттенюатор 2 и полосно-пропускающий фильтр 3 попадает на дуплексер 4 и, повторно отфильтрованный, усиливается регулируемым малошумящим усилителем 5. Усилитель 5 может иметь как один, так и несколько каскадов усиления. Мощность усиленного сигнала частично ответвляется в детектор мощности, находящийся в схеме слежения и управления (на Фиг. 2 не показана) осуществляющей обратную связь и автоматическую регулировку усиления, затем через дуплексер 6, полосно-пропускающий фильтр 7, ответвитель 8, дуплексер 9 попадает на внешнюю антенну и переизлучается в направлении базовой станции оператора связи.The upward signal of the cell phone received by the internal antenna located in the room goes to duplexer 1, which performs frequency separation of the transmit and receive channels, then through the adjustable attenuator 2 and the pass-band filter 3 goes to duplexer 4 and, re-filtered, is amplified by an adjustable low-noise amplifier 5. The amplifier 5 may have either one or several amplification stages. The power of the amplified signal is partially branched into a power detector, located in the tracking and control circuit (not shown in Fig. 2), which provides feedback and automatic gain control, then through duplexer 6, a pass-through filter 7, coupler 8, and duplexer 9 go to an external antenna and re-emitted in the direction of the base station of the telecommunications operator.

Аналогичным образом усилитель работает при поступлении нисходящего сигнала от базовой станции, принятого внешней антенной. Сигнал, отфильтрованный от восходящего дуплексером 9, через аттенюатор 10 проходит повторную фильтрацию в фильтре 11 и дуплексере 4 и усиливается усилителем 5. Усиленный сигнал поступает на дуплексер 6 и одновременно детектируется его уровень по ответвленной в направленном ответвителе 12 мощности. Схема слежения и управления, в зависимости от уровня сигнала, корректирует коэффициент усиления усилителя 5 и уровень ослабления аттенюатора 10, если это необходимо. Далее усиленный нисходящий сигнал, повторно фильтруясь полосно-пропускающим фильтром 13 и дуплексором 1, проходя через ответвитель 14, переизлучается внутренней антенной в направлении абонента.Similarly, an amplifier operates when a downstream signal is received from a base station received by an external antenna. The signal filtered from the ascendant by the duplexer 9 passes through the attenuator 10 again by filtering in the filter 11 and the duplexer 4 and is amplified by the amplifier 5. The amplified signal is transmitted to the duplexer 6 and at the same time its level is detected by the branch power in the directional coupler 12. The tracking and control circuitry, depending on the signal level, adjusts the gain of the amplifier 5 and the attenuation level of the attenuator 10, if necessary. Further, the amplified downward signal, being repeatedly filtered by the bandpass filter 13 and duplexer 1, passing through the coupler 14, is reradiated by the internal antenna in the direction of the subscriber.

Схема слежения и управления может включать аналоговые и цифровые схемы, микропроцессоры, программируемую логику, ASIC, FPGA и т.д. и служит для автоматической регулировки усиления во избежание паразитного возбуждения усилителя и перегрузки сети связи.The tracking and control circuitry may include analog and digital circuits, microprocessors, programmable logic, ASIC, FPGA, etc. and serves for automatic gain control to avoid spurious excitation of the amplifier and overload of the communication network.

Claims

A bi-directional cellular signal amplifier, consisting of four duplexers interconnected in such a way that two of them are connected to the internal and external antennas and perform frequency separation and direction of the upward and downward signals transmitted / received by the antennas to the transmit and receive channels of the amplifier, and the other two are connected to the input and output of one amplification stage common to the channels of reception and transmission, controlled by a tracking and control circuit containing a power detector and performing the image close communication and automatic adjustment of signal gain, and perform frequency separation of the transmission and reception channels of the amplifier.