專利名稱：2.4GHz雙向1Watt線性功率放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種室內(nèi)無(wú)線通信技術(shù)，尤其是一種功率放大器，具 體地說(shuō)是一種在無(wú)線IEEE 802. 11B/G協(xié)議下的室內(nèi)型射頻N型頭(Female) 帶有自動(dòng)增益控制功能的2. 4GHz雙向1Watt線性功率放大器。
背景技術(shù)：
隨著微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和無(wú)線通信技術(shù)等行業(yè)的迅速發(fā)展， 室內(nèi)分布和AP (ACCESS POINT)覆蓋的要求越來(lái)越大，小功率AP已經(jīng)無(wú)法 滿足一些用戶的要求，怎樣才能使AP更好的發(fā)揮自身的功能呢？怎么使AP 的覆蓋的再遠(yuǎn)些呢？這就是Booster的由來(lái)，Booster越來(lái)越被人們熟知并 且廣泛的應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中。不過(guò)現(xiàn)在國(guó)內(nèi)各種各樣的Booster產(chǎn)品雖然 種類很多，但都各有其不足之處，如實(shí)際輸出功率小于標(biāo)稱功率、不帶自動(dòng) 增益控制、功耗大及散熱不好等都是比較顯著的問(wèn)題。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種在保證駐波、雜散抑制、EVM等都能滿足 指標(biāo)的前提下，能很好的穩(wěn)定的控制放大器的輸出功率在+30士1.5dBm，且 11B和11G模式下對(duì)應(yīng)輸出功率的一致性也較好的2. 4GHz雙向1Watt線性 功率放大器。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是
—種2.4GHz雙向lWatt線性功率放大器，包括上蓋、底蓋、同軸連接 器接頭、印制線路板，上蓋和底蓋相連，印制線路板固定安裝在由上蓋和底 蓋組成的安裝空間中，同軸連接器接頭固定在上蓋的兩端并與印制線路板電 氣相連，其特征是所述的上蓋上帶有散熱片，所述的印制線路板上設(shè)有帶有 自動(dòng)增益控制功能的大功率雙向功率放大電路。
所述的帶有自動(dòng)增益控制功能的大功率雙向功率放大器包括第一功分
3器、第一檢波器、第二檢波器、衰減器和單片機(jī)，所述的第一功分器的輸 入與無(wú)線訪問(wèn)接入器AP雙向連接，第一功分器的輸出端一路與第一檢波器 相連，第一檢波器與單片機(jī)相連，第一功分器的輸出端的另一路與第一開(kāi)關(guān) 雙向相連，第一開(kāi)關(guān)的一路通過(guò)衰減器及功率放大合成電路與第二開(kāi)關(guān)的信
號(hào)發(fā)送端相連，第二開(kāi)關(guān)與天線雙向連接，第一開(kāi)關(guān)的另一路通過(guò)二級(jí)LNA 電路(低噪聲放大器)后與第二開(kāi)關(guān)的信號(hào)接收端相連；第一開(kāi)關(guān)、第二開(kāi) 關(guān)及衰減器均與單片機(jī)相連，功率放大合成電路通過(guò)偶合器與第二檢波器的 輸入端相連，第二檢波器的輸出與單片機(jī)對(duì)應(yīng)的輸入端相連。 在所述的二級(jí)LNA電路之間串接有BPF電路。
所述的功率放大合成電路由第二功分器、第三功分器、第一功率放大器 及第二功率放大器組成，其中第一功率放大器及第二功率放大器并聯(lián)后再串 接在串接相聯(lián)的第二功分器與第三功分器之間，第二功分器作為功率放大合 成電路的輸入與衰減器的輸出相連，第三功分器的輸出作為功率放大合成電 路的輸出與第二開(kāi)關(guān)的對(duì)應(yīng)輸入端相連。
本實(shí)用新型的有益效果
1、 本實(shí)用新型在保證駐波、雜散抑制、EVM等都能滿足指標(biāo)的前提下， 通過(guò)AGC功能，很好的穩(wěn)定的控制放大器的輸出功率在+30±1. 5dBm，且11B 和11G模式下對(duì)應(yīng)輸出功率的一致性也較好；另外功耗較小，散熱也相對(duì)較 好。
2、 本實(shí)用新型無(wú)論近距離還是遠(yuǎn)距離都能方便靈活的使用而不影響其 性能。
3、 本實(shí)用新型與其他同類產(chǎn)品相比，輸出功率穩(wěn)定，受外界環(huán)境和溫 度影響小，輸出信號(hào)一致性好。


圖1是本實(shí)用新型的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1的分解結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本實(shí)用新型的控制原理圖。
圖4是本實(shí)用新型的電原理框圖示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。
如圖1、 2、 4所示。
一種2. 4GHz雙向1Watt線性功率放大器，包括上蓋1'、底蓋2'、同軸 連接器接頭3'、印制線路板4'，如圖l、 2所示，上蓋1'和底蓋2'通過(guò)螺 釘6'相連，印制線路板4'固定安裝在由上蓋1'和底蓋2'組成的安裝空間中，
同軸連接器接頭3'固定在上蓋1'的兩端并與印制線路板4'電氣相連，在一 側(cè)同軸連接器接頭3'附近的上蓋l'上設(shè)有電源連接接口 5'，所述的上蓋1
'上帶有有散熱片7'，所述的印制線路板4'上設(shè)有帶有自動(dòng)增益控制功能的 大功率雙向功率放大器。此外，若功率放大器工作時(shí)距離AP較遠(yuǎn)且沒(méi)有直 接可以接220V交流電的地方，可以外接Bias-T模塊(型號(hào)可為Bias-T 12V 3A),通過(guò)射頻線纜供電，保證其正常工作。
具體實(shí)施時(shí)帶有自動(dòng)增益控制功能的大功率雙向功率放大器包括第一 功分器l、第一檢波器2、第二檢波器3、衰減器4和單片機(jī)5，所述的第一 功分器l (1P603S)的輸入與無(wú)線訪問(wèn)接入器AP雙向連接，第一功分器l 的輸出端一路與第一檢波器2 (MAX4003)相連，第一檢波器2與單片機(jī)5
(16F676)相連，第一功分器1的輸出端另一路與第一開(kāi)關(guān)6 (Switch Skyworks)雙向相連，第一開(kāi)關(guān)6的一路通過(guò)衰減器4 (HMC306MS10E Hittite)及功率放大合成電路與第二開(kāi)關(guān)7 (Switch Skyworks)的信號(hào)發(fā)送 端相連，第二開(kāi)關(guān)7與天線8雙向連接，第一開(kāi)關(guān)6的另一路通過(guò)二級(jí)LNA 電路9 (即低噪聲放大器，型號(hào)可為MGA-87563 Avago)后與第二開(kāi)關(guān)7的 信號(hào)接收端相連，在二級(jí)LNA電路9之間串接有BPF電路IO(帶通波濾器, 型號(hào)可為Samsung LCB22B2450L1 );第一開(kāi)關(guān)6、第二開(kāi)關(guān)7及衰減器4 均與單片機(jī)5相連，功率放大合成電路通過(guò)耦合器11與第二檢波器3
(MAX4003)的輸入端相連，第二檢波器3的輸出與單片機(jī)5對(duì)應(yīng)的輸入 端相連。所述的功率放大合成電路由第二功分器12 (1P603S)、第三功分器 13 (1P603S)、第一功率放大器14 (SZM-2166Z)及第二功率放大器15
(SZM-2166Z)組成，其中第一功率放大器14及第二功率放大器15并聯(lián)后7的對(duì)應(yīng)輸入端相連。如圖4所 示。
本實(shí)用新型的工作過(guò)程為-
AP輸出信號(hào)到Booster (即本實(shí)用新型的功率放大器)，經(jīng)過(guò)功分器l， 一路送到檢波器2，把檢波電壓給單片機(jī)5，單片機(jī)5判斷輸入信號(hào)強(qiáng)度，如 果輸入信號(hào)強(qiáng)度大于設(shè)定閾值，就把第一開(kāi)關(guān)6和第二開(kāi)關(guān)7同時(shí)調(diào)制TX通 路，如果小于閾值，就把第一開(kāi)關(guān)6和第二開(kāi)關(guān)7同時(shí)調(diào)制RX通路。默認(rèn)為RX 通路。檢波器2的信號(hào)另一路送到第一開(kāi)關(guān)6，這時(shí)TX通路打開(kāi)經(jīng)過(guò)衰減器4， 衰減器4有一個(gè)初始值，把衰減過(guò)的信號(hào)送到第二功分器12， 一分為二分別 激勵(lì)二個(gè)PA14、 PA15，再由第三功分器13把二路信號(hào)合成。輸出信號(hào)直接經(jīng) 過(guò)第二開(kāi)關(guān)7輸出到天線ANT8。此時(shí)的功率經(jīng)過(guò)耦合器11送到第二檢波器3， 再經(jīng)單片機(jī)5判斷此時(shí)功率的大小來(lái)調(diào)整數(shù)字衰減器4的衰減值。這樣輸出功 率就可以保持一定的功率。
如果有信號(hào)從ANT8接收，此時(shí)開(kāi)關(guān)處于RX狀態(tài)，直接經(jīng)過(guò)第二開(kāi)關(guān)7到 第一級(jí)LNA，經(jīng)BPF到第二級(jí)LNA。 二級(jí)放大后再由第一開(kāi)關(guān)6和第一功分器1 送回AP。
關(guān)于電源，可以采用二種兼容的供電方式
a. 直接用一個(gè)220V交流轉(zhuǎn)直接的穩(wěn)壓電源供電。 這種方式適用于室內(nèi)或者220V交流電比較容易接的地方。
b. 利用外接Bias-T供電
這種方式適用于Boostei"離AP較遠(yuǎn)且沒(méi)有直接可以接220V交流電的地方。
圖3是本實(shí)用新型的等效原理圖，當(dāng)輸入信號(hào)電平變化很大時(shí)，保持 功率放大器輸出電平幾乎不變或者在允許的有限的范圍內(nèi)微變。因此本實(shí) 用新型實(shí)際上是輸出限幅裝置的一種，是利用線性放大器的檢波電壓對(duì)輸 出信號(hào)進(jìn)行調(diào)整。采用閉環(huán)回路電壓反饋電路，這種方式可以更加真實(shí)準(zhǔn)確的控制即時(shí)的功率輸出值。
當(dāng)輸入信號(hào)較弱時(shí)，功率放大器耦合至檢波器件的信號(hào)電平較小，此 時(shí)檢波器件輸出的檢波電壓較小，單片機(jī)所獲得的電壓值也相對(duì)較小，因 此在程序控制下工作的單片機(jī)將衰減置為根據(jù)程序預(yù)先設(shè)定的與該檢波電 壓相對(duì)應(yīng)的衰減，控制數(shù)字衰減器的輸出后將信號(hào)輸出至放大器進(jìn)行放大。
這樣就保證了放大器在預(yù)定的功率范圍內(nèi)輸出；同理，當(dāng)輸入信號(hào)強(qiáng)度變
大時(shí)，放大器檢波器件所獲得的電壓變大，數(shù)字衰減器所置衰減相應(yīng)變 大，使輸入電平降低，滿足對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行衰減的需要，從而實(shí)現(xiàn)放大器 穩(wěn)定輸出。
它能夠在輸入信號(hào)幅度變化很大的情況下，使輸出信號(hào)幅度保持恒定 或僅在較小范圍內(nèi)變化，不至于因?yàn)檩斎胄盘?hào)太小而無(wú)法正常工作，也不 至于因?yàn)檩斎胄盘?hào)太大而使放大器損壞。
本實(shí)用新型未涉及部分均與現(xiàn)有技術(shù)相同，或可采用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求1、一種2.4GHz雙向1Watt線性功率放大器，包括上蓋、底蓋、同軸連接器接頭、印制線路板，上蓋和底蓋相連，印制線路板固定安裝在由上蓋和底蓋組成的安裝空間中，同軸連接器接頭固定在上蓋的兩端并與印制線路板電氣相連，其特征是所述的上蓋上帶有散熱片，所述的印制線路板上設(shè)有帶有自動(dòng)增益控制功能的大功率雙向功率放大電路。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的2. 4GHz雙向1Watt線性功率放大器，其特征是所 述的帶有自動(dòng)增益控制功能的大功率雙向功率放大器包括第一功分器、第一 檢波器、第二檢波器、衰減器和單片機(jī)，所述的第一功分器的輸入與無(wú)線 訪問(wèn)接入器AP雙向連接，第一功分器的輸出端一路與第一檢波器相連，第 一檢波器與單片機(jī)相連，第一功分器的輸出端的另一路與第一開(kāi)關(guān)雙向相 連，第一開(kāi)關(guān)的一路通過(guò)衰減器及功率放大合成電路與第二開(kāi)關(guān)的信號(hào)發(fā)送 端相連，第二開(kāi)關(guān)與天線雙向連接，第一開(kāi)關(guān)的另一路通過(guò)二級(jí)LNA電路 后與第二開(kāi)關(guān)的信號(hào)接收端相連；第一開(kāi)關(guān)、第二開(kāi)關(guān)及衰減器均與單片機(jī)相連，功率放大合成電路通過(guò)偶合器與第二檢波器的輸入端相連，第二檢波 器的輸出與單片機(jī)對(duì)應(yīng)的輸入端相連。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的2. 4GHz雙向1Watt線性功率放大器，其特征是在 所述的二級(jí)LNA電路之間串接有BPF電路。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的2. 4GHz雙向1Watt線性功率放大器，其特征是所 述的功率放大合成電路由第二功分器、第三功分器、第一功率放大器及第二 功率放大器組成，其中第一功率放大器及第二功率放大器并聯(lián)后再串接在串 接相聯(lián)的第二功分器與第三功分器之間，第二功分器作為功率放大合成電路 的輸入與衰減器的輸出相連，第三功分器的輸出作為功率放大合成電路的輸 出與第二開(kāi)關(guān)的對(duì)應(yīng)輸入端相連。
專利摘要一種2.4GHz雙向1Watt線性功率放大器，包括上蓋、底蓋、同軸連接器接頭、印制線路板，上蓋和底蓋相連，印制線路板固定安裝在由上蓋和底蓋組成的安裝空間中，同軸連接器接頭固定在上蓋的兩端并與印制線路板電氣相連，其特征是所述的上蓋上帶有散熱片，所述的印制線路板上設(shè)有帶有自動(dòng)增益控制功能的大功率雙向功率放大電路。本實(shí)用新型具有輸出功率穩(wěn)定，受外界環(huán)境和溫度影響小，輸出信號(hào)一致性好的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H03F3/19GK201360240SQ20092003643
公開(kāi)日2009年12月9日 申請(qǐng)日期2009年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月24日
發(fā)明者呂敬商, 健 張, 曹學(xué)軍, 曾志斌, 王宏亮, 蔡美玲 申請(qǐng)人:南京智達(dá)康無(wú)線通信科技有限公司