專利名稱：大功率功放系統(tǒng)集成化接口模塊及其信號(hào)處理方法
大功率功放系統(tǒng)集成化接口模塊及其信號(hào)處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信基站中大功率功放系統(tǒng)的接入技術(shù)，尤其涉及一種大功率功放系統(tǒng)集成化接口模塊，同時(shí)涉及該接口模塊內(nèi)部的信號(hào)處理方法。
背景技術(shù)：
基站功率放大器等大功率放大系統(tǒng)需要使用雙工模塊把基站的主通道和輔助通道的上、下行信號(hào)分開，僅對(duì)下行信號(hào)進(jìn)行放大。對(duì)雙工器的上、下行隔離，下行濾波器功率容量要求都相當(dāng)高。目前多采用分離的雙工器、濾波器、合路器、旁路開關(guān)、檢波模塊等部件，通過電纜互相連接，以利用這些部件組成的電路對(duì)下行信號(hào)進(jìn)行功率放大。這種方式存在如下不足首先，電纜連接造成各部件之間信號(hào)互相干擾的情況較為嚴(yán)重；其次，電纜造成額外功率損耗，降低系統(tǒng)效率；再次，各部件接口復(fù)雜，不利于統(tǒng)一管理。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的首要目的在于提供一種大功率功放系統(tǒng)集成化接口模塊，通過集成多個(gè)部件形成標(biāo)準(zhǔn)化的接口模塊，來克服上述不足；本發(fā)明進(jìn)一步的目的在于提供一種前述接口模塊的信號(hào)處理方法，以改進(jìn)該種接口模塊內(nèi)部的信號(hào)處理過程。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案本發(fā)明的一種大功率功放系統(tǒng)集成化接口模塊，接入基站的主射頻通道和輔射頻通道中，其包括集成于同一腔體并在該腔體上提供外接端口的如下部件主雙工器，將主射頻通道分離為下行通路和上行通路；輔雙工器，將輔射頻通道分離為下行通路和上行通路； 合路器，將主雙工器和輔雙工器各自的下行通路的信號(hào)合路后傳輸；從雙工器，實(shí)現(xiàn)主雙工器的上行通路的信號(hào)和合路器合路后的下行通路的信號(hào)與主射頻通道之間的雙工傳輸；濾波器，將輔射頻通道的上行信號(hào)濾波后傳輸給輔雙工器的上行通路；所述合路器與從雙工器之間形成所述外接端口，以與外部的功放裝置相連接。本發(fā)明的前述的接口模塊的一種信號(hào)處理方法，其包括如下步驟1)將基站的主射頻通道和輔射頻通道各分離出下行信號(hào)；2)將該分離出的兩路下行信號(hào)進(jìn)行合路；3)將合路后的下行信號(hào)經(jīng)過接插在外接端口上的外部功放裝置進(jìn)行功率放大；4)將放大后的下行信號(hào)再行饋入主射頻通道。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明將多個(gè)雙工器、合路器、低噪聲放大器、可調(diào)衰減器、固定衰減器、旁路開關(guān)等一體集成于同一金屬腔體內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了高集成度的同時(shí)，確保功能完備；
2、通過在同一腔體中高度集成各個(gè)器件，在腔體上引出多個(gè)用于與腔體內(nèi)部所述各個(gè)器件相連接的外接端口，統(tǒng)一了接口標(biāo)準(zhǔn)，有利于標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)和接入；3、避免復(fù)雜的線纜連接，提高了不同器件在信號(hào)傳輸過程中的可靠性，進(jìn)一步通過合路器對(duì)分離后的下行信號(hào)進(jìn)行統(tǒng)一傳輸，借助外部功放對(duì)合路后下行信號(hào)進(jìn)行放大， 可以實(shí)現(xiàn)大功率容量、支持多載波功放設(shè)計(jì)，功放效果好；4、因自帶旁路保護(hù)功能和預(yù)留供監(jiān)控的外接端口而大大提高了接口模塊的可靠性和智能化程度。

圖1為本發(fā)明大功率功放系統(tǒng)集成化接口模塊的電路原理圖；圖2為本發(fā)明大功率功放系統(tǒng)集成化接口模塊的成品立體圖，示出各個(gè)外接端口在腔體上的位置。
具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明本發(fā)明的大功率功放系統(tǒng)集成化接口模塊中的具體構(gòu)成參閱圖1所示，圖2中進(jìn)一步揭示了一種用于封裝圖1所示具體構(gòu)成的除各外接端口 J 1_J7、X1之外的所有電路器件的腔體，在對(duì)圖1中各個(gè)外接端口進(jìn)行說明時(shí)，請(qǐng)同時(shí)參閱圖2的具體物理結(jié)構(gòu)。本發(fā)明針對(duì)基站中所存在的兩個(gè)射頻通道，即主射頻通道(圖1上方)和輔射頻通道(圖1下方)，提供本發(fā)明的接口模塊，置入該兩個(gè)射頻通道中，通過該接口模塊所提供的合路器8對(duì)該兩個(gè)射頻通道分離出來的各一路下行信號(hào)進(jìn)行合路，然后再通過與本發(fā)明接口模塊的一個(gè)特定外接端口 J3所連接的功放裝置(未圖示)對(duì)該合路后的下行信號(hào)進(jìn)行功率放大，再將放大后的信號(hào)經(jīng)過另一外接端口 J4重新饋入主射頻通道中，完成信號(hào)的處理流程。本發(fā)明的接口模塊對(duì)應(yīng)主射頻通道設(shè)有主雙工器1、第一可調(diào)衰減器ATT1、主低噪聲放大器LNAl、以及從雙工器3，以及一對(duì)旁路開關(guān)K1、K3和一條用于連通該兩個(gè)旁路開關(guān)Κ1、Κ3的直連支路Ρ1，如此，當(dāng)其它器件發(fā)生故障時(shí)，可以暫時(shí)切換到由該兩個(gè)旁路開關(guān) Κ1、Κ3和直連支路Pl構(gòu)成的旁路進(jìn)行信號(hào)傳輸以確保主射頻通道的正常工作。本發(fā)明的接口模塊對(duì)應(yīng)輔射頻通道設(shè)有輔雙工器2、第二可調(diào)衰減器ΑΤΤ2、濾波器9，以及兩個(gè)旁路開關(guān)Κ2、Κ4和一條用于連通該兩個(gè)旁路開關(guān)的直連支路Ρ2，同理，當(dāng)其它器件發(fā)生故障時(shí)，可以暫時(shí)切換到由該兩個(gè)旁路開關(guān)Κ2、Κ4和直連支路Ρ2構(gòu)成的旁路進(jìn)行信號(hào)傳輸以確保輔射頻通道的正常工作。本發(fā)明的接口模塊，對(duì)應(yīng)于主射頻通道和輔射頻通道的下行信號(hào)的處理，設(shè)有兩個(gè)固定衰減器ΑΤΤ4，ΑΤΤ5、一合路器8、一第三可調(diào)衰減器ΑΤΤ3以及一功率檢測(cè)計(jì)Pin。所述主雙工器1的公共端連接一外接端口 Jl，主雙工器1將經(jīng)由外接端口 Jl傳輸?shù)纳漕l信號(hào)進(jìn)行收發(fā)分離從而形成下行通路和上行通路，分別用于傳輸下行信號(hào)和上行信號(hào)，其上行信號(hào)來自與該主雙工器ι的接收端口相連接的所述第一可調(diào)衰減器ATT1、下行信號(hào)則自主雙工器1的發(fā)射端口經(jīng)一個(gè)所述的固定衰減器ATT4傳輸?shù)胶下菲?處。在所述外接端口 Jl與主雙工器1的公共端處，接入一個(gè)所述旁路開關(guān)Kl。
所述從雙工器3與所述主雙工器1對(duì)應(yīng)，其一端形成有一外接端口 J5，該外接端口 J5與從雙工器3的公共端口相連接，且此一連接的中間處設(shè)置另一個(gè)所述的旁路開關(guān)K3， 因此，當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，主射頻通道的連通經(jīng)由外接端口 J1、旁路開關(guān)K1、直連支路P1、旁路開關(guān)K3、外接端口 J5實(shí)現(xiàn)，而繞開其它器件。 依次串接于從雙工器3的發(fā)射端口與主雙工器1的接收端口的器件為所述主低噪聲放大器LNAl和所述第一可調(diào)衰減器ATT1，由此也便構(gòu)成所述上行通路。進(jìn)入從雙工器 3的上行信號(hào)被分離后，分配至該上行通路中，被主低噪聲放大器LNAl進(jìn)行信號(hào)放大后，在第一可調(diào)衰減器ATTl的衰減調(diào)節(jié)增益控制下，成為目標(biāo)信號(hào)上行到主雙工器1中，再被主雙工器1經(jīng)其公共端口繼續(xù)沿主射頻通道上行到基站。同理，所述輔雙工器2將輔射頻通道的分離為下行通路和上行通路，其公共端口處形成一外接端口 J2，其發(fā)射端口經(jīng)過一所述固定衰減器ATT5與合路器8相連接以將下行信號(hào)發(fā)送給合路器8，而其接收端口接收上行通路傳輸來的信號(hào)。此外，在輔雙工器2與外接端口 J2處也接入一旁路開關(guān)K2。所述濾波器9與所述輔雙工器2對(duì)應(yīng)，其一端連接并形成有所外接端口 J6，該端與該外接端口 J6之間接入另一所述旁路開關(guān)K4，輔雙工器2和濾波器9各自的旁路開關(guān)K2、 K4之間由一直連支路P2連通。同理，當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，輔射頻通道的連通經(jīng)由外接端口 J2、 旁路開關(guān)K2、直連支路P2、旁路開關(guān)K4、外接端口 J6實(shí)現(xiàn)，而繞開其它器件。依次串接于濾波器9的另一端和輔雙工器2的接收端口之間的器件為輔低噪聲放大器LNA2和所述第二可調(diào)衰減器ATT2，此一鏈路構(gòu)成了上行通路。在該上行通路中，上行信號(hào)從輔射頻通道進(jìn)入濾波器9被濾波后，進(jìn)一步經(jīng)輔低噪聲放大器LNA2放大，并在可調(diào)衰減器ATT2的衰減調(diào)節(jié)增益控制下，上行進(jìn)入輔雙工器2，再被輔雙工器2經(jīng)其公共端口繼續(xù)沿輔射頻通道上行到基站。由主雙工器1和輔雙工器2分別在主射頻通道和輔射頻通道中分離出來的來自基站的兩個(gè)下行信號(hào)，如前所述，分別從主雙工器1和輔雙工器2的發(fā)射端口進(jìn)入合路器8 中。合路器8得以將該兩個(gè)下行信號(hào)進(jìn)行合路，然后，再在所述第三可調(diào)衰減器ATT3的衰減調(diào)節(jié)下進(jìn)行增益控制輸出，輸出的信號(hào)進(jìn)入一外部的功放裝置進(jìn)行功率放大，放大后的信號(hào)繼而傳輸?shù)剿龅膹碾p工器3的接收端口繼續(xù)下行。由此可見，主雙工器1和輔雙工器2實(shí)質(zhì)上共用同一下行通路。如前所述，在合路器8與從雙工器3之間接入了一功放裝置對(duì)下行信號(hào)進(jìn)行放大處理，為了便于連接，在所述第三可調(diào)衰減器ATT3與從雙工器3之間設(shè)計(jì)斷路，斷路兩端即可分別用于形成外接端口 J3、J4，兩個(gè)外接端口 J3、J4表現(xiàn)在圖2中為物理空間相距的兩個(gè)孔狀插口，顯然，功放裝置可以借助兩個(gè)插頭與兩個(gè)外接端口 J3、J4實(shí)現(xiàn)電性連接。在一個(gè)未圖示的實(shí)施例中，可以將該斷路的兩個(gè)斷點(diǎn)處所形成的兩個(gè)外接端口 J3、J4設(shè)計(jì)成單一一個(gè)外接端口(未圖示)，而功放裝置則借助僅一個(gè)插頭與之相連接。這種外接端口個(gè)數(shù)的靈活設(shè)計(jì)為本領(lǐng)域技術(shù)人員所知曉，故不贅述?？梢?，多個(gè)外接端口 Jl、J2、J3、J4、J5、J6均可被設(shè)計(jì)成物理插孔、螺孔等形式形成于一個(gè)腔體的側(cè)壁，外部器件和線路僅需通過孔位接插的方式即可實(shí)現(xiàn)與該腔體內(nèi)部電路的電性連接，大大提高了腔體內(nèi)部器件的集成度，有利于實(shí)現(xiàn)集成化腔體接口模塊的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)和應(yīng)用。
考慮到對(duì)功率放大過程的監(jiān)控需要，在所述合路器8與第三可調(diào)衰減器ATT3之間通過耦合一路信號(hào)進(jìn)入功率檢測(cè)計(jì)Pin進(jìn)行功率檢測(cè)，該一功率檢測(cè)結(jié)果為放大前的功率；通過耦合器從從雙工器3的公共端輸出路徑處耦合一個(gè)信號(hào)用于進(jìn)行功率檢測(cè)，其檢測(cè)結(jié)果即為放大后的功率。放大前的功率和放大后的功率可用于監(jiān)控系統(tǒng)中進(jìn)行各種計(jì)算，從而據(jù)以實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的監(jiān)控調(diào)節(jié)。同樣為了監(jiān)控的需要，所述各個(gè)可調(diào)衰減器ATT1，ATT2，ATT3、主低噪聲放大器 LNA1、輔低噪聲放大器LNA2、固定衰減器ATT4，ATT5均需要引線出腔體外部以便實(shí)現(xiàn)監(jiān)控調(diào)節(jié)。因此，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，將這些需要進(jìn)行監(jiān)控信號(hào)交互的器件統(tǒng)一形成一個(gè)外接端口 XI，將它們電連接到同一外接端口 XI，再由外部監(jiān)控系統(tǒng)與該外接端口 Xl相連接即可。其中，因耦合器在腔體外部耦合放大后的下行信號(hào)，因此，耦合器耦合到信號(hào)后通過其形成的另一獨(dú)立的外接端口 J7實(shí)現(xiàn)與外部器件(如監(jiān)控系統(tǒng))的電性連接。綜上所述，本發(fā)明的接口模塊通過對(duì)基站的主射頻通道和輔射頻通道的信號(hào)進(jìn)行分離，并對(duì)分離后的下行信號(hào)進(jìn)行合路處理，最終通過外接端口 J1-J7、Xl利用與該外接端口相連接的外部功放裝置進(jìn)行功率放大，將放大后的信號(hào)重新饋入主射頻通道。此一電路上的改進(jìn)帶動(dòng)物理結(jié)構(gòu)上的改良，使得其產(chǎn)品可以標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，而且確保了功率放大效果。本發(fā)明盡管只給出以上實(shí)施例，但是，本領(lǐng)域內(nèi)普通技術(shù)人員在通讀本說明書后， 結(jié)合公知常識(shí)，應(yīng)能聯(lián)想到更多的具體實(shí)施方式
，但是這樣的具體實(shí)施方式
并不超脫本發(fā)明權(quán)利要求的精神，任何形式的等同替換或簡(jiǎn)單修飾均應(yīng)視為被本發(fā)明所包括的實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種大功率功放系統(tǒng)集成化接口模塊，接入基站的主射頻通道和輔射頻通道中，其特征在于，其包括集成于同一腔體并在該腔體上提供外接端口的如下部件主雙工器，將主射頻通道分離為下行通路和上行通路；輔雙工器，將輔射頻通道分離為下行通路和上行通路；合路器，將主雙工器和輔雙工器各自的下行通路的信號(hào)合路后傳輸；從雙工器，實(shí)現(xiàn)主雙工器的上行通路的信號(hào)和合路器合路后的下行通路的信號(hào)與主射頻通道之間的雙工傳輸；濾波器，將輔射頻通道的上行信號(hào)濾波后傳輸給輔雙工器的上行通路；所述合路器與從雙工器之間形成所述外接端口，以與外部的功放裝置相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率功放系統(tǒng)集成化接口模塊，其特征在于，所述合路器與從雙工器之間所形成的外接端口為兩個(gè)，其中之一與合路器相連接，另一則與從雙工器相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率功放系統(tǒng)集成化接口模塊，其特征在于，所述主雙工器、輔雙工器、從雙工器、濾波器中的一個(gè)或多個(gè)分別形成所述外接端口以與基站的相應(yīng)的射頻通道相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的大功率功放系統(tǒng)集成化接口模塊，其特征在于，其進(jìn)一步包括耦合器，用于耦合從雙工器與主射頻通道間傳輸?shù)男盘?hào)，并形成傳輸其耦合后信號(hào)的所述外接端口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的大功率功放系統(tǒng)集成化接口模塊，其特征在于，所述主雙工器與從雙工器之間的上行通路設(shè)有主低噪聲放大器；所述輔雙工器與濾波器之間的上行通路設(shè)有輔低噪聲放大器，兩個(gè)低噪聲放大器分別用于放大相應(yīng)上行通路的信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的大功率功放系統(tǒng)集成化接口模塊，其特征在于，所述主雙工器與主低噪聲放大器之間、所述輔雙工器與輔低噪聲放大器之間、所述合路器與從雙工器之間，它們至少之一設(shè)有可調(diào)衰減器，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的衰減調(diào)節(jié)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的大功率功放系統(tǒng)集成化接口模塊，其特征在于，所述主雙工器與合路器之間和/或輔雙工器與合路器之間設(shè)有固定衰減器，用于實(shí)現(xiàn)合路前的下行通路信號(hào)的衰減調(diào)節(jié)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的大功率功放系統(tǒng)集成化接口模塊，其特征在于，其進(jìn)一步設(shè)有功率檢測(cè)計(jì)，用于對(duì)合路器合路后功放前的信號(hào)進(jìn)行功率檢測(cè)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的大功率功放系統(tǒng)集成化接口模塊，其特征在于，所述功率檢測(cè)計(jì)、可調(diào)衰減器、固定衰減器、主低噪聲放大器、輔低噪聲放大器中至少之一形成所述外接端口，以與外部監(jiān)控系統(tǒng)相連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的大功率功放系統(tǒng)集成化接口模塊，其特征在于，所述功率檢測(cè)計(jì)、可調(diào)衰減器、固定衰減器、主低噪聲放大器、輔低噪聲放大器共同形成同一所述外接端口，以與外部監(jiān)控系統(tǒng)相連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的大功率功放系統(tǒng)集成化接口模塊，其特征在于，所述主雙工器與其所設(shè)置的外接端口之間、所述從雙工器與其所設(shè)置的外接端口之間均設(shè)有旁路開關(guān)，該兩個(gè)旁路開關(guān)具有直連支路。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的大功率功放系統(tǒng)集成化接口模塊，其特征在于，所述輔雙工器與其所設(shè)置的外接端口之間、所述濾波器與其所設(shè)置的外接端口之間均設(shè)有旁路開關(guān)，該兩個(gè)旁路開關(guān)具有直連支路。
13.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的接口模塊的信號(hào)處理方法，其特征在于，其包括如下步驟1)將基站的主射頻通道和輔射頻通道各分離出下行信號(hào)；2)將該分離出的兩路下行信號(hào)進(jìn)行合路；3)將合路后的下行信號(hào)經(jīng)過接插在外接端口上的外部功放裝置進(jìn)行功率放大；4)將放大后的下行信號(hào)再行饋入主射頻通道。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的信號(hào)處理方法，其特征在于，該方法具有一個(gè)對(duì)合路后功放前的下行信號(hào)進(jìn)行功率檢測(cè)以實(shí)現(xiàn)信號(hào)監(jiān)控的步驟。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的信號(hào)處理方法，其特征在于，該方法具有一個(gè)利用所述功率檢測(cè)步驟的檢測(cè)結(jié)果對(duì)合路后功放前的下行信號(hào)進(jìn)行信號(hào)衰減調(diào)節(jié)以進(jìn)行增益控制的步驟。
全文摘要
本發(fā)明公開一種大功率功放系統(tǒng)集成化接口模塊，其包括集成于同一腔體并在該腔體上提供外接端口的如下部件主雙工器，將基站的主射頻通道分離為下行通路和上行通路；輔雙工器，將基站的輔射頻通道分離為下行通路和上行通路；合路器，將主雙工器和輔雙工器各自的下行通路的信號(hào)合路后傳輸；從雙工器，實(shí)現(xiàn)主雙工器的上行通路的信號(hào)和合路器合路后的下行通路的信號(hào)與主射頻通道之間實(shí)現(xiàn)雙工傳輸；濾波器，將輔射頻通道的上行信號(hào)濾波后傳輸給輔雙工器的上行通路；所述合路器與從雙工器之間形成所述外接端口，以與外部的功放裝置相連接。本發(fā)明的接口模塊的電路上的改進(jìn)帶動(dòng)其物理結(jié)構(gòu)上的改良，使得其產(chǎn)品可以標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，而且確保了功率放大效果。
文檔編號(hào)H04B1/18GK102355277SQ20111022076
公開日2012年2月15日 申請(qǐng)日期2011年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月3日
發(fā)明者丁海, 史向平, 陶沁, 馬浩軍 申請(qǐng)人:京信通信系統(tǒng)(中國(guó))有限公司