專利名稱：防雷電路及防雷器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種移動(dòng)通信系統(tǒng)的全面防雷的塔頂放大器，尤其涉及 其相應(yīng)的防雷電路，以及相應(yīng)的防雷器。
背景技術(shù)：


圖1揭示了應(yīng)用塔頂放大器的移動(dòng)通信基站天饋系統(tǒng)的原理框圖，處于
塔下的基站Node B通過兩條射頻電纜饋送至處于塔頂?shù)乃敺糯笃鱐MA，中 間通過饋電器00KBT將直流電源、控制信號(hào)以及射頻信號(hào)等進(jìn)行合路，塔頂 放大器TMA將上行的信號(hào)進(jìn)行放大，并放大天線接收過來的信號(hào)。天線系統(tǒng) RET可采用電'下傾角控制系統(tǒng)，以純電子地或機(jī)電地移動(dòng)饋入發(fā)射單元的'信號(hào) 相位為手段以達(dá)致天線波束下傾調(diào)整的目的，塔頂放大器TMA及天線系統(tǒng)RET 均可由遠(yuǎn)程控制單元RCU控制。
塔頂放大器TMA是上述移動(dòng)通信基站天饋系統(tǒng)中的重要設(shè)備，由圖1和 圖2可知，塔頂放大器TMA常包括如下外部端口 提供用于連接天線系統(tǒng)RET 的天線端口，圖2中標(biāo)為ANT1和ANT2;提供用于連接基站(途中可能經(jīng)饋電 器00KBT)的基站端口，標(biāo)為NODE Bl和Node B2;以及用于連接遠(yuǎn)程控制單 元RCU的控制端口 ，標(biāo)為TO RCU。
由于塔頂放大器工作環(huán)境是室外塔頂，所以在進(jìn)行設(shè)計(jì)過程中必須考慮 防雷功能。過去的塔頂放大器內(nèi)部有防雷電路，該防雷電路實(shí)用于傳統(tǒng)的塔 頂放大器，因此其防雷功能僅及于天線端口和基站端口，但是，隨著AISG標(biāo) 準(zhǔn)的推出，塔頂放大器的防雷又有了新的要求，并且由于新增了上述用于連 4妻遠(yuǎn)程控制單元的控制端口 ，因此，必須重新全面"i殳計(jì)其防雷方案。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的第一 目的在于提供一種防雷電路，使其適于符合AISG標(biāo)準(zhǔn) 要求的塔頂放大器的防雷應(yīng)用，以保護(hù)整套移動(dòng)通信系統(tǒng)。
為解決本實(shí)用新型的技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)
本實(shí)用新型的防雷電路，適用于塔頂放大器的控制端口的至少兩條電流 通路進(jìn)行防雷，在這種防雷電路中，除地線外，其余電流通路均設(shè)有防雷元 電路，各防雷元電路之間通過至少一個(gè)獨(dú)立放電管串聯(lián):接地。
所述防雷元電路包括級(jí)聯(lián)的第一放電管和第二放電管，對(duì)輸入的電流逐 級(jí)對(duì)地進(jìn)行放電后輸出；以及退耦件，在第一放電管和第二放電管之間消除 電路網(wǎng)絡(luò)之間的寄生耦合。
所述第一放電管和第二放電管級(jí)聯(lián)并均接地，第二放電管與所述保護(hù)件 串聯(lián)，形成在第一放電管和退耦件之間饋入電流的輸入端，以及在獎(jiǎng)耦件和 第二放電管之間饋出的輸出端。
同理，所述第一放電管可為氣體放電管，第二放電管可為限壓放電管， 所述退耦件則可為金屬^f莫電阻。
為適應(yīng)ASIG標(biāo)準(zhǔn)中塔頂放大器的控制端口的四芯結(jié)構(gòu)，這種防雷電路包 括3個(gè)所述的防雷元電路，分別對(duì)應(yīng)塔頂放大器的控制端口的直流電源通路、 RS485 A通路和RS485 B通路設(shè)置。
具體地，所述獨(dú)立放電管相應(yīng)也包括3個(gè)，分別置于RS485 A通路和 RS485 B通路之間、直流電源通路和地線通路之間以及地線通路與接地零電平 之間。
與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型的第一目的的防雷電路通過兩級(jí)放電增 強(qiáng)了防雷電路的性能；此外，有利于適應(yīng)于移動(dòng)通信系統(tǒng)的特點(diǎn)，降低插入 損耗和完善駐波比。
本實(shí)用新型的第二目的在于應(yīng)用上述第一目的所述的防雷電路，提供一 種相應(yīng)的防雷器，以實(shí)現(xiàn)防雷器與塔頂放大器之間的靈活結(jié)合，方便維護(hù)。
為實(shí)現(xiàn)本目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案
本實(shí)用新型的防雷器，安裝于塔頂放大器的控制端口進(jìn)行防雷，包括 如本實(shí)用新型第一目的所述的防雷電路、電路板、盒體、第一匹配端口 和第二匹配端口 ，
所述防雷電路布置在電路板上，電路板則內(nèi)置于盒體之內(nèi)； 所述第一匹配端口與塔頂放大器的控制端口以子母件方式配合，且將防
雷電路的輸出端與該控制端口的對(duì)應(yīng)電流通路電性連接；
所述第二匹配端口與塔頂放大器的控制端口相同，且將防雷電路的輸入
端與該第二匹配端口的對(duì)應(yīng)電流通路電性連接；
.所述第一匹配端口及第二匹配端口均設(shè)置在盒體上。
較佳地，所述盒體底部呈錐形，有利于防水；并于底部設(shè)置若干散熱孔， 有利于增強(qiáng)其電氣性能。
本實(shí)用新型的第二目的相對(duì)于傳統(tǒng)技術(shù)而言，將防雷電路進(jìn)行封裝形成 防雷器以獨(dú)立部件的形式與塔頂放大器相分離，在需要時(shí)進(jìn)行拆卸或安裝， 在保障原有電氣效果的前提下，使產(chǎn)品模塊化特性得到加強(qiáng)，增強(qiáng)了防雷電 路的可移植性和可配置性，方1更維護(hù)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型第三目的的技術(shù)方案集成了第一目的所述 的防雷電路，使符合ASIG標(biāo)準(zhǔn)的塔頂放大器的防雷功能得以完善，對(duì)于不同 的端口，采用不同的防雷方式，滿足差模和共模防雷等級(jí)的要求，實(shí)現(xiàn)了真 正意義上的防雷功能。
附閨說明
圖1是符合ASIG標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用塔頂放大器的移動(dòng)通信基站天饋系統(tǒng)的原理
框圖2是塔頂放大器的對(duì)外接口分布的原理框圖3是本實(shí)用新型用于塔頂放大器的基站端口上的防雷電路的電路圖； 圖4是本實(shí)用新型用于塔頂放大器的控制端口上的防雷電路的電路圖。
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱圖2，示出的全面防雷的塔頂放大器具有2個(gè)用電纜連接至天饋 系統(tǒng)的天線端口、 2個(gè)用電纜連接至基站的基站端口以及1個(gè)用電纜連接至 遠(yuǎn)程控制單元的控制端口。本實(shí)施例中控制端口采用4芯電纜(參閱圖4), 分別為直流電源通路DC、對(duì)地通路GND、 RS485 A通路和RS485 B通路。 .塔頂放大器包括相應(yīng)的雙工器、電源單元、放大單元、監(jiān)舉單元等形成的上 行鏈路和下行鏈路，均屬公知技術(shù)領(lǐng)域，本實(shí)用新型在于提供相應(yīng)的防雷功 能，因此，將塔頂放大器內(nèi)的各電功能單元均統(tǒng)稱為內(nèi)核電路，不行詳述。
適應(yīng)于塔頂放大器的不同端口，防雷技術(shù)方案應(yīng)有所不同，因此，下面 將對(duì)應(yīng)其天線端口、基站端口和控制端口進(jìn)行不同的介紹。
對(duì)于天線端口，利用傳統(tǒng)的技術(shù)手段，直接將其接地，即可達(dá)到防雷的 目的。
對(duì)于基站端口的防雷請(qǐng)參閱圖3,圖3中揭示了本實(shí)用新型的第一種防雷 電路， 一種適用于基站端口的防雷電路，所述防雷電路22包括級(jí)聯(lián)的氣體放 電管UV1和限壓二極管UV2，分別作為第一放電管和第二力文電管用，用于逐 級(jí)放電，兩者之間為接地點(diǎn)；金屬模電阻R1，作為退耦件用，于氣體放電管 UV1和限壓二極管UV2之間消除電路網(wǎng)絡(luò)之間的寄生耦合；兩個(gè)并聯(lián)的快速 恢復(fù)二極管VI和V2，作為保護(hù)件，接入金屬模電阻Rl與限壓二極管UV2 之間，用于快速整: ￡并續(xù)流至原信號(hào)路徑，兩個(gè)快速恢復(fù)二極管VI和V2在
其各自并聯(lián)支路上呈現(xiàn)極性相反設(shè)置，即V1的正極與V2的陰極同向。
此處的防雷電路22采用分立的常規(guī)過壓保護(hù)器的級(jí)聯(lián)來控制殘余電壓， 使殘佘電壓不致?lián)p壞電子元器件。通路的直流阻抗小于1Q, 2. 176MHz的低 頻信號(hào)的衰減小于0. 5dB。
雷電從防雷電路的輸入端IN處進(jìn)入之后，先經(jīng)過氣體放電管UV1進(jìn)行一 第一級(jí)j汶電，所用的氣體放電管UV1殘余電壓為150V，由于此殘余電壓會(huì)對(duì) 下層元器件造成致命性損壞，所以在第一級(jí)放電后的殘余電壓流經(jīng)第二級(jí)放 電管時(shí)，釆用了P艮壓二極管UV2進(jìn)一步降低殘余電壓后再經(jīng)輸出端0UT輸出。 由于兩個(gè)器件UV1和UV2的開關(guān)時(shí)間的問題，在兩級(jí)之間加入金屬模電阻R1 做退耦件，并且考慮到低頻信號(hào)的插損和駐波等問題，在限壓二極管UV2前 面接入所述的保護(hù)件，即本實(shí)施例所和的并聯(lián)的兩個(gè)快速恢復(fù)二極管VI和 V2,以降低其插入損耗和完善駐波比。
在塔頂放大器中，防雷電路的輸入端IN直接電性連接于基站端口相對(duì)應(yīng) 的接線中，而輸出端OUT則直接連接于內(nèi)核電路的相應(yīng)的接線中，以此達(dá)到 保護(hù)塔頂放大器內(nèi)核電路元器件的目的。
請(qǐng)?jiān)賲㈤唸D4,本實(shí)用新型的第二種防雷電路，對(duì)應(yīng)于塔頂放大器的控 制端口設(shè)置，因本實(shí)施例中涉及4條芯線，以此為例，除了地線GND直接接 地之外，其余3條芯線即DC、 RS485 A和RS485 B均并聯(lián)一個(gè)防雷元電路。 所述防雷元電路以上述第一種防雷電路為基礎(chǔ)，簡省了其中的保護(hù)件部分而 成，因此對(duì)于其具體結(jié)構(gòu)不行贅述。
為了形成綜合防雷效果，除了各個(gè)防雷元電路實(shí)現(xiàn)共模防雷的效果外， 各個(gè)防雷元電路的輸入端處，均一體串聯(lián)接地，中間接至少一個(gè)獨(dú)立放電管 以實(shí)現(xiàn)差模放電，最佳的設(shè)置方案是在RS485 A的防雷子電路和RS485 B的 防雷子電^備之間，以及直流電源DC的防雷子電路和接地線GND的防雷子電路 之間，以及接^線GND的防雷子電路與接地參考零電平之間分別接入獨(dú)立;k
電管，總共3個(gè)。
同理，圖4關(guān)于防雷電路的接入端以其各自的防雷子電路為基準(zhǔn)，參考 上述基站端口的防雷電路的接入方式，確定其輸入端和輸出端。
請(qǐng)?jiān)賲㈤唸D2，上述兩種防雷電路分別接入相應(yīng)的基站端口和控制端口， 整個(gè)塔頂放大器便具有了全面防雷的功能。
需要指出的是，本實(shí)用新型的兩種防雷電路并不局限于其所采用的電路 元件，而退耦件并不局限于金屬模電阻、保護(hù)件并不局限于快速恢復(fù)二極管、 放電管并不局限于氣體放電管和限壓二極管等，相關(guān)的可替代元件，基于公 知和篇幅的簡潔性，不能窮舉，因此本實(shí)用新型以非純功能性限定的方式完 善相關(guān)技術(shù)方案，本領(lǐng)域內(nèi)普通技術(shù)人員通過閱讀本實(shí)用新型所揭示的內(nèi)容， 不需經(jīng)創(chuàng)造性勞動(dòng)便可聯(lián)想到其它替代元件，因此，相關(guān)的對(duì)本實(shí)用新型的 簡單替換仍應(yīng)視為不超出本實(shí)用新型的所示示的^用新型精神。
本實(shí)用新型的防雷電路可以分別獨(dú)立封裝在相應(yīng)的盒體中，該盒體配置 有第一匹配端口和第二匹配端口，兩個(gè)端口之間通過上述第一種或第二種防 雷電路電性連接。第一匹配端口呈與基站端口 (或控制端口)以子母件的方 式相配合的結(jié)構(gòu)，可直接采用原來接基站端口 (或控制端口)的射頻電纜接 頭，而第二匹配端口則呈與基站端口 (或控制端口)完全相同的結(jié)構(gòu)，這樣， 第一匹配端口與第二匹配端口間實(shí)現(xiàn)了基站端口 (或控制端口)的接口擴(kuò)展 功能。而在盒體內(nèi)，第一匹配端口和第二匹配端口之間，則電性連接所述的 兩種防雷電路之一，防雷電路通過電路板在盒體內(nèi)實(shí)現(xiàn)固定連接，為保持原 有功能，防雷電路的輸入端與第二匹配端口相應(yīng)的電流通路電性連接，也即 對(duì)接相應(yīng)的插針或插孔；輸出端則與第 一 匹配端口相應(yīng)的電流通路電性連接， 也即對(duì)接相應(yīng)的插孔或插針。如此，雷電電流通過第二匹配端口的進(jìn)入塔頂 放大器之前，將被放電瓦解，保證移動(dòng)通信系統(tǒng)的正常信號(hào)通信。
該防雷'器可進(jìn)行相應(yīng)的防水及散熱設(shè)計(jì)， 一種方式是將盒體底部ii計(jì)為
錐形，這樣水滴因?yàn)橹亓ψ饔脮?huì)自然下墜，不易進(jìn)入盒體內(nèi)，而在錐形面上 設(shè)計(jì)若干個(gè)散熱孔，則可進(jìn)一步完成散熱功能。
綜上所述，本實(shí)用新型通過改進(jìn)了塔頂放大器的傳統(tǒng)的防雷電路，進(jìn)而
完善ASIG標(biāo)準(zhǔn)的要求，并進(jìn)一步提供了與塔頂放大器相互獨(dú)立的防雷器，4吏 塔頂放大器的防雷功能更為強(qiáng)大，也促使其產(chǎn)品進(jìn)一步模塊化，在實(shí)現(xiàn)全面 防雷的同時(shí)提供了可選擇性，較為實(shí)用。
權(quán)利要求1、一種防雷電路，用于塔頂放大器的控制端口的至少兩條電流通路進(jìn)行防雷，其特征在于除地線外，其余電流通路均設(shè)有防雷元電路，各防雷元電路之間通過至少一個(gè)獨(dú)立放電管串聯(lián)接地。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的防雷電路，其特征在于所述防雷元電路包括 級(jí)聯(lián)的第一放電管和第二放電管，對(duì)輸入的電流逐級(jí)對(duì)地進(jìn)行放電后輸出； 以及退耦件，在第一放電管和第二放電管之間消除電路網(wǎng)絡(luò)之間的寄生耦合。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的防雷電路，其特征在于所述第一放電管和第 二放電管級(jí)聯(lián)并均接地，第二放電管與所述保護(hù)件串聯(lián)，形成在第一放電管 和退耦件之間饋入電^充的輸入端，以及在退耦件和第二放電管之間饋出的輸 出端。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的防雷電路，其特征在于所述第一放電管 為氣體放電管，第二》文電管為限壓;^電管。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的防雷電路，其特征在于所述退耦件為金屬模 電阻。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的防雷電路，其特征在于包括 3個(gè)所述的防雷元電路，分別對(duì)應(yīng)塔頂放大器的控制端口的直流電源通路、 RS485 A通路和RS485 B通路設(shè)置。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的防雷電路，-其特征在于所述獨(dú)立放電管包括 3個(gè)，分別置于RS485 A通路和RS485 B通路之間、直流電源通路和地線通路之間以及地線通路與接;^電平之間。
8、 一種防雷器，安裝于塔頂放大器的控制端口進(jìn)行防雷，其特征在于其 包括如權(quán)利要求2至7中任意一項(xiàng)所述的防雷電路、電路板、盒體、第一匹 配端口和第二匹配端口 ，所述防雷電路布置在電路板上，電路板則內(nèi)置于盒體之內(nèi)； 所述第一匹配端口與塔頂放大器的控制端口以子母件方式配合，且將防雷電路的輸出端與該控制端口的對(duì)應(yīng)電流通路電性連接；所述第二匹配端口與塔頂放大器的控制端口相同，且將防雷電路的輸入端與該第二匹配端口的對(duì)應(yīng)電i克通路電性連接；所述第 一 匹配端口及第二匹配端口均il置在盒體上。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的防雷器，其特征在于所述盒體底部呈錐形， 并具有若千散熱孔。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種防雷電路，用于塔頂放大器的控制端口的至少兩條電流通路進(jìn)行防雷，除地線外，其余電流通路均設(shè)有防雷元電路，各防雷元電路之間通過至少一個(gè)獨(dú)立放電管串聯(lián)接地。所述防雷元電路包括級(jí)聯(lián)的第一放電管和第二放電管，對(duì)輸入的電流逐級(jí)對(duì)地進(jìn)行放電后輸出；以及退耦件，在第一放電管和第二放電管之間消除電路網(wǎng)絡(luò)之間的寄生耦合。通過改進(jìn)塔頂放大器的傳統(tǒng)的防雷電路，進(jìn)而完善ASIG標(biāo)準(zhǔn)的要求，并進(jìn)一步提供了與塔頂放大器相互獨(dú)立的防雷器，使塔頂放大器的防雷功能更為強(qiáng)大，也促使其產(chǎn)品進(jìn)一步模塊化，在實(shí)現(xiàn)全面防雷的同時(shí)提供了可選擇性，較為實(shí)用。
文檔編號(hào)H02H9/04GK201061138SQ200720054100
公開日2008年5月14日 申請(qǐng)日期2007年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月13日
發(fā)明者鵬 周, 孫丙興, 沁 陶 申請(qǐng)人:京信通信系統(tǒng)(中國)有限公司