專利名稱：一種室內(nèi)有源雙工天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及雙工天線，具體涉及一種室內(nèi)有源雙工天線。
背景技術(shù)：
在GSM、CDMA、PHS、SCDMA、3G等的室內(nèi)無線覆蓋系統(tǒng)中普遍性的存在一些弱信號區(qū)域或盲區(qū)，如大樓和地下室。解決這些問題就是采用室內(nèi)無線覆蓋系統(tǒng)，目前室內(nèi)無線覆蓋系統(tǒng)的原理如圖一所示干線放大器(或直放站)對系統(tǒng)的上下行信號進(jìn)行集中高增益大功率放大，然后使用很多線路功分器和分路器，把這一大信號分成很多小信號分布到一個(gè)比較大的區(qū)域，由多個(gè)天線發(fā)射。信號從干線放大器輸出到天線，要經(jīng)過很多饋線、功分器和分路器，功率浪費(fèi)嚴(yán)重，要求干線放大器有很大的功率輸出。這樣的系統(tǒng)存在以下問題1、干線上的高增益大功率干線放大器對上行信號和下行信號進(jìn)行集中放大，高增益大功率干線放大器內(nèi)部有大功率RF器件、高隔離度大功率腔體雙工器等高價(jià)值器件，使干線放大器成本增高，從而使建網(wǎng)成本增加。2、系統(tǒng)的大部分功率浪費(fèi)在線路中。3、可靠性差。4、能源浪費(fèi)，功耗大，增加運(yùn)營成本。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述室內(nèi)覆蓋成本高，可靠性差等的缺陷，提供一種室內(nèi)有源雙工天線。
本實(shí)用新型的核心技術(shù)是把室內(nèi)無線覆蓋系統(tǒng)干線放大器(或直放站)的部分上行增益和下行增益分散到每個(gè)天線單元，降低了系統(tǒng)線路中下行信號的功率，增大了系統(tǒng)線路中上行信號功率，從而很大程度降低了整個(gè)系統(tǒng)對干線功率放大器(或直放站)的功率和增益要求，節(jié)約系統(tǒng)能耗，降低建網(wǎng)成本和運(yùn)營成本本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是，構(gòu)造一種室內(nèi)有源雙工天線，其特征在于，包括在線路端進(jìn)行下行信號耦合和上行信號輸送，并實(shí)現(xiàn)上下行信號分離的信號耦合分離單元；和所述信號耦合分離單元相連，用于對所述信號耦合分離單元輸出的下行信號進(jìn)行功率放大的下行放大器；和所述信號耦合分離單元相連，用于對輸入到所述信號耦合分離單元的上行信號進(jìn)行功率放大的上行放大器；和所述下行放大器、上行放大器相連，用于合路上下行信號并實(shí)現(xiàn)無線收發(fā)的天線單元；為所述下行放大器、上行放大器提供電源的饋電單元。
在本實(shí)用新型所述的室內(nèi)有源雙工天線中，所述信號耦合分離單元包括用于從線路輸入端口耦合下行信號，并將放大后的上行信號輸送到線路輸入端口的線路定向耦合器；用于將所述線路定向耦合器的上下行信號進(jìn)行分離的線路端雙工器；所述線路定向耦合器的輸入端與所述線路輸入端口相連，所述線路定向耦合器的輸出端和所述線路輸出端口相連，所述線路定向耦合器的耦合端和所述線路端雙工器相連，所述線路定向耦合器的隔離端連接匹配電阻。所述線路端雙工器為介質(zhì)雙工器，所述線路采用微帶線定向耦合器。
在本實(shí)用新型所述的室內(nèi)有源雙工天線中，所述信號耦合分離單元還包括用于耦合下行信號到下行功率放大器的下行定向耦合器；用于把上行放大器輸出的上行信號耦合到線路的上行定向耦合器；所述下行定向耦合器的輸入端和所述線路輸入端口相連，所述下行定向耦合器的耦合端和所述下行放大器相連，所述下行定向耦合器的隔離端連接匹配電阻，所述下行定向耦合器的輸出端和所述上行定向耦合器的輸入端相連；所述上行定向耦合器的輸出端和所述線路輸出端口相連，所述上行定向耦合器的耦合端和所述上行放大器的輸出相連，所述上行定向耦合器的隔離端連接匹配電阻。所述上行定向耦合器和所述下行定向耦合器采用微帶線定向耦合器。
在本實(shí)用新型所述的室內(nèi)有源雙工天線中，所述天線單元包括用于實(shí)現(xiàn)放大后的下行信號和未放大的上行信號進(jìn)行分離的天線端雙工器；用于無線信號收發(fā)的單極化天線。所述天線端雙工器為介質(zhì)雙工器。
在本實(shí)用新型所述的室內(nèi)有源雙工天線中，無天線端雙工器中所述天線單元為正交極化天線。一個(gè)極化方向用于下行發(fā)射，另一方向?yàn)樯闲薪邮赵诒緦?shí)用新型所述的室內(nèi)有源雙工天線中，還包括位于所述天線單元和所述上行放大器之間用于對上行信號帶外進(jìn)行抑制的上行帶通濾波器。
在本實(shí)用新型所述的室內(nèi)有源雙工天線中，還包括位于所述信號耦合分離單元和所述下行放大器之間用于對下行信號帶外進(jìn)行抑制的下行帶通濾波器。
本實(shí)用新型的有益效果是，通過本實(shí)用新型方案，為GSM、CDMA、PHS、SCDMA、3G等無線系統(tǒng)的室內(nèi)無線覆蓋提供了有源室內(nèi)雙工天線，用此天線配合微型直放站或微型干線放大器組建成的室內(nèi)無線覆蓋系統(tǒng)，具有成本低、可靠性高、節(jié)能等特點(diǎn)。


下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，附圖中
圖1是傳統(tǒng)的室內(nèi)無線覆蓋系統(tǒng)框圖；圖2是采用本實(shí)用新型有源雙工室內(nèi)天線組建的室內(nèi)無線覆蓋系統(tǒng)框圖；圖3是本實(shí)用新型室內(nèi)有源雙工天線原理框圖；圖4是本實(shí)用新型室內(nèi)有源雙工天線采用雙工器的一種實(shí)施例的原理框圖；圖5是本實(shí)用新型室內(nèi)有源雙工天線不采用雙工器的一種實(shí)施例的原理框圖；圖6是本實(shí)用新型室內(nèi)有源雙工天線不采用雙工器的一種實(shí)施例的上下行定向耦合器采用微帶線的示意圖；圖7是本實(shí)用新型高增益室內(nèi)有源雙工天線原理框圖。
具體實(shí)施方式
如圖4所示是本實(shí)用新型室內(nèi)有源雙工天線采用雙工器的一種實(shí)施例。包括用于與線路輸入端口進(jìn)行下行信號耦合分離和上行信號輸送，并實(shí)現(xiàn)上下行信號分離的信號耦合分離單元；和信號耦合分離單元相連，用于對所述信號耦合分離單元輸出的下行信號進(jìn)行功率放大的下行放大器；和信號耦合分離單元相連，用于對輸入到信號耦合分離單元的上行信號進(jìn)行功率放大的上行放大器；和下行放大器、上行放大器相連，用于合路上下行信號并實(shí)現(xiàn)無線收發(fā)的天線單元；為下行放大器、上行放大器提供電源的饋電單元。
信號耦合分離單元包括用于從線路輸入端口耦合分離下行信號，并將放大后的上行信號輸送到線路輸入端口的線路定向耦合器；用于將線路定向耦合器的上下行信號進(jìn)行分離的線路端雙工器；線路定向耦合器的輸入端與線路輸入端口相連，輸出端和線路輸出端口相連，耦合端和線路端雙工器相連，隔離端連接50歐姆匹配電阻。天線單元包括用于實(shí)現(xiàn)放大后的下行信號和未放大的上行信號進(jìn)行分離的天線端雙工器；用于無線信號收發(fā)的單極化天線。線路端雙工器、天線端雙工器為介質(zhì)雙工器，線路定向耦合器采用微帶線。
線路信號進(jìn)入線路定向耦合器的輸入端口，經(jīng)過定向耦合器，耦合小部分下行信號至線路端雙工器，同時(shí)線路端雙工器輸出的小部分天線上行信號耦合到線路，其余下行信號通過線路定向耦合器的輸出端送入線路，其余天線上行信號被耦合器內(nèi)50歐姆電阻吸收。線路端雙工器輸出的下行信號進(jìn)入下行放大器放大，放大后的下行信號經(jīng)過天線端雙工器進(jìn)入天線發(fā)射。天線接收到移動(dòng)臺發(fā)射的天線上行信號，經(jīng)過天線端雙工器進(jìn)入上行放大器放大，放大后的信號進(jìn)入線路端雙工器，線路端雙工器輸出通過線路定向耦合器，從線路定向耦合器的輸入端口進(jìn)入線路。
采用雙工器的室內(nèi)有源雙工天線不能適用于同頻的TDD系統(tǒng)(如PHS和SCDMA系統(tǒng))，采用雙工器的室內(nèi)有源雙工天線的線路端隔離度取決于線路端雙工器的隔離度，天線端隔離度取決于天線端雙工器的隔離度。
如圖5所示是本實(shí)用新型室內(nèi)有源雙工天線不采用雙工器的一種實(shí)施例，和采用雙工器的室內(nèi)有源雙工天線相比，其信號耦合分離單元和天線單元構(gòu)造方式不一樣，具體如下信號耦合分離單元包括用于下行信號的下行定向耦合器；用于上行信號的上行定向耦合器；下行定向耦合器的輸入端和線路輸入端口相連，耦合端和下行放大器輸入端相連，隔離端連接50歐姆匹配電阻，輸出端和上行定向耦合器的輸入端相連；上行定向耦合器的輸出端和線路輸出端口相連，耦合端和上行放大器輸出端相連，隔離端連接50歐姆匹配電阻。
所述上行定向耦合器和所述下行定向耦合器采用微帶線定向耦合器，如圖6所示。端口1為下行定向耦合器的輸入端，端口2為下行定向耦合器的輸出端，端口3為下行定向耦合器的耦合端，端口4為下行定向耦合器的隔離端；端口5為上行定向耦合器的輸入端，端口6為上行定向耦合器的輸出端，端口7為上行定向耦合器的耦合端，端口8為上行定向耦合器的隔離端。
端口1和端口4之間相互隔離，端口2和端口3之間相互隔離。端口5和端口7之間相互隔離，端口7和端口6之間相互隔離。線路下行信號由下行定向耦合器端口1進(jìn)入，端口2輸出進(jìn)入上行定向耦合器端口5，由上行定向耦合器端口6輸出。其中部分下行信號由端口3耦合輸出。線路的上行信號由上行定向耦合器端口6進(jìn)入，端口5輸出進(jìn)入下行定向耦合器端口2，由下行定向耦合器端口1輸出。其中由端口7輸入的部分天線上行信號耦合入線路。
天線單元采用正交極化天線。下行定向耦合器耦合小部分下行信號輸入下行放大器放大，放大后的下行信號進(jìn)入天線的X極化方向發(fā)射。天線的Y極化方向接收移動(dòng)臺發(fā)射的上行信號，進(jìn)入上行放大器放大，放大輸出進(jìn)入上行定向耦合器耦合到線路。
上行定向耦合器、下行定向耦合器的耦合度根據(jù)不同線路信號強(qiáng)度取不同值。線路端上下行信號隔離為線路端隔離度＝定向耦合器隔離度+定向耦合器耦合度。
上述系統(tǒng)可以用于同頻的TDD系統(tǒng)，天線端上下行信號的隔離度為隔離度＝天線隔離度。
當(dāng)上述系統(tǒng)用于非同頻系統(tǒng)時(shí)可以在上行放大器和天線之間加入上行帶通濾波器進(jìn)一步提高天線端的隔離度，加上上行帶通濾波器的之后天線端上下行信號的隔離度為隔離度＝天線隔離度+上行帶通濾波器的帶外抑制。
如圖7所示為本實(shí)用新型高增益室內(nèi)有源雙工天線原理框圖。高增益型無雙工器有源雙工室內(nèi)天線是普通無雙工器有源雙工室內(nèi)天線的改進(jìn)型。是在普通無雙工器有源雙工室內(nèi)天線的下行定向耦合器和下行放大器輸入口之間串一個(gè)下行帶通濾波器，用于提高系統(tǒng)的上下行隔離度。
本實(shí)用新型的關(guān)鍵技術(shù)是在最低成本條件下實(shí)現(xiàn)對上下行信號的放大要求，且上下行信號有可能是同頻TDD方式，這就要求上下行放大器的增益不能太大(一般取20dB-30dB)，線路端和天線端對都有上下行信號都要有較好的隔離。
權(quán)利要求1.一種室內(nèi)有源雙工天線，包括線路輸入端口和線路輸出端口，其特征在于，包括用于進(jìn)行下行信號耦合分離和上行信號輸送，并實(shí)現(xiàn)上下行信號分離的信號耦合分離單元；和所述信號耦合分離單元相連，用于對所述信號耦合分離單元輸出的下行信號進(jìn)行功率放大的下行放大器；和所述信號耦合分離單元相連，用于對輸入到所述信號耦合分離單元的上行信號進(jìn)行功率放大的上行放大器；和所述下行放大器、上行放大器相連，用于合路上下行信號并實(shí)現(xiàn)無線收發(fā)的天線單元；為所述下行放大器、上行放大器提供電源的饋電單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的室內(nèi)有源雙工天線，其特征在于，所述信號耦合分離單元包括用于從線路輸入端口耦合下行信號，并將放大后的上行信號輸送到線路輸入端口的線路定向耦合器；用于將所述線路定向耦合器的上下行信號進(jìn)行分離的線路端雙工器；所述線路定向耦合器的輸入端與所述線路輸入端口相連，所述線路定向耦合器的輸出端和所述線路輸出端口相連，所述線路定向耦合器的耦合端和所述線路端雙工器相連，所述線路定向耦合器的隔離端連接匹配電阻。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的室內(nèi)有源雙工天線，其特征在于，所述線路端雙工器為介質(zhì)雙工器，所述線路定向耦合器采用微帶線定向耦合器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的室內(nèi)有源雙工天線，其特征在于，所述信號耦合分離單元包括用于下行信號的下行定向耦合器；用于上行信號的上行定向耦合器；所述下行定向耦合器的輸入端和所述線路輸入端口相連，所述下行定向耦合器的耦合端和所述下行放大器輸入端相連，所述下行定向耦合器的隔離端連接匹配電阻，所述下行定向耦合器的輸出端和所述上行定向耦合器的輸入端相連；所述上行定向耦合器的輸出端和所述線路輸出端口相連，所述上行定向耦合器的耦合端和所述上行放大器輸出端相連，所述上行定向耦合器的隔離端連接匹配電阻。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的室內(nèi)有源雙工天線，其特征在于，所述上行定向耦合器和所述下行定向耦合器采用微帶定向耦合器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的室內(nèi)有源雙工天線，其特征在于，所述天線單元包括用于實(shí)現(xiàn)放大后的下行信號和未放大的上行信號進(jìn)行分離的天線端雙工器；用于無線信號收發(fā)的單極化天線。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的室內(nèi)有源雙工天線，其特征在于，所述天線端雙工器為介質(zhì)雙工器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的室內(nèi)有源雙工天線，其特征在于，當(dāng)不使用天線端雙工器時(shí)所述天線單元為正交極化天線。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的室內(nèi)有源雙工天線，其特征在于，還包括位于所述天線單元和所述上行放大器之間用于對上行信號帶外進(jìn)行抑制的上行帶通濾波器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的室內(nèi)有源雙工天線，其特征在于，還包括位于所述信號耦合分離單元和所述下行放大器之間用于對下行信號帶外進(jìn)行抑制的下行帶通濾波器。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種室內(nèi)有源雙工天線，包括線路輸入端口和線路輸出端口，用于進(jìn)行下行信號耦合分離和上行信號輸送，并實(shí)現(xiàn)上下行信號分離的信號耦合分離單元；和所述信號耦合分離單元相連的下行放大器；和所述信號耦合分離單元相連的上行放大器；和所述下行放大器、上行放大器相連，用于合路上下行信號并實(shí)現(xiàn)無線收發(fā)的天線單元；為所述下行放大器、上行放大器提供電源的饋電單元。通過本實(shí)用新型方案，為GSM、CDMA、PHS、SCDMA、3G等無線系統(tǒng)的室內(nèi)無線覆蓋提供了有源室內(nèi)雙工天線，用此天線配合微型直放站或微型干線放大器組建成的室內(nèi)無線覆蓋系統(tǒng)，具有成本低、可靠性高、節(jié)能等特點(diǎn)。
文檔編號H04B1/40GK2859840SQ20052011999
公開日2007年1月17日 申請日期2005年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月3日
發(fā)明者趙小林 申請人:趙小林