專利名稱：一種tdd lte塔頂放大器的高性能射頻通道的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種TDD LTE塔頂放大器的高性能射頻通道。
背景技術(shù)：
TD-LTE 即 Time Division Long Term Evolution 是新一代的 4G通信技術(shù)，TD-LTE新一代通信技術(shù)的特點是:工作頻率更高，傳輸速度更快，攜帶的信息量更大，要求設(shè)備更精巧、可靠性更高，要求有更好的網(wǎng)絡(luò)通話質(zhì)量，這些都向器件供應(yīng)商提出了更苛刻的技術(shù)要求。塔頂放大器簡稱塔放或TMA (Tower Mounted Amplifier),它的用途是提供最接近天線的塔頂接收放大。接收信號放大補償了從天線到基站的饋線損耗，因而提高了基站的接收靈敏度。而且，通常塔放都有很低的噪聲系數(shù)，使得基站的噪聲系數(shù)有更進一步的提高。塔放需要支持旁路功能，以確保在異常狀態(tài)下通信的暢通。TDD即Time DivisionDuplex (時分雙工)塔放的上下行使用相同的頻段，需要在塔放內(nèi)部進行精確的上下行控制。傳統(tǒng)的塔頂放大器都是FDD方式的。而采用TDD方式的4G通信系統(tǒng)TD-LTE剛剛開始在全球推廣，TDDLTE塔頂放大器更是一種全新的產(chǎn)品，由于TDD方式給塔放的設(shè)計帶來很高的技術(shù)要求，因此目前市面上還沒有成熟的產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能夠承受高功率、具有低插損和低噪聲特性、能夠保證在掉電和放大器故障時以盡可能低的插損傳輸下行和上行信號，確?；九c移動臺之間通信不中斷的一種TDD LTE塔頂放大器的高性能射頻通道。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的:一種TDD LTE塔頂放大器的高性能射頻通道，它包括發(fā)射通道、接收通道和高速開關(guān)組件，發(fā)射通道用于傳送下行射頻信號，接收通道用于傳輸上行射頻信號，高速開關(guān)組件實現(xiàn)發(fā)射通道和接收通道的切換和隔離；所述的高速開關(guān)組件包括至少三個高速開關(guān)SPSTl SPST3 ;所述的發(fā)射通道包括兩個λ/4微帶線和ANT濾波器，基站BTS的下行輸出與兩個串聯(lián)的λ/4微帶線的輸入端連接，串聯(lián)λ /4微帶線的輸出與ANT濾波器相連，ANT濾波器與天線ANT連接，兩個λ /4微帶線的中點通過高速開關(guān)SPST3對地連接；所述的接收通道包括ANT濾波器、限幅器、放大器LNA和RX通道濾波器，ANT濾波器的一端與天線ANT連接，ANT濾波器的另一端與高速開關(guān)SPSTl相連，高速開關(guān)SPST1、限幅器Limiterl、放大器LNA、RX通道濾波器、限幅器Limiter2、高速開關(guān)SPST2順次串聯(lián)，開關(guān)SPST2與基站BTS相連。本發(fā)明所述的放大器LNA為射頻低噪聲放大器。本發(fā)明它還包括一個旁路通道，所述的旁路通道包括兩個λ /4微帶線和ANT濾波器，基站BTS與兩個串聯(lián)的λ/4微帶線連接，串聯(lián)的λ/4微帶線與ANT濾波器相連，ANT濾波器與天線ANT相連。由于λ/4微帶線、ANT濾波器均為無源雙向器件，在系統(tǒng)掉電或低噪聲放大器LNA故障時，TDD LTE塔頂放大器進入旁路狀態(tài)，此時塔放中所有PIN開關(guān)都不加電，處于截止?fàn)顟B(tài)，上行低噪聲放大器LNA不工作，下行信號和上行信號都通過λ /4微帶線和濾波器低損耗傳輸，確保通信不中斷。本發(fā)明的有益效果是:在發(fā)射通道中利用λ /4微帶線和大功率PIN二極管來實現(xiàn)在接收狀態(tài)時的隔離，采用兩個PIN 二極管電路并聯(lián)提高了隔離度，避免在接收狀態(tài)下低噪聲放大器LNA自激，其中PIN二極管電路采用兩只二極管串聯(lián)反接，避免在發(fā)射狀態(tài)和旁路狀態(tài)時，大功率條件下二極管導(dǎo)通；在接收通道中，采用兩只二極管串聯(lián)反接的方式實現(xiàn)收發(fā)切換，在接收狀態(tài)下具有低插損，從而實現(xiàn)低的噪聲系數(shù)指標(biāo)，在發(fā)射狀態(tài)和旁路狀態(tài)下具有高隔離從而使低噪聲放大器LNA得到保護，不會被下行的大功率射頻信號擊穿。


圖1為本發(fā)明原理圖之發(fā)射通道；圖2為本發(fā)明原理圖之接收通道；圖3為本發(fā)明原理圖之旁路通道；圖4為本發(fā)明的第一種電路形式；圖5為本發(fā)明的第二種電路形式；圖6為本發(fā)明的第三種電路形式；圖7為本發(fā)明的第四種電路形式。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例進一步詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)方案，但本發(fā)明的保護范圍不局限于以下所述。一種TDD LTE塔頂放大器的高性能射頻通道，它包括發(fā)射通道、接收通道和高速開關(guān)組件，發(fā)射通道用于傳送下行射頻信號，接收通道用于傳輸上行射頻信號，高速開關(guān)組件實現(xiàn)發(fā)射通道和接收通道的切換和隔離；所述的高速開關(guān)組件包括至少三個高速開關(guān)SPSTl SPST3 ；如圖1所示，所述的發(fā)射通道包括兩個λ/4微帶線和ANT濾波器，基站BTS的下行輸出與兩個串聯(lián)的λ/4微帶線的輸入端連接，串聯(lián)λ/4微帶線的輸出與ANT濾波器相連，ANT濾波器與天線ANT連接，兩個λ /4微帶線的中點通過高速開關(guān)SPST3對地連接。如圖2所示，所述的接收通道包括ANT濾波器、限幅器、放大器LNA和RX通道濾波器，ANT濾波器的一端與天線ANT連接，ANT濾波器的另一端與高速開關(guān)SPSTl相連，高速開關(guān)SPSTl、限幅器Limiterl、放大器LNA、RX通道濾波器、限幅器Limiter2、高速開關(guān)SPST2順次串聯(lián)，開關(guān)SPST2與基站BTS相連，所述的放大器LNA為射頻低噪聲放大器。本發(fā)明還包括一個旁路通道，如圖3所示，所述的旁路通道包括兩個λ /4微帶線和ANT濾波器，基站BTS與兩個串聯(lián)的λ /4微帶線連接，串聯(lián)的λ /4微帶線與ANT濾波器相連，ANT濾波器與天線ANT相連。由于λ/4微帶線、ANT濾波器均為無源雙向器件，在系統(tǒng)掉電或低噪聲放大器LNA故障時，TDD LTE塔頂放大器進入旁路狀態(tài)，此時塔放中所有PIN開關(guān)都不加電，處于截止?fàn)顟B(tài)，上行低噪聲放大器LNA不工作，下行信號和上行信號都通過λ /4微帶線和濾波器低損耗傳輸，確保通信不中斷。
圖4為本發(fā)明電路結(jié)構(gòu)圖之一，圖中，發(fā)射通道由入/4微帶線11、124見'濾波器、二極管D3、D4、D5、D6組成，二極管D3、D4和二極管D5、D6組成兩個高速開關(guān)，兩個高速開關(guān)并聯(lián)，從而提高了接收狀態(tài)的隔離度；接收通道由ANT濾波器、二極管D7、D8、D1、D2和放大器LNA及RX通道濾波器組成，二極管D7、D8組成高速開關(guān)SPSTl，二極管Dl、D2組成高速開關(guān)SPST2 ;旁路通道由λ /4微帶線Wl、W2和ANT濾波器組成。當(dāng)電路處于發(fā)射狀態(tài)時，控制電壓為-5V，所有二極管Dl、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8均處于截止?fàn)顟B(tài)，此時基站BTS發(fā)出的下行大功率射頻信號通過串聯(lián)的λ /4微帶線W1、W2和ANT濾波器，低損耗的傳輸至天線ΑΝΤ，由于高速開關(guān)SPSTl和SPST2的作用，泄漏到RX通道中的射頻功率已經(jīng)很小，足以滿足對接收通道中低噪聲放大器LNA的保護要求；當(dāng)電路處于接收狀態(tài)時，控制電壓為+5V，所有二極管Dl、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8均處于導(dǎo)通狀態(tài)，天線接收到的上行信號經(jīng)ANT濾波器、高速開關(guān)SPSTl進入低噪聲放大器LNA放大后，再經(jīng)RX通道濾波器和高速開關(guān)SPST2進入基站BTS，由于λ /4微帶線和導(dǎo)通的高速開關(guān)SPST3對上行信號提供足夠高的隔離，確保了低噪聲放大器LNA不會產(chǎn)生閉環(huán)自激；在系統(tǒng)掉電或低噪聲放大器LNA故障時，TDD LTE塔頂放大器進入旁路狀態(tài)，此時塔放中所有二極管開關(guān)都不加電，處于截止?fàn)顟B(tài)，上行低噪聲放大器LNA不工作，由于λ /4微帶線、ANT濾波器均為無源雙向器件，下行信號和上行信號都通過微帶線和ANT濾波器低損耗傳輸，仍能確保通信不中斷。圖5為本發(fā)明電路結(jié)構(gòu)圖之二，圖中，發(fā)射通道由入/4微帶線11、124見'濾波器、二極管D4、D5、D6、D7組成，二極管D4、D5和二極管D6、D7組成兩個高速開關(guān)，兩個高速開關(guān)并聯(lián)，從而提高了接收狀態(tài)的隔離度；接收通道由ANT濾波器、二極管D8、D9、D10、D1、D2、D3和放大器LNA及RX通道濾波器組成，二極管D8、D9組成高速開關(guān)SPSTl，二極管Dl、D2組成高速開關(guān)SPST2，二極管DIO、D3起限幅器的作用；旁路通道由λ /4微帶線Wl、W2和ANT濾波器組成。當(dāng)電路處于發(fā)射狀態(tài)時，控制電壓為+28V，所有二極管Dl、D2、D3、D4、D5、D6、D7、
D8均處于截止?fàn)顟B(tài)，此時基站BTS發(fā)出的下行大功率射頻信號通過串聯(lián)的λ /4微帶線W1、W2和ANT濾波器，低損耗的傳輸至天線ΑΝΤ，由于高速開關(guān)SPST1、SPST2和二極管D3、DlO的作用，泄漏到RX通道中的射頻功率已經(jīng)很小，足以滿足對接收通道中低噪聲放大器LNA的保護要求；當(dāng)電路處于接收狀態(tài)時，控制電壓為0V，所有二極管D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8均處于導(dǎo)通狀態(tài)，天線接收到的上行信號經(jīng)ANT濾波器、高速開關(guān)SPSTl進入低噪聲放大器LNA放大后，再經(jīng)RX通道濾波器和高速開關(guān)SPST2進入基站BTS，由于λ /4微帶線和導(dǎo)通的高速開關(guān)SPST3對上行信號提供足夠高的隔離，確保了低噪聲放大器LNA不會產(chǎn)生閉環(huán)自激；在系統(tǒng)掉電或低噪聲放大器LNA故障時，TDD LTE塔頂放大器進入旁路狀態(tài)，此時塔放中所有二極管開關(guān)都不加電，處于截止?fàn)顟B(tài)，上行低噪聲放大器LNA不工作，由于λ /4微帶線、ANT濾波器均為無源雙向器件，下行信號和上行信號都通過微帶線和ANT濾波器低損耗傳輸，仍能確保通信不中斷。圖6為本發(fā)明電路結(jié)構(gòu)圖之三，圖中，發(fā)射通道由入/4微帶線11、124見'濾波器、二極管D3、D4、D5、D6組成，二極管D3、D4和二極管D5、D6組成兩個高速開關(guān)，兩個高速開關(guān)并聯(lián)，從而提高了接收狀態(tài)的隔離度；接收通道由ANT濾波器、二極管D7、D8、D1、D2和放大器LNA及RX通道濾波器組成，二極管D7、D8組成高速開關(guān)SPSTl，二極管Dl、D2組成高速開關(guān)SPST2 ;旁路通道由λ /4微帶線Wl、W2和ANT濾波器組成。當(dāng)電路處于發(fā)射狀態(tài)時，控制電壓為+5V，所有二極管Dl、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8均處于截止?fàn)顟B(tài)，此時基站BTS發(fā)出的下行大功率射頻信號通過串聯(lián)的λ /4微帶線W1、W2和ANT濾波器，低損耗的傳輸至天線ΑΝΤ，由于高速開關(guān)SPSTl和SPST2的作用，泄漏到RX通道中的射頻功率已經(jīng)很小，足以滿足對接收通道中低噪聲放大器LNA的保護要求；當(dāng)電路處于接收狀態(tài)時，控制電壓為-5V，所有二極管Dl、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8均處于導(dǎo)通狀態(tài)，天線接收到的上行信號經(jīng)ANT濾波器、高速開關(guān)SPSTl進入低噪聲放大器LNA放大后，再經(jīng)RX通道濾波器和高速開關(guān)SPST2進入基站BTS，由于λ /4微帶線和導(dǎo)通的高速開關(guān)SPST3對上行信號提供足夠高的隔離，確保了低噪聲放大器LNA不會產(chǎn)生閉環(huán)自激；在系統(tǒng)掉電或低噪聲放大器LNA故障時，TDD LTE塔頂放大器進入旁路狀態(tài)，此時塔放中所有二極管開關(guān)都不加電，處于截止?fàn)顟B(tài)，上行低噪聲放大器LNA不工作，由于λ/4微帶線、ANT濾波器均為無源雙向器件，下行信號和上行信號都通過微帶線和ANT濾波器低損耗傳輸，仍能確保通信不中斷。圖7為本發(fā)明電路結(jié)構(gòu)圖之四，圖中，發(fā)射通道由入/4微帶線11、124見'濾波器、二極管D4、D5、D6、D7組成，二極管D4、D5和二極管D6、D7組成兩個高速開關(guān)，兩個高速開關(guān)并聯(lián)，從而提高了接收狀態(tài)的隔離度；接收通道由ANT濾波器、二極管D8、D9、D10、D1、D2、D3和放大器LNA及RX通道濾波器組成，二極管D8、D9組成高速開關(guān)SPSTl，二極管Dl、D2組成高速開關(guān)SPST2，二極管DIO、D3起限幅器的作用；旁路通道由λ /4微帶線Wl、W2和ANT濾波器組成。當(dāng)電路處于發(fā)射狀態(tài)時，控制電壓為+28V，所有二極管Dl、D2、D3、D4、D5、D6、D7、
D8均處于截止?fàn)顟B(tài)，此時基站BTS發(fā)出的下行大功率射頻信號通過串聯(lián)的λ /4微帶線W1、W2和ANT濾波器，低損耗的傳輸至天線ΑΝΤ，由于高速開關(guān)SPSTl和SPST2的作用，泄漏到RX通道中的射頻功率已經(jīng)很小，足以滿足對接收通道中低噪聲放大器LNA的保護要求；當(dāng)電路處于接收狀態(tài)時，控制電壓為0V，所有二極管Dl、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8均處于導(dǎo)通狀態(tài)，天線接收到的上行信號經(jīng)ANT濾波器、高速開關(guān)SPSTl進入低噪聲放大器LNA放大后，再經(jīng)RX通道濾波器和高速開關(guān)SPST2進入基站BTS，由于λ /4微帶線和導(dǎo)通的高速開關(guān)SPST3對上行信號提供足夠高的隔離，確保了低噪聲放大器LNA不會產(chǎn)生閉環(huán)自激；在系統(tǒng)掉電或低噪聲放大器LNA故障時，TDD LTE塔頂放大器進入旁路狀態(tài)，此時塔放中所有二極管開關(guān)都不加電，處于截止?fàn)顟B(tài)，上行低噪聲放大器LNA不工作，由于λ/4微帶線、ANT濾波器均為無源雙向器件，下行信號和上行信號都通過微帶線和ANT濾波器低損耗傳輸，仍能確保通信不中斷。本發(fā)明采用了高速開關(guān)及限幅器，從而使關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)達到以下效果:
權(quán)利要求
1.一種TDD LTE塔頂放大器的高性能射頻通道，其特征在于:它包括發(fā)射通道、接收通道和高速開關(guān)組件，發(fā)射通道用于傳送下行射頻信號，接收通道用于傳輸上行射頻信號，高速開關(guān)組件實現(xiàn)發(fā)射通道和接收通道的切換和隔離；所述的高速開關(guān)組件包括至少三個高速開關(guān)SPSTl SPST3 ;所述的發(fā)射通道包括兩個λ /4微帶線和ANT濾波器，基站BTS的下行輸出與兩個串聯(lián)的λ/4微帶線的輸入端連接，串聯(lián)λ/4微帶線的輸出與ANT濾波器相連，ANT濾波器與天線ANT連接，兩個λ /4微帶線的中點通過高速開關(guān)SPST3對地連接；所述的接收通道包括ANT濾波器、限幅器、放大器LNA和RX通道濾波器，ANT濾波器的一端與天線ANT連接，ANT濾波器的另一端與高速開關(guān)SPSTl相連，高速開關(guān)SPST1、限幅器Limiterl、放大器LNA、RX通道濾波器、限幅器Limiter2、高速開關(guān)SPST2順次串聯(lián)，開關(guān)SPST2與基站BTS相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種TDDLTE塔頂放大器的高性能射頻通道，其特征在于:所述的放大器LNA為射頻低噪聲放大器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種TDDLTE塔頂放大器的高性能射頻通道，其特征在于:它還包括一個旁路通道，所述的旁路通道包括兩個λ /4微帶線和ANT濾波器，基站BTS與兩個串聯(lián)的λ /4微帶線連接，串聯(lián)的λ /4微帶線與ANT濾波器相連，ANT濾波器與天線ANT相連。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種TDD LTE塔頂放大器的高性能射頻通道，它包括發(fā)射通道、接收通道和高速開關(guān)組件，發(fā)射通道用于傳送下行射頻信號，接收通道用于傳輸上行射頻信號，高速開關(guān)組件實現(xiàn)發(fā)射通道和接收通道的切換和隔離；所述的高速開關(guān)組件包括至少三個高速開關(guān)SPST1～SPST3；所述的發(fā)射通道包括兩個λ/4微帶線和ANT濾波器，所述的接收通道包括ANT濾波器、低噪聲放大器LNA和RX通道濾波器，它還包括一個旁路通道，所述的旁路通道包括兩個λ/4微帶線和ANT濾波器。本發(fā)明能夠承受高功率、具有低插損和低噪聲特性、能夠保證在掉電和放大器故障時以盡可能低的插損確?；就ㄐ挪恢袛?。
文檔編號H04W88/08GK103079292SQ20121058648
公開日2013年5月1日 申請日期2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月28日
發(fā)明者周為 申請人:成都泰格微波技術(shù)股份有限公司