本實用新型屬于無線電磁波技術領域，涉及一種電磁波綠色覆蓋裝置，具體涉及ZigBee無線網絡的室內覆蓋。

背景技術：

隨著社會的發(fā)展與進步，大量電視塔、廣播站、雷達、衛(wèi)星通信、微波、手機基站等帶有電磁波的設備和活動也越來越多。這些設備對人類生活水平的提高和社會發(fā)展的進步起到了重要的作用，同時產生的電磁波也是一個環(huán)境污染要素。各種家用電器、無線網絡設備、移動通訊設備等電器裝置，只要處于操作使用狀態(tài)，周圍就會存在電磁波輻射。對于人體這一良導體，電磁波不可避免地會構成一定程度的傷害。長期處于高電磁波輻射環(huán)境下，會對人體健康產生的影響，而對于身體條件較差的如孕婦、兒童、老人及病人等四類人群來說，更可能產生嚴重的危害。

隨著大數(shù)據(jù)時代的來臨，無線通信系統(tǒng)的通信容量、信息傳輸速率以及頻譜利用效率等正面臨著全新的挑戰(zhàn)。然而，由于頻譜資源有限以及電子器件的固有帶寬限制等，單純依靠通過擴展頻譜寬度來提高數(shù)據(jù)傳輸速率和頻譜利用率等無線通信系統(tǒng)性能的方案難以實現(xiàn)。因此，在現(xiàn)有頻譜資源的基礎上尋求全新的無線通信方案已成為無線通信領域中的一個重要研究課題方向。

遠離電磁波輻射的污染，關鍵在于及時發(fā)現(xiàn)和預防控制，目前室內無線網絡的均勻覆蓋主要使用“室內分布系統(tǒng)”的方式進行。雖然實現(xiàn)了信號全覆蓋，但不能實現(xiàn)“輻射至人體的電磁波信號最小化”的美好愿景，本實用新型是為了解決“連網通信正常的前提下，不能實現(xiàn)輻射至人體的電磁波信號強度最小化的問題”，通過可調衰減器降低發(fā)射功率，從而降低了對人體的輻射，另一方面也降低了功耗。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種電磁波綠色覆蓋裝置，旨在解決連網通信正常的前提下，“不能實現(xiàn)輻射至人體的電磁波信號強度最小化的技術問題?！?/p>

本實用新型提供的技術方案：

本實用新型所述的一種電磁波綠色覆蓋裝置，包括發(fā)射通道及接收通道，所述發(fā)射通道內設有第一收發(fā)開關、第一可調衰減器及第二收發(fā)開關，所述第一收發(fā)開關用于接收室內分布系統(tǒng)發(fā)出的分支信號，并將分支信號導向發(fā)射通道，第一可調衰減器降低發(fā)射通道所輸出的發(fā)射功率，第二收發(fā)開關將分支信號通過天線向外輻射信號；

所述接收通道內設有第二收發(fā)開關、第二可調衰減器、低噪聲放大器及第一收發(fā)開關，所述天線收集到的信號送入第二收發(fā)開關，第二收發(fā)開關將信號輸出至第二可調衰減器，進入低噪聲放大器，最后通過第一收發(fā)開關將信號送入室內分布系統(tǒng)分支中。

較佳地，還包括第一撥碼開關及第二撥碼開關，所述第一撥碼開關及第二撥碼開關分別與第一可調衰減器相連。

所述第一撥碼開關及第二撥碼開關分別與第一可衰減器相連，其作用是控制第一可調衰減器的高低電平控制腳來改變可調衰減器的衰減量。

較佳地，還包括第三撥碼開關及第四撥碼開關，所述第三撥碼開關及第四撥碼開關分別與第二可調衰減器相連。

較佳地，所述第三撥碼開關及第四撥碼開關分別與第二可調衰減器相連，其作用是控制第二可調衰減器的高低電平控制腳來改變可調衰減器的衰減量，以降低室內分布系統(tǒng)接收到影響較大的其它路徑信號(多徑效應)。

較佳地，所述第一收發(fā)開關內設有第一輸入輸出端口及第一定向耦合器，室內分布系統(tǒng)分支信號接入第一輸入輸出端口，第一定向耦合器第4腳采集到輸入射頻信號后產生開關控制信號，將第一收發(fā)開關導向發(fā)射通道，第一定向耦合器第2腳輸出信號至第一收發(fā)開關，信號進入第一可調衰減器，第一可調衰減器降低發(fā)射通道所輸出的發(fā)射功率。

較佳地，所述第二收發(fā)開關內設有第二輸入輸出端口，天線收集信號通過第二輸入輸出端口進入第二收發(fā)開關，第二收發(fā)開關將信號輸入至第二可調衰減器，再進入低噪聲放大器，低噪聲放大器維持室內分布系統(tǒng)分支信號的接收靈敏度，然后通過第一收發(fā)開關通向第一定向耦合器，輸出至第一輸入輸出端口，接入室內分布系統(tǒng)中。

較佳地，所述發(fā)射通道發(fā)射信號時，第一收發(fā)開關為輸入端口，第二收發(fā)開關為輸出端口。

較佳地，所述接收通道接收信號時，第二收發(fā)開關為輸入端口，第一收發(fā)開關為輸出端口。

本實用新型的有益效果：

1.連網通信正常的前提下，實現(xiàn)輻射至人體的電磁波信號最小化(尤其小區(qū)域多分布覆蓋時，效果最為明顯)。

2.發(fā)射功率可控的無線終端，在部分場合可以降低發(fā)射功率工作，一方面降低了對人體的輻射，另一方面也降低了功耗(尤其是電池產品)。

3.因實現(xiàn)了收發(fā)信號強度控制，降低了同一終端信號竄至不同分布區(qū)域而增加多路徑失真引起通信效果不佳。

附圖說明

圖1繪示本實用新型電磁波綠色覆蓋裝置原理圖。

圖2繪示本實用新型電磁波綠色覆蓋裝置電路圖。

圖3繪示本實用新型電磁波綠色覆蓋發(fā)射通道第一流程圖。

圖4繪示本實用新型電磁波綠色覆蓋發(fā)射通道第二流程圖。

圖5繪示本實用新型電磁波綠色覆蓋發(fā)射通道第三流程圖。

圖6繪示本實用新型電磁波綠色覆蓋接收通道流程圖。

具體實施方式

為了便于本領域技術人員的理解，下面結合實施例與附圖對本實用新型作進一步的說明，實施方式提及的內容并非對本實用新型的限定。

參照圖1所示，本實用新型實施例提供的一種電磁波綠色覆蓋裝置，包括發(fā)射通道及接收通道，所述發(fā)射通道內設有第一收發(fā)開關、第一可調衰減器及第二收發(fā)開關，所述第一收發(fā)開關用于接收室內分布系統(tǒng)發(fā)出的分支信號，并將分支信號導向發(fā)射通道，第一可調衰減器降低發(fā)射通道所輸出的發(fā)射功率，第二收發(fā)開關將分支信號通過天線向外輻射信號；

所述接收通道內設有第二收發(fā)開關、第二可調衰減器、低噪聲放大器及第一收發(fā)開關，所述天線收集到的信號送入第二收發(fā)開關，第二收發(fā)開關將信號輸出至第二可調衰減器，進入低噪聲放大器，最后通過第一收發(fā)開關將信號送入室內分布系統(tǒng)分支中。

還包括第一撥碼開關及第二撥碼開關，所述第一撥碼開關及第二撥碼開關分別與第一可調衰減器相連。

所述第一撥碼開關及第二撥碼開關分別與第一可調衰減器相連，其作用是控制第一可調衰減器的高低電平控制腳來改變可調衰減器的衰減量。

還包括第三撥碼開關及第四撥碼開關，所述第三撥碼開關及第四撥碼開關分別與第二可調衰減器相連。

所述第三撥碼開關及第四撥碼開關分別與第二可調衰減器相連，其作用是控制第二可調衰減器的高低電平控制腳來改變可調衰減器的衰減量，以降低室內分布系統(tǒng)接收到影響較大的其它路徑信號(多徑效應)。

參照圖2所示一種電磁波綠色覆蓋裝置電路圖，所述第一收發(fā)開關內設有第一輸入輸出端口及第一定向耦合器，室內分布系統(tǒng)分支信號接入第一輸入輸出端口，第一定向耦合器第4腳采集到輸入射頻信號后產生開關控制信號，將第一收發(fā)開關導向發(fā)射通道，第一定向耦合器第2腳輸出信號至第一收發(fā)開關，信號進入第一可調衰減器，第一可調衰減器降低發(fā)射通道所輸出的發(fā)射功率。

所述第二收發(fā)開關內設有第二輸入輸出端口，天線收集信號通過第二輸入輸出端口進入第二收發(fā)開關，第二收發(fā)開關將信號輸入至第二可調衰減器，再進入低噪聲放大器，低噪聲放大器維持室內分布系統(tǒng)分支的接收靈敏度，然后通過第一收發(fā)開關通向第一定向耦合器，輸出至第一輸入輸出端口，接入室內分布系統(tǒng)中。

所述發(fā)射通道發(fā)射信號時，第一收發(fā)開關為輸入端口，第二收發(fā)開關為輸出端口。

所述接收通道接收信號時，第二收發(fā)開關為輸入端口，第一收發(fā)開關為輸出端口。

具體實施例以ZigBee室內分布系統(tǒng)為例，在原有室內分布系統(tǒng)的基礎上，在天線前增加電磁波綠色覆蓋裝置。電磁波綠色覆蓋裝置上發(fā)射通道和接收通道分別接有8位撥碼開關可調衰減器。發(fā)射通道的8位撥碼開關可使發(fā)射信號強度具備30dB的調整范圍。接收通道的8位撥碼開關可使接收信號強度具備30dB的調整范圍：

發(fā)射通道：

室內分布系統(tǒng)分支信號接入第一輸入輸出端口，第一定向耦合器第4腳采集到輸入射頻信號后用于產生開關控制信號，將開關導向為發(fā)射通道。第一定向耦合器第2腳輸出信號至第一收發(fā)開關，通過第一收發(fā)開關后，信號進入第一可調衰減器，最后信號進入第二收發(fā)開關，再經過第二輸入輸出端口接天線向外輻射信號。

接收通道：

天線通過第二輸入輸出端口進入第二收發(fā)開關(接收狀態(tài)時，第一定向耦合器第4腳未采集到足夠強度的信號，收發(fā)開關導向為接收通道)，第二收發(fā)開關將信號送至第二可調衰減器后，再進入低噪聲放大器，然后通過第一收發(fā)開關通向第一定向耦合器，輸出至第一輸入輸出端口，最后接入室內分布系統(tǒng)分支中。

參照圖3及圖6所示，是本實用新型實施例的一種電磁波綠色覆蓋方法的發(fā)射通道及接收通道流程圖。本實用新型實施例電磁波綠色覆蓋方法包括以下步驟：

步驟1：無線終端連接上室內分布系統(tǒng)，室內分布系統(tǒng)發(fā)出分支信號經過第一收發(fā)開關后，進入第一可調衰減器；

步驟2：無線終端讀取信號強度指示值，并根據(jù)值調整第一可調衰減器，然后進入第二收發(fā)開關，最后通過天線向空中輻射；

步驟3：向空中輻射的信號強度受第一可調衰減器控制，結合無線終端與室內分布系統(tǒng)的通信效果，不斷增大第一可調衰減器的衰減量；達到降低向空中輻射信號的強度，且能正常通信。

步驟4:無線終端信號發(fā)至天線后，信號經過第二收發(fā)開關進入第二可調衰減器，第二可調衰減器是為惡化接收靈敏度，避免不在此區(qū)域的無線終端發(fā)射信號泄露，然后進入低噪聲放大器，低噪聲放大器為了維持室內分布系統(tǒng)的接收靈敏度不被惡化，降低無線終端的發(fā)射功率，最后由第一收發(fā)開關將信號發(fā)出。

在所述步驟4中，所述無線終端發(fā)射功率可調的情況下，室內分布系統(tǒng)中讀取無線終端信號強度指示值；根據(jù)指示值的強弱來調整無線終端的發(fā)射功率，強則多降低無線終端的發(fā)射功率，弱則少降低無線終端的發(fā)射功率。

例如讀取值為：設備A＝-35dBm,設備B＝-55dBm,設備C＝-72dBm,以TI芯片CC2530為例，功率可調范圍為32dB；設備A可將發(fā)射功率調至最低；設備B可將發(fā)射功率降低20dB；設備C可將發(fā)射功率降3dB，如此就達成了在這個區(qū)域中人體將至少減少3dB(50％)的輻射，同時電池供電的終端，電池使用時間也將大幅增加。

在所述步驟4中，所述無線終端發(fā)射功率不可調的情況下，造成同一終端發(fā)出的信號，有可能既讓室內分布系統(tǒng)A區(qū)域接收到較強信號，又讓B區(qū)域接收到較強信號；這樣會加強信號的多路徑失真，通過適度調整第一可調衰減器能夠改善多路徑失真問題。

具體實施例如下，一種電磁波綠色覆蓋方法發(fā)射通道實施例一，發(fā)射通道工作流程：

無線終端連接上室內分布系統(tǒng)，從各無線終端中讀取信號強度指示值。并根據(jù)指示值調整電磁波綠色覆蓋裝置當中的第一可調衰減器。將信號強度指示值分為三種類型；

I型：無線終端收到室內分布系統(tǒng)的信號強度差異較大。例如：設備A＝-25dBm；設備B＝-45dBm；設備C＝-65dBm。

I型：將收發(fā)信號強度控制器當中的發(fā)射通道可調衰減器調為12dB。此時三個無線終端的信號強度值為：A＝-37dBm；B＝-57dBm；C＝-77dBm。

如此就達成了在這個區(qū)域中人體將減少12dB(93.75％)的輻射。最小-77dBm的信號強度完全可滿足正常通信(例如：ZigBee終端普遍接收靈敏度<＝-90dBm)。

II型：無線終端收到室內分布系統(tǒng)的信號強度高，但差異較小。例如：設備A＝-25dBm；設備B＝-28dBm；設備C＝-22dBm。

II型：將電磁波綠色覆蓋裝置當中的第一可調衰減器調為30dB。此時三個無線終端的值為：A＝-55dBm；B＝-58dBm；C＝-52dBm。

如此就達成了在這個區(qū)域中人體將減少30dB(99.9％)的輻射。最小-58dBm的信號強度完全可滿足正常通信(例如：ZigBee終端普遍接收靈敏度<＝-90dBm)。

III型：無線終端收到室內分布系統(tǒng)的信號強度弱，但差異較小。例如：設備A＝-75dBm；設備B＝-76dBm；設備C＝-72dBm。

III型：將電磁波綠色覆蓋裝置當中的第一可調衰減器不做調整(或小幅調整為3dB)。此時三個無線終端的值為：

A＝-75(或-78)dBm；

A＝-76(或-79)dBm；

A＝-72(或-75)dBm；

在這個區(qū)域中人體所受輻射本來就較小。若希望再減小，可減少3dB(50％)的輻射。最小-81dBm的信號強度可滿足正常通信(例如：ZigBee終端普遍接收靈敏度<＝-90dBm)。

無線終端接收靈敏度普遍可以達到<＝-90dBm,但考慮到信號傳輸環(huán)境為非自由空間。在調整發(fā)射通道可調衰減器時，不宜將信號強度值調至-80dBm以下，以免造成通信時好是壞。

接收通道工作流程：

無線終端連接上室內分布系統(tǒng)，無線終端發(fā)射功率是否可調，無線終端發(fā)射功率可調的情況下，從室內分布系統(tǒng)中讀取各無線終端信號強度指示值。例如讀取值為：

設備A＝-35dBm,

設備B＝-55dBm,

設備C＝-72dBm,

以TI芯片CC2530為例，功率可調范圍為32dB。

設備A可將發(fā)射功率調至最低；

設備B可將發(fā)射功率降低20dB；

設備C可將發(fā)射功率降3dB。

如此就達成了在這個區(qū)域中人體將至少減少3dB(50％)的輻射，同時電池供電的終端，電池使用時間也將大幅增加。最小-75dBm的信號強度完全可滿足正常通信(加入收發(fā)信號強度控制器的室分系統(tǒng)接收靈敏度起碼可做到<＝-90dBm)。

無線終端發(fā)射功率不可調的情況下，無線終端發(fā)射功率不可調，造成同一終端發(fā)出的信號，有可能既讓室內分布系統(tǒng)A區(qū)域接收到較強信號，又讓B區(qū)域接收到較強信號。這樣會加強信號的多路徑失真。通過適度調整"收發(fā)信號強度控制器中接收通道的可調衰減器可改善此現(xiàn)象。

無線終端接收靈敏度普遍可以達到<＝-90dBm,但考慮到信號傳輸環(huán)境為非自由空間。在調整發(fā)射通道可調衰減器時，不宜將信號強度值調至-80dBm以下，以免造成通信時好是壞。

以上實施例僅為說明本實用新型的技術思想，不能以此限定本實用新型的保護范圍，凡是按照本實用新型提出的技術思想，在技術方案基礎上所做的任何改動，均落入本實用新型保護范圍之內。