專利名稱：無線通訊網(wǎng)絡(luò)智能放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種信號(hào)放大裝置，尤其涉及一種用于擴(kuò)頻通信及無線局域網(wǎng)的 無線通訊網(wǎng)絡(luò)智能放大器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的無線擴(kuò)頻及無線局域網(wǎng)路設(shè)備由于受到低功率規(guī)定的限制，通常只能用作 短距離或室內(nèi)傳輸使用。如若用在室外經(jīng)天線長(zhǎng)距離傳輸時(shí)，由于室內(nèi)設(shè)備與室外天線間 的高頻電纜損耗，傳輸功率通常會(huì)大幅度下降而不能達(dá)成傳輸。一般解決的方法為使用傳 統(tǒng)的雙向放大器，提高傳輸功率及接收靈敏度。從技術(shù)觀點(diǎn)而言，此類傳統(tǒng)的放大器所采用 的技術(shù)是放大器輸出功率的大小是由放大器固定放大增益來實(shí)現(xiàn)的。但此類技術(shù)在使用 上有重大的缺陷由于不同廠家無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備輸出功率不等及技術(shù)規(guī)格和性能的不一致， 以及具體架設(shè)時(shí)室內(nèi)到室外的電纜長(zhǎng)度及規(guī)格的不確定，使得傳統(tǒng)放大器的增益指標(biāo)必須 進(jìn)行人為嚴(yán)格細(xì)部控制，否則往往造成輸出功率不夠(增益過低)，影響傳輸距離，或者又 矯枉過正，造成輸出失真(增益過高)，影響傳輸信號(hào)質(zhì)量及造成不必要的頻譜干擾。這就 是即使用放大器，現(xiàn)有無線擴(kuò)頻及無線局域網(wǎng)網(wǎng)路設(shè)備仍不能勝任室外長(zhǎng)距離傳輸?shù)闹饕?原因。
發(fā)明內(nèi)容為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實(shí)用新型的目的是提供一種具有自動(dòng)調(diào)節(jié)放大 增益功能的無線網(wǎng)絡(luò)智能放大器，該放大器在各種不同設(shè)備，不同電纜長(zhǎng)度，和不同安裝情 況下，均能自動(dòng)檢測(cè)到輸入放大器的功率，并能根據(jù)輸入信號(hào)的大小，自動(dòng)調(diào)整和穩(wěn)定其增 益，使其達(dá)到恰當(dāng)范圍內(nèi)可允許的輸出功率而不至于造成信號(hào)不足或是信號(hào)失真，從而保 證了長(zhǎng)距離、高質(zhì)量、低干擾的天線輻射輸出，也給放大器的生產(chǎn)、銷售、安裝和使用提供了 很大的方便。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的原理是不同于傳統(tǒng)放大器以輸出信號(hào)為增益 控制基礎(chǔ)，本實(shí)用新型的智能放大器，應(yīng)用輸入信號(hào)作為其增益控制的基礎(chǔ)，如果輸入到放 大器的信號(hào)過強(qiáng)，即在室內(nèi)至室外電纜短，損耗小，或者無線網(wǎng)卡輸出功率過大的情況下， 就增加一定的衰減，使得放大器的最后輸出功率保持在預(yù)定的范圍內(nèi)。如果輸入到放大器 的信號(hào)過小，即在室內(nèi)至室外電纜長(zhǎng)，損耗大，或無線網(wǎng)卡輸出功率太小的情況下，就增加 放大器的增益(或減少衰減)，使得放大器的最后輸出功率在預(yù)定的范圍內(nèi)保持不變。本實(shí)用新型采取的具體技術(shù)方案是一種無線網(wǎng)絡(luò)智能放大器，包括發(fā)射/接收 控制電路、發(fā)射放大模塊、發(fā)射/接收開關(guān)模塊、帶通濾波器、低噪聲放大器和電源電路，其 特征在于其還包括功率監(jiān)測(cè)器、幅度監(jiān)測(cè)器、可變衰減器增益控制模塊，其中所述發(fā)射/ 接收開關(guān)模塊具有一個(gè)與天線連接的輸出端和一個(gè)與帶通濾波器輸入端相連接的輸出端； 所述的功率監(jiān)測(cè)器的輸出端與所述幅度監(jiān)測(cè)器的輸入端相連接；所述幅度監(jiān)測(cè)器的輸出端 分別與可變衰減器增益控制模塊的輸入端和發(fā)射/接收控制電路的輸入端連接；所述發(fā)射/接收控制電路的輸出端與兩個(gè)所述發(fā)射/接收開關(guān)模塊的輸入端分別連接；所述可變衰 減器增益控制模塊的輸出端與發(fā)射放大模塊的輸入端連接；所述發(fā)射放大模塊的輸出端與 所述發(fā)射/接收開關(guān)模塊的一個(gè)輸入端連接，帶通濾波器的輸出端與低噪聲放大器的輸入 端相連接，所述低噪聲放大器的輸出端與另一個(gè)發(fā)射/接收開關(guān)模塊的輸入端相連接；所 述發(fā)射/接收開關(guān)模塊的輸出端與可變衰減器增益控制模塊的輸入端連接。其進(jìn)一步特征在于所述功率監(jiān)測(cè)器由射頻功率敏感器和幅度放大器兩部分組 成，所述射頻功率敏感器的信號(hào)輸出端與所述幅度放大器的輸入端連接，所述幅度放大器 的信號(hào)輸出端與所述幅度監(jiān)測(cè)器的信號(hào)輸入端連接。其進(jìn)一步特征還在于所述幅度監(jiān)測(cè)器主要由電壓比較器、減法器和參考電壓產(chǎn) 生器所組成，所述幅度放大器的輸出端分別與所述電壓比較器的輸入端和所述減法器的輸 入端連接，所述參考電壓產(chǎn)生器的輸出端與所述減法器的輸入端連接，所述減法器的輸出 端與所述可變衰減器增益控制模塊的輸入端連接，所述電壓比較器的輸出端與所述發(fā)射/ 接收控制電路的輸入端連接。所述電源電路的輸出端與功率監(jiān)測(cè)器的輸入端相連接。由于本實(shí)用新型采用了以上技術(shù)方案，故具有以下優(yōu)點(diǎn)1)本實(shí)用新型的放大器克服了傳統(tǒng)放大器的固有缺陷，在不同的輸入信號(hào)時(shí)都能 工作在最佳狀態(tài)，發(fā)揮放大器的最大效能；2)本實(shí)用新型的放大器提供了比較寬松的使用參數(shù)，從而應(yīng)用在廣泛的硬件和使 用環(huán)境；3)本實(shí)用新型的放大器可提供標(biāo)準(zhǔn)化的放大器架構(gòu)，從而使放大器的安裝和維護(hù) 變得更加經(jīng)濟(jì)方便；4)本實(shí)用新型能夠維護(hù)放大器在使用構(gòu)成中的恒定輸出功率，并保證最小失真的 信號(hào)傳輸。

圖1為本實(shí)用新型的放大器的結(jié)構(gòu)原理框圖圖2為本實(shí)用新型的網(wǎng)絡(luò)連接原理框圖圖3為本實(shí)用新型的功率監(jiān)測(cè)器模塊的電路圖圖4為本實(shí)用新型的射頻功率監(jiān)測(cè)和控制操作框圖圖5為本實(shí)用新型的減法器電路圖圖6為本實(shí)用新型電壓比較器電路的電路圖圖7為本實(shí)用新型發(fā)射/接收開關(guān)模塊的電路圖圖8為本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的電路原理圖圖9為本實(shí)用新型的放大器的典型應(yīng)用示意圖
具體實(shí)施方式
以下通過實(shí)施例來描述本實(shí)用新型，應(yīng)該指出的是，所列舉的實(shí)施例不應(yīng)理解對(duì) 實(shí)用新型的限制。如圖1所示，本實(shí)用新型的無線網(wǎng)絡(luò)智能放大器主要由功率監(jiān)測(cè)器1、幅度監(jiān)測(cè)器2、發(fā)射/接收控制電路3、可變衰減器增益控制模塊4、發(fā)射放大模塊5、兩個(gè)發(fā)射/接收開 關(guān)模塊6、帶通濾波器7、低噪聲放大器8和電源電路9所組成。功率監(jiān)測(cè)器1的輸出端與 幅度監(jiān)測(cè)器2的輸入端相連接，幅度監(jiān)測(cè)器2的輸出端分別與可變衰減器增益控制模塊4 的輸入端和發(fā)射/接收控制電路3的輸入端連接，發(fā)射/接收控制電路3的輸出端與兩個(gè) 發(fā)射/接收開關(guān)模塊6的輸入端分別連接，發(fā)射/接收控制電路3的輸出信號(hào)用來控制兩 個(gè)發(fā)射/接收開關(guān)模塊6，實(shí)現(xiàn)放大器的發(fā)射/接收功能?？勺兯p器增益控制模塊4的輸出端與發(fā)射放大模塊的輸入端連接，發(fā)射放大模 塊5的輸出端與一個(gè)發(fā)射/接收開關(guān)模塊6的輸入端連接，該發(fā)射/接收開關(guān)模塊6具有 一個(gè)與天線連接的輸出端和一個(gè)與帶通濾波器7輸入端相連接的輸出端，帶通濾波器7的 輸出端與低噪聲放大器8的輸入端相連接，低噪聲放大器8的輸出端與另一個(gè)發(fā)射/接收 開關(guān)模塊6的輸入端相連接，該發(fā)射/接收開關(guān)模塊6的輸出端與可變衰減器增益控制模 塊4的輸入端連接。圖1中所示的電源10電路是一個(gè)簡(jiǎn)單的穩(wěn)壓功能電路，用來產(chǎn)生+5V電源，供放 大器正常工作，其輸出端與功率監(jiān)測(cè)器1的輸入端相連接。如圖2所示，本實(shí)用新型的無線網(wǎng)絡(luò)智能放大器13通過射頻電纜14與射頻天線 15連接，直流注入器16和無線設(shè)備17(如調(diào)制解調(diào)器等)通過射頻電纜14與本實(shí)用新型 的無線網(wǎng)絡(luò)智能放大器13連接。如圖3所示，本實(shí)用新型的功率監(jiān)測(cè)器1由射頻功率敏感器11和幅度放大器12 兩部分組成。如圖4所示，本實(shí)用新型的幅度監(jiān)測(cè)器2主要由電壓比較器21、減法器22和參考 電壓產(chǎn)生器23所組成。功率監(jiān)測(cè)器1的輸出端分別與電壓比較器21的輸入端和減法器22 的輸入端連接，參考電壓產(chǎn)生器23的輸出端與減法器22的輸入端連接，減法器22能夠識(shí) 別參考電壓產(chǎn)生器23產(chǎn)生的參考電壓與功率監(jiān)測(cè)器1的輸出電壓之間的相對(duì)變化。減法 器22的輸出端與可變衰減器增益控制模塊4的輸入端連接。電壓比較器21的輸出端與發(fā) 射/接收控制電路3的輸入端連接，電壓比較器21的輸出信號(hào)控制著發(fā)射/接收控制電路 3的收發(fā)切換。電壓比較器23將輸入信號(hào)的幅度與電源10整流穩(wěn)壓后得到的發(fā)射門限電壓 (TX) 18的幅度進(jìn)行比較，當(dāng)輸入信號(hào)低于發(fā)射門限電壓18時(shí)，電壓比較器21的輸出為低 電平，使發(fā)射/接收控制電路3處于接收模式；當(dāng)輸入信號(hào)高于發(fā)射門限電壓18時(shí)，電壓比 較器21的輸出為高電平，使發(fā)射/接收控制電路3處于發(fā)射模式。電壓比較器21輸出電 壓的高低決定了本實(shí)用新型的工作模式。當(dāng)放大器工作在接收模式時(shí)，發(fā)射/接收控制電 路3將控制發(fā)射/接收開關(guān)模塊6，使開關(guān)接通放大器的接收通路，信號(hào)由天線端送入帶通 濾波器7并由低噪聲放大器8放大后送到接收端。當(dāng)放大器工作在發(fā)射模式時(shí)，發(fā)射/接 收控制電路3將控制發(fā)射/接收開關(guān)模塊6，使開關(guān)接通放大器的發(fā)射通路，把接收端輸入 的信號(hào)送入可變衰減器4并由發(fā)射放大器放大后送到輸出端至天線15。電壓比較器21的 輸出電壓由發(fā)射門限電壓18與射頻功率敏感器11的輸出電壓所決定。在射頻功率敏感器 11的輸出電壓低于發(fā)射門限電壓18時(shí)，放大器將從發(fā)射方式轉(zhuǎn)換成接收方式。本實(shí)用新型的減法器22電路圖如圖5所示。本實(shí)用新型的電壓比較器電路21如圖6所示。[0033]本實(shí)用新型的發(fā)射/接收開關(guān)模塊6的電路圖如圖7所示。圖8所示為本實(shí)用新型的一個(gè)典型應(yīng)用實(shí)施例的射頻幅度監(jiān)測(cè)和增益控制電路 的原理圖。將放大器的輸入信號(hào)經(jīng)過耦合電路輸入到功率監(jiān)測(cè)器1，功率監(jiān)測(cè)器1內(nèi)的功率 敏感器11監(jiān)測(cè)出信號(hào)并經(jīng)過幅度放大器12放大后，一路輸入到減法器22電路來控制可變 衰減器4，另一路輸入到電壓比較器21，電壓比較器21將輸入信號(hào)的幅度與發(fā)射門限電壓 18的幅度進(jìn)行比較，當(dāng)輸入信號(hào)低于發(fā)射門限電壓18時(shí)，電壓比較器21的輸出為低電平， 使發(fā)射/接收控制電路3處于接收模式。當(dāng)輸入信號(hào)高于發(fā)射門限電壓18時(shí)，電壓比較器 21的輸出為高電平，使發(fā)射/接收控制電路3處于發(fā)射模式。當(dāng)放大器工作在接收模式時(shí) 候，發(fā)射/接收控制電路3將控制接收/發(fā)射開關(guān)模塊6，使開關(guān)接通放大器12的接收通 路，信號(hào)由天線端送入帶通濾波器7并由低噪聲放大器8放大后送到接收端。當(dāng)放大器工 作在發(fā)射模式時(shí)候，發(fā)射/接收控制電路3將控制接收/發(fā)射開關(guān)模塊6，使開關(guān)接通放大 器的發(fā)射通路，把接收端輸入的信號(hào)送入可變衰減器4并由發(fā)射放大器放大后送到輸出端 至天線15。如圖9所示，一般情況下，放大器安裝在室外天線桿上。利用射頻電纜14連接放 大器與直流饋電器24。直流饋電器24 —般情況下安裝在室內(nèi)環(huán)境中靠近調(diào)制解調(diào)器設(shè)備 或其他無線射頻設(shè)備25的地方。本實(shí)用新型能夠進(jìn)行功率幅度監(jiān)測(cè)和自動(dòng)增益控制，能夠?qū)斎牍β省㈦娎|和轉(zhuǎn) 換頭損失等引起的損耗進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測(cè)并智能補(bǔ)償相應(yīng)的損失。由于現(xiàn)有低價(jià)位擴(kuò)頻通信及 無線局域網(wǎng)，數(shù)字無線電話和無線自動(dòng)識(shí)別等各類無線通信設(shè)備，大多為時(shí)分雙工模式，本 放大器在工作方式為時(shí)分雙工模式(TDD)時(shí)更能突現(xiàn)其優(yōu)點(diǎn)。獨(dú)特的智能增益控制電路， 能自動(dòng)因無線訊號(hào)輸入的大小而控制其輸出，能夠連續(xù)監(jiān)測(cè)時(shí)分雙工模式(TDD)信號(hào)，確 保信號(hào)的高質(zhì)量的可靠傳輸，給放大器生產(chǎn)，使用和維護(hù)帶來極大的方便。本實(shí)用新型能夠完全遵守法律上功率的嚴(yán)格規(guī)定，對(duì)于“最后一里“(并包括最先 一里)通訊應(yīng)用的最為經(jīng)濟(jì)有效的解決方案。有了本實(shí)用新型，最后一里通常可以推展成 視線內(nèi)(Line-of-Sight)最后數(shù)十里。例如，辦公樓與樓之間的連接，遠(yuǎn)程監(jiān)視和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù) 采集的領(lǐng)域。本實(shí)用新型可直接應(yīng)用在直接序列擴(kuò)頻(DSSS)和跳頻擴(kuò)頻(FHSS)系統(tǒng)(或 者使用其它無線設(shè)備如無線局域網(wǎng)卡等)，增強(qiáng)其信號(hào)強(qiáng)度，提高輸入增益。通過放大器 內(nèi)置的動(dòng)態(tài)功率敏感器，放大器的輸出功率由監(jiān)測(cè)到的輸入功率來調(diào)整。本實(shí)用新型的放 大器的智能增益控制功能，能夠使放大器在不同的輸入信號(hào)條件下都能夠降低輸出信號(hào)變 形，并保證最大輸出功率，有效地延長(zhǎng)信號(hào)發(fā)送距離。顯然，上述內(nèi)容只是為了說明本實(shí)用新型的特點(diǎn)，而并非對(duì)本實(shí)用新型的限制，有 關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)本實(shí)用新型在相應(yīng)的技術(shù)領(lǐng)域做出的變化應(yīng)屬于本實(shí)用 新型的保護(hù)范疇。
權(quán)利要求一種無線網(wǎng)絡(luò)智能放大器，包括發(fā)射/接收控制電路、發(fā)射放大模塊、發(fā)射/接收開關(guān)模塊、帶通濾波器、低噪聲放大器和電源電路，其特征在于其還包括功率監(jiān)測(cè)器、幅度監(jiān)測(cè)器、可變衰減器增益控制模塊，其中所述發(fā)射/接收開關(guān)模塊具有一個(gè)與天線連接的輸出端和一個(gè)與帶通濾波器輸入端相連接的輸出端；所述的功率監(jiān)測(cè)器的輸出端與所述幅度監(jiān)測(cè)器的輸入端相連接；所述幅度監(jiān)測(cè)器的輸出端分別與可變衰減器增益控制模塊的輸入端和發(fā)射/接收控制電路的輸入端連接；所述發(fā)射/接收控制電路的輸出端與兩個(gè)所述發(fā)射/接收開關(guān)模塊的輸入端分別連接；所述可變衰減器增益控制模塊的輸出端與發(fā)射放大模塊的輸入端連接；所述發(fā)射放大模塊的輸出端與所述發(fā)射/接收開關(guān)模塊的一個(gè)輸入端連接，帶通濾波器的輸出端與低噪聲放大器的輸入端相連接，所述低噪聲放大器的輸出端與另一個(gè)發(fā)射/接收開關(guān)模塊的輸入端相連接；所述發(fā)射/接收開關(guān)模塊的輸出端與可變衰減器增益控制模塊的輸入端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線網(wǎng)絡(luò)智能放大器，其特征在于所述功率監(jiān)測(cè)器由射頻 功率敏感器和幅度放大器兩部分組成，所述射頻功率敏感器的信號(hào)輸出端與所述幅度放大 器的輸入端連接；所述幅度放大器的信號(hào)輸出端與所述幅度監(jiān)測(cè)器的信號(hào)輸入端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無線網(wǎng)絡(luò)智能放大器，其特征在于所述幅度監(jiān)測(cè)器主要由 電壓比較器、減法器和參考電壓產(chǎn)生器所組成，所述幅度放大器的輸出端分別與所述電壓 比較器的輸入端和所述減法器的輸入端連接；所述參考電壓產(chǎn)生器的輸出端與所述減法器 的輸入端連接；所述減法器的輸出端與所述可變衰減器增益控制模塊的輸入端連接；所述 電壓比較器的輸出端與所述發(fā)射/接收控制電路的輸入端連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種無線網(wǎng)絡(luò)智能放大器，其結(jié)構(gòu)主要由功率監(jiān)測(cè)器、幅度檢測(cè)器、發(fā)射/接收控制電路、可變衰減器增益控制模塊、發(fā)射放大模塊、發(fā)射/接收開關(guān)模塊、帶通濾波器、低噪聲放大器和電源電路所組成；功率監(jiān)測(cè)器的輸出端與幅度監(jiān)測(cè)器相連接，幅度監(jiān)測(cè)器的輸出端分別與可變衰減器增益控制模塊和發(fā)射/接收控制電路連接，發(fā)射/接收控制電路的輸出端與兩個(gè)發(fā)射/接收開關(guān)模塊分別連接，可變衰減器增益控制模塊的輸出端與一發(fā)射放大模塊和一發(fā)射/接收開關(guān)模塊依次連接。本實(shí)用新型具有智能增益控制功能，在不同的輸入信號(hào)條件下都能夠降低輸出信號(hào)變形，并保證最大輸出功率，有效地延長(zhǎng)信號(hào)發(fā)送距離。
文檔編號(hào)H04B7/005GK201682496SQ20092029320
公開日2010年12月22日 申請(qǐng)日期2009年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月10日
發(fā)明者何世平, 杭劼 申請(qǐng)人:深圳市華松菱通訊科技有限公司