专利名称：一种用于基站共享天馈的设备及基站系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于无线通讯技术领域，具体涉及移动通信基站共享天线和射频馈线的技术，尤其是在已有基站的基础上增加另一套基站。
背景技术：
现代移动通信系统如GSM、CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA等通信系统仍然采用多载波方式来提高系统容量。而通信基站的设计容量总是有限，需要两机柜并联扩大容量或者不同厂家的基站要安装在一起共站工作；在天线、馈线频段足够宽的情况下不同频率的设备在一起共站工作。这就对共享天馈提出了需求。因为安装天馈系统的工程量大，工程费用高；安装面的位置比如铁塔有时不可能安装过多的天线，这也对共享天馈系统提出了需求。而且一般在每扇区(或全向站)安装两根天线，作为反向通路上的接收分集来抵抗多径衰落以及做多载波的发射。
关于多载波共享天馈的专利有美国专利US6522307 B2，它所描述的是同一种基站间的互连。主要是内部互连。
一种同本实用新型有关的专利或技术是塔顶放大器(TMA)，塔顶放大器是较成熟的技术，应用较多，但塔顶放大器本身不是用于天馈设备的共享用途。美国专利号US2005/0136876 A1描述的是制造此类设备的工艺技术。
现有技术中可以采用无源功分器设备实现天馈共享功能，但缺点是前反向插损都较大。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是，提出一种低插损的用于基站共享天馈的设备，并在此基础上提出一种基站共享天馈的基站系统。
本实用新型中的用于两个基站共享天馈的设备，包括一个发射滤波器，两个接收滤波器，一个低噪声放大器和一个一分二功分器，一个用于连接天线的射频接头和两个连接基站的射频接头；天线接收的信号通过所述连接天线的射频接头进入接收滤波器，再通过所述低噪声放大器放大后，这个射频小信号在所述一分二功分器分成两路信号，其中一路通过所述接收滤波器后同大功率信号合并在一起，经连接基站的射频接头进入基站；另一路直接经连接基站的射频接头进入基站；基站的发射信号通过连接基站的射频接头，再通过所述发射滤波器后，经连接天线的射频接头进入天线发射。
所述低噪声放大器是具有旁路功能的低噪声放大器。
所述低噪声放大器的旁路功能是由射频开关实现的。
所述发射滤波器和接收滤波器采用具有高Q值低插损的同轴腔体结构。
所述LNA输入端的接收滤波器在频段跨度太大的情况，可进一步采用分段滤波，再合成的方法。
本实用新型中的共享天馈的基站系统，包括两套天馈和两个基站，其中每个基站中包括一个双工器和一个接收滤波器，其特征在于，还包括两套上述本实用新型中用于基站共享天馈的设备，基站中的双工器与一个基站共享天馈的设备及一套天馈构成一个发射/接收通路，基站中接收器与另一个用于基站共享两套天馈的设备及一套天馈构成另一个接收通路；本实用新型利用通讯设备收发频率不同和多载波工作的特点，采用滤波器技术对信号进行收发频段分离，反向放大再收发频段合并。改善了反向接收的噪声性能，却对前向功率具有较少的损耗，有利于维持原站的覆盖等性能，且不影响新增基站的性能，可以应用于不同频段的基站共享天馈。
图1是现有的基站设备和天馈示意图；图2是采用无源功分器设备实现共享的天馈的系统的示意图；图3A是普通塔顶放大器的示意图；图3B是本实用新型中的用于基站共享天馈的设备的示意图；图3C是本实用新型中在频段跨度太大时采取分段滤波再合成的一个实施例示意图；图4是本实用新型中的共享两套天馈的基站系统的一个实施例示意图；具体实施方式
以下结合附图来对本实用新型做详细说明。
图1是现有的基站设备和天馈示意图。图中110、120是一个扇区的两套天馈，是增加基站后将要共享的部分。111、121是两幅天线，112、122是射频馈线。100是一套基站设备，其中101是接收和发射信号的双向设备，可以设为双工器，标识是Tx/Rx，表示既做发射也做接收；102是射频小信号接收滤波器，只是接收射频小信号，标识是Rx，表示只做接收；两根天线一起完成基站的主分集接收和多载波发射。
图2是现有技术中采用无源功分器设备实现两个基站共享两套天馈的系统示意图。图中，100是原基站某一扇区，200是增加的另一个基站的某一扇区。它是两套基站共享天馈的一种简单方法，它的特点是频带宽，简单。它要求一分二功分器210、220能通过基站100、200的发射接收频带，且功率容量足够。这个方法的缺点是前反向都会有超过3dB的插入损耗，使得每个基站的发射功率减少一半以上，反向接收的灵敏度降低3dB以上。最终可能影响原基站和新增基站的覆盖和容量，对网络质量可能影响较大。
图3A是一般塔顶放大器的结构示意图，306、308是射频接头，302是带旁路功能的低噪声放大器，307、301、304三个滤波器用于发射信号和接收信号的分离、合并，且确保放大处理能正常工作。这个处理通路上307、301的插损一般会小于1dB。但是共享两套天馈的基站因为接收信号需要主分集互连，则必定要对接收信号做分路处理，而射频小信号的分路处理会带来插入损耗，会影响接收信号的灵敏度。如果先对射频小信号做适当的放大，再分路对接收灵敏度的影响就可以忽略。
图3B是基于图2插损的原因，针对图1场景提出一种减少射频通路的插入损耗的新设备。313和315是在图3A的基础上增加的。313是一分二功分器，315、316和318是射频接头，317是发射滤波器。311、314是接收滤波器，发射滤波器和接收滤波器可以采用具有高Q值低插损的同轴腔体结构实现。312是带旁路功能的低噪声放大器，在无电源或低噪声放大器(LNA)故障等情况出现时让312框左边虚线部分代替LNA通路来减小射频接收通路的插损。虚线的功能可以用射频开关实现，在LNA不正常工作时，反向插损会较大，但前向插损仍然较小。
基站的发射信号经过318、317发射滤波器到316去天线；天线的接收信号经过316到接收滤波器311、低噪声放大器312、分路器313的左边一路、314接收滤波器、318接头，这样就形成了收发的双向通路。但前反向信号可以分开处理，滤波器317、311的低插损使得本设备具有了价值。
图3C是为了避免图3B中滤波器311太宽，以至于包含了某一发射频段时，采取分段滤波，再合并的一种方法。是311的一种方案。图3B中314接收滤波器的带宽只需符合相连接基站的接收频带即可。
图4是本实用新型中的共享两套天馈的基站系统的示意图，即应用图3B的设备使两个基站共享两套天馈的基站系统的示意图。
图4中100是原基站，400是根据实际需要增加的一套基站。410和420是两个图3B所示的新设备，417、427是发射滤波器，411、414、421、424是接收滤波器，412、422是低噪声放大器，413、423是一分二功分器，416、418、415、426、428、425是射频接头。假设原有的基站100只是一副天线做发射接收，另一副天线只是接收。增加的基站400采用另一个频段也是只需要一副天线做发射，另一副只需接收。如图互连就可以实现对前向信号影响小，也完成反向主分集接收而不明显影响两套基站的接收灵敏度。
对于图4中设备410、420里面的滤波器是有特定要求的，发射滤波器417要能使基站100的发射频带通过，且插入损耗小于1dB；发射滤波器427要能使400基站的发射频带通过，且插入损耗小于1dB。接收滤波器421能够通过基站100、400的接收频带，而424只需通过基站400的接收频带。接收滤波器411能够通过基站100、400的接收频带，而414只需通过基站100的接收频带。功分器413、423能让基站100、400的接收频带通过。接头415、425分别连接两套基站的分集接收端口。430、440是连接跳线。
发射滤波器对接收频带的抑制要足够高，防止LNA振荡；接收滤波器414、424插损可以适当放松，411、421、414、424接收滤波器对发射频带的抑制要足够高，保证LNA不受大功率发射信号的影响。且411、421比414、424对发射频段的抑制度更高，因为LNA增益的原因。
在两个基站频段跨度太大，以至于滤波器411、421包含了某一发射频段，则滤波器411、421需要特别的滤波器合成。
天馈110、120被基站100、400共享，不过天馈的频带特性必须满足2套基站的频带要求。
因为基站设备里的双工器和滤波器已经对满足系统规范做了保证，设备410、420不需要对系统杂散等指标做贡献，只是完成收发分离和必要的带外抑制，保证功能正常，所以插入损耗可以做得比较小。因此实现了基站共享天馈的低插损设备和方法。
权利要求1.一种用于基站共享天馈的设备，包括一个发射滤波器，两个接收滤波器，一个低噪声放大器和一个一分二功分器，一个用于连接天线的射频接头和两个连接基站的射频接头；天线接收的信号通过所述连接天线的射频接头进入接收滤波器，再通过所述低噪声放大器放大后，这个射频小信号在所述一分二功分器分成两路信号，其中一路通过所述接收滤波器后同大功率信号合并在一起，经连接基站的射频接头进入基站；另一路直接经连接基站的射频接头进入基站；基站的发射信号通过连接基站的射频接头，再通过所述发射滤波器后，经连接天线的射频接头进入天线发射。
2.权利要求1所述的用于基站共享天馈的设备，其特征在于，所述低噪声放大器是具有旁路功能的低噪声放大器。
3.权利要求2所述的用于基站共享天馈的设备，其特征在于，所述低噪声放大器的旁路功能是由射频开关实现的。
4.权利要求1所述的用于基站共享天馈的设备，其特征在于，所述发射滤波器和接收滤波器采用具有高Q值低插损的同轴腔体结构。
5.一种共享天馈的基站系统，包括两套天馈和两个基站，其中每个基站中包括一个双工器和一个接收滤波器，其特征在于，还包括两套用于基站共享天馈的设备，基站中的双工器与一个基站共享天馈的设备及一套天馈构成一个发射/接收通路，基站中接收器与另一个用于基站共享两套天馈的设备及一套天馈构成另一个接收通路；所述用于基站共享天馈的设备，包括一个发射滤波器，两个接收滤波器，一个低噪声放大器和一个一分二功分器，一个用于连接天线的射频接头和两个连接基站的射频接头；天线接收的信号通过所述连接天线的射频接头进入接收滤波器，再通过所述低噪声放大器放大后，在所述一分二功分器分成两路信号，一路大功率信号，一路射频小信号，大功率信号通过所述接收滤波器后经连接基站的射频接头进入基站，射频小信号直接经连接基站的射频接头进入基站；基站的发射信号通过连接基站的射频接头，再通过所述发射滤波器后，经连接天线的射频接头进入天线发射。
6.权利要求6所述的共享天馈的基站系统，其特征在于，所述用于基站共享天馈的设备中的低噪声放大器是具有旁路功能的低噪声放大器。
7.权利要求7所述的用于基站共享天馈的设备，其特征在于，所述低噪声放大器的旁路功能是由射频开关实现的。
8.权利要求6所述的共享天馈的基站系统，其特征在于，所述用于基站共享天馈的设备中的发射滤波器和接收滤波器采用具有高Q值低插损的同轴腔体结构。
专利摘要本实用新型公开了一种用于基站共享天馈的设备，包括一个发射滤波器，两个接收滤波器，一个低噪声放大器和一个一分二功分器，一个用于连接天线的射频接头和两个连接基站的射频接头；天线接收的信号通过所述连接天线的射频接头进入接收滤波器，再通过所述低噪声放大器放大后，这个射频小信号在所述一分二功分器分成两路信号，其中一路通过所述接收滤波器后同大功率信号合并在一起，经连接基站的射频接头进入基站；另一路直接经连接基站的射频接头进入基站；基站的发射信号通过连接基站的射频接头，再通过所述发射滤波器后，经连接天线的射频接头进入天线发射。本实用新型还提出一种包括上述设备的基站共享天馈的基站系统。本实用新型对信号进行收发频段分离，反向放大再收发频段合并。改善了反向接收的噪声性能，却对前向功率具有较少的损耗。
文档编号H04B1/40GK2865168SQ20052006778
公开日2007年1月31日 申请日期2005年11月15日 优先权日2005年11月15日
发明者潘甲山, 崔立成, 肖荣建, 杜江, 黄启明, 李艳茹 申请人:中兴通讯股份有限公司