专利名称：一种新型频分双工节能型直放站的制作方法
技术领域：
本实用新型技术是涉及一种用于无线通讯信号转发，特别涉及一种解决手机信号 深度覆盖的新型直放站。
背景技术：
目前，公知的直放站是GSM,CDMA网络常用的信号中继设备， 一般分为光纤无线 宽频，无线选频，无线移频等种类，基本的组成由腔体双工器，上下行低噪声放大器， 上下行选频滤波器，上下行功率放大器，电源，散热机壳组成。可同时接收和转发下 行信号，也可接收和转发上行信号，以此实现无线手机信号的中继转发。体积一般都 大于10000cm3(40cn^25cmn0cm)，重量都在10kg以上，功耗不低于IOOW。在对于人 烟稀少的区域和建筑室内的覆盖起到了一定作用。但是，由于过去的直放站所采用的 设计方法决定了它的材料成本高，转发效率低，设备笨重，耗电量大，更为严重的是 由于指标设计和工程施工的不合理性导致直放站干扰基站的现象出现，大功率直放站 (5W以上)尤其明显。所以在网络中使用大功率直放站数量达到一定数量时，甚至会 引起基站瘫痪。直放站使用者和安装点居民心理上也难以接受这种"庞然大物"。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种新型的节能型直放站，该直放站不同于以往任何直 放站的设计方式，使体积重量微縮到普通直放站的几十分之一，耗电量也不足普通直 放站的十分之一。
本实用新型的结构是 一种新型频分双工节能型直放站，包括由以下依次相互连 接的通道开关模块、上下噪声处理模块、中频控制模块、上下功率放大模块、通道开 关模块，以及与中频控制模块相连的变频控制模块，其中上下噪声处理模块与上下功 率放大模块还相连，还包括与上下功率放大模块相连的功率管理模块、与中频控制模 块相连的电源管理模块，将各功能模块用微带线、带线、共面波导线混合分布并连接 于独立多层电路基板上。多层电路基板四层以上，大多采用偶数层。
多层板混合微波信号传输设计技术。微带线，带线，共面波导，同轴线四种微波 传输技术相结合，实现信号与地的连续。即在同一张基板上，同时采用了微带线，带 线，共面波导，和同轴四种微波信号传输方式，微带传输线是以与空气介质相连的导电层和中间介质层及介质层另一面的导电层为地构成的，也就是说，微带线的传输线 必须暴露在空气当中；带线是由两个导电层加上两个介质层把信号线夹于其间的传输 方式，这样传输线就可以隐藏在基板中，而且其特征阻抗传输线的尺寸也要小一倍； 共面波导是利用传输线和地在同一平面时的传输方式，它通常也暴露在空气当中，但 通过传输线两侧的近地可降低散射；同轴线是同心圆柱形的，中间为传输导体，最外 侧是地，其间是隔离介质。本技术采用了一种印制板同轴连接器，使印制板的信号和 地直接转换成同轴信号和地。
利用多层板夹层对微波信号的屏蔽技术。本实用新型采用了一种特殊的多层结构 基板，它是由多层导体和绝缘介质构成的。结合微波电磁场传输特性，利用多层印制 板内部夹层导体和对应的其它层导体及介质之间形成的磁场屏蔽空间实现信号的屏 蔽，减小小空间内信号之间的相互干扰，从而为縮小设备整体体积提供了可能。主要 的方法是将射频信号线尽可能采用带线方式，把信号线和一些分布参数的功能部件置 于基板夹层中，这样就减少了信号空间散射；另外各功能部分在布线格局上尽量分开， 并可利用屏蔽罩单独屏蔽。
独立印制板构造的技术。所谓独立印制板是指整个直放站设备只有一块印制板作 为电路功能载体。它将通道选择，中频控制，信号放大，上下噪声处理，电源管理， 监测控制等所有功能性器件及分布参数高度集成在同一块印制板上，实现整机全功能 设计。为了确保各部分相对独立又相互联系，必须考虑他们之间的信号干扰问题，设 计时，需要将各功能模块独立分区设计，然后通过印制板内部连接线连接在一起。这 样，在不增加任何其它电路甚至不需要腔体外壳的情况下就可以实现完整的电路功能。
智能检测及控制技术。为了使功放和其他电路更高效得发挥作用，本实用新型通 过对基站端信号和手机用户端信号的采样检测，再通过单片机严格的分析计算后，智 能分配载波功率并控制系统增益，以达到最佳的通讯性能和降低能耗。采样检测采用 了灵敏度最高的对数运算放大方式直接输出线性模拟电压，经过高精度A/D处理后送 给单片机，单片机设点了最佳的运行数据状态，采用数据与设定状态比较计算之后输 出控制指令，指令经D/A变化控制功放和可控增益放大器。
节能环保的整体构思和设计方案，本使用新型产品体积不到 400cmS(llcn^9.5cn^3.8cm),重量不足400g。能耗每天满负荷耗电不超过0.2度，有效 功率达500mw,体积和重量都不及普通直放站的4%，耗电也只有10%。以实用性为出 发点，产品设计上综合了以上技术优势，并严格分析实际应用环境参数，选配了能满 足最低信号覆盖要求的最低标准材料，如室内外天馈采用的天线和馈线都是经过实验室和应用现场反复验证的7dB八木，3dB全向和5D同轴馈线。使工程变得简单，材 料变得轻而少，占地小，耗电少。可在生产制造和安装施工，以及使用过程中都能实 现良好的节材，节电，节时，最终达到节能环保的设计目的。
本实用新型的有益效果是，由于采用以上几项技术的综合应用以及采用国际上体积 最小，性能最好的贴片器件，使设备体积大大降低，可靠性也得到质的提高，也使得 耗电量控制在很小的范围，转发功率和增益用智能分配的方法控制在即能覆盖又不干 扰基站的合理水平。縮小了设备体积，节省电耗，降低干扰。安全，快捷，经济，有 效地实现网络深度覆盖。解决了由于建筑，自然景观等造成的信号盲区，弱区的手机 正常使用问题。同时也解决了由于基站信号不好而造成的手机辐射强度相对增加的问 题。
图1是本实用新型的电路方框图2是本实用新型的多层电路基板结构示意图中l是基板顶层、2是基板中间层、3是基板底层、4是共面波导线、5是微带线、6 是带线、7是金属过孔。
具体实施方式
如图1和图2所示，本实用新型用特殊技术设计制造一种新型的直放站，包括依 次相互连接的通道开关模块、上下噪声处理模块、中频控制模块、上下功率放大模块、 通道开关模块，以及与中频控制模块相连的变频控制模块，上下功率放大模块相连的 功率管理模块、与中频控制模块相连的电源管理模块。首先是电路设计，基板介电常 数至少4.8，厚度不大于0.6毫米，选择4层(最多可选侧6层)。将射频电路(如通 道开关，中频控制，变频控制，信号放大，上下噪声处理等电路)分区域将个功能模 块焊盘部分设计顶层和底层的导电层上，连接各功能模块的信号传输线根据布局特点 分别设计在多层基板的顶层，中间一层和二层及底层的导电层上，并用金属化过孔相 连。为了更好的起到屏蔽和降低干扰的作用，射频传输线和分布参数功能电路用带线 6方式分步在基板中间层1、 2中，其他的射频线路用微带线5或者共面波导线4的传 输方式设计在基板顶层1和基板底层3上，各基板层之间通过金属化过孔7相连接。 把数字电路部分和其他低频模拟电路(如上下功率管理模块和电源管理模块)与射频 部分隔离放置在基板的空挡，便于各射频部分单独加屏蔽罩。另外，在设计电路之前 还必须选择好电路需要的其他功能器件，以集成度高，体积小，效率高，表贴封装为 标准。电路设计完成后，定制成一张完成的印制板，焊接元器件和印制板同轴转换器，调试参数，即完成了主板的设计生产。外壳根据微波电磁场理论，同时综合考虑散热 效率，工程应用及美学等问题而设计。主板插入外壳导槽，用侧盖板封口，并用与同 轴连接器相匹配的垫圈螺母锁紧即可。
权利要求1、一种新型频分双工节能型直放站，包括依次相互连接的通道开关模块、上下噪声处理模块、中频控制模块、上下功率放大模块、通道开关模块，以及与中频控制模块相连的变频控制模块，其特征在于还包括与上下功率放大模块相连的功率管理模块、与中频控制模块相连的电源管理模块，并将各功能模块用微带线、带线、共面波导线混合分布并连接于独立多层电路基板上。
2、 根据权利要求1所述的新型频分双工节能型直放站，其特征在于多层电路基板至 少四层。
专利摘要一种新型频分双工节能型直放站，涉及一种用于无线通讯信号转发，特别涉及一种解决手机信号深度覆盖的新型直放站。包括依次相互连接的通道开关模块、上下噪声处理模块、中频控制模块、上下功率放大模块、通道开关模块，以及与中频控制模块相连的变频控制模块，与上下功率放大模块相连的上下功率管理模块、与中频控制模块相连的电源管理模块，将各功能模块用微带线、带线、共面波导线混合分布并连接于独立多层电路基板上。该实用新型缩小了设备体积，节省电耗，降低干扰。安全，快捷，经济，有效地实现网络深度覆盖。
文档编号H04B7/26GK201238299SQ20082006470
公开日2009年5月13日 申请日期2008年8月14日 优先权日2008年8月14日
发明者月 赵, 清 陈, 陈伦洪 申请人:陈伦洪