专利名称：一种wlan放大器装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种WLAN放大器装置，该装置配备于WLAN干线放大器，适用于 2. 4GHz频段符合IEEE802. llb/g标准，与直接序列DSSS或正交频分复用OFDM等各种调制 扩展频率技术相匹配，在扩展无线射频通讯距离的同时保证802. llb/g无线设备的传输速 率不变。该装置适用于各种不同的应用场合，能有效地增加无线设备的覆盖范围和桥接距 离，同时提高覆盖边缘区域接入设备连接的传输速率。
背景技术：
WLAN(无线局域网)是利用无线技术实现快速接入以太网的技术。综观现在的市 场，IEEE 802. llb/g技术在性能、价格各方面均超过了蓝牙、HomeRF等技术，逐渐成为无线 接入以太网应用最为广泛的标准。由于IEEE 802. llb/g技术的不断成熟，在全球范围内正 在兴起无线局域网应用的高潮。WLAN干线放大器是用于配合基站或直放站解决室内信号盲区的设备，主要作用是 增强干线信号，用来提升干线信号的功率，从而扩大天线分布系统的覆盖面积，使工程应用 更灵活而广泛，用于扩大基站覆盖范围，填充覆盖盲区的一种极其有效的设备。已有的WLAN 放大器装置主要存在以下缺点1.电路较为复杂，硬件成本较高。2.工作电源设计不合理 及安装盒结构简单，不能适应恶劣的外界环境。3.装置的整体电功率系数不高，耗能较大。
实用新型内容因此，针对上述问题，本实用新型提出一种电路简单合理、功率因素更高、能够安 装与外界恶劣环境而正常使用的WLAN放大器装置。本实用新型的技术方案是本实用新型的WLAN放大器装置，包括设置与装置外壳内的电路板。其中，所述的 电路板包括第一射频二功分功率分配器、第二射频二功分功率分配器、第三射频二功分功 率分配器、下行信号控制器、第一上行信号控制器、第二上行信号控制器、第一射频信号放 大器、第二射频信号放大器、第三射频信号放大器、下行滤波器、上行滤波器、LC滤波器、LNA 低噪声放大器、限幅器、射频功率检测器及上下行转换控制器和电源单元组成；其中，下行射频信号经RFl端口送入第一射频二功分功率分配器分成两路信号，通过第 二射频二功分功率分配器再分成两路信号，通过下行信号控制器抑制上行信号，通过第二 射频信号放大器放大增益；通过下行滤波器滤除非上行带宽内的信号，防止下行干扰并抑 制杂波，通过第三射频信号放大器推出射频功率，再通过第三射频二功分功率分配器至RF2 输出下行信号；微弱的上行射频信号经过RF2端口送入第三射频二功分功率分配器分成两路信 号，通过第二上行信号控制器抑制下行信号，通过上行滤波器滤除非上行带宽内的信号，防 止下行干扰并抑制杂波，通过LNA低噪声放大器得到增益放大并抑制干扰信号，通过LC滤 波器滤除干扰信号，通过第一射频信号放大器放大增益，通过第一上行信号控制器抑制下行信号，通过第一射频二功分功率分配器送至RFl端口 ；第二射频二功分功率分配器另一路信号经过串联的限幅器和功率检测器输入上 下行转换控制器，上下行转换控制器输出连接至上述的下行信号控制器、第二射频信号放 大器、第二上行信号控制器、LNA低噪声放大器、第一射频信号放大器和第一上行信号控制 器，所述的上下行转换控制器用于实时检测从RFl端口接收到信号的强弱，来进行上下行 的转换控制。进一步的，所述的装置外壳包括盒体、设置和盒体上沿的密封圈和盖合于盒体上 方的盒盖，所述的盒体一侧边还设有接口端孔座。进一步的，所述的第一射频二功分功率分配器、第二射频二功分功率分配器、第三 射频二功分功率分配器是微带线二功分器。进一步的，所述的上下行转换控制器的射频开关的电路是采用串联的电容C26、 PIN 二极管D4接地构成的射频开关电路。进一步的，所述的电源单元馈电式输入电源。更进一步的，所述的馈电式输入电源是外部+5V直流电通过电感Ll加入到BTS端 口，WLAN微波信号通过电容Cl隔直流电送RFl端或者RFl信号通过电容Cl送BTS端口， 放大器供电通过电感L2隔交流电得到+5V的直流电。进一步的，所述的第一射频信号放大器、第二射频信号放大器、第三射频信号放大 器是由PM2117功率放大芯片及外围电容和电感构成的放大器单元电路。本实用新型采用如上技术方案，主要改进体现在1.采用了微带线二功分器比3dB电桥更节约成本。2.利用PIN 二极管在直流正、反偏压下呈现近似导通或断开的阻抗特性，实现了 控制射频信号通道上、下行转换作用，去掉使用高成本、高故障率的集成射频开关。3.采用了密封式及馈电式电源技术，更加时候适合安装于恶劣的环境下使用。4.采用高效率放大器技术，提高功率因数。本装置采用理查森的PM2117功率放 大器，增益为26dB，当输入为6dBm的情况下效率可达到40%，结合外部低电源+5V供电，因 此把整个装置在输出功率最大时效率控制在> 35%。
图1是本实用新型的装置外壳1的示意图；图2是本实用新型的电路板2的电路框图；图3是微带线二功分器的PCB图；图4是PIN 二极管连接的射频开关电路原理图；图5是馈电式输入电源电路原理图；图6是PM2117功率放大器的电路原理图。
具体实施方式
现结合附图和具体实施方式
对本实用新型进一步说明。参阅图1和图2所示，本实用新型的WLAN放大器装置，包括设置与装置外壳1内 的电路板2。[0029]参阅图1所示，所述的装置外壳1包括盒体101、设置和盒体上沿的密封圈103和 盖合于盒体101上方的盒盖102，所述的盒体101 —侧边还设有接口端孔座104。在一些场 合(如两栋大楼之间、露天公共场所等的无线局域网通信)为了使通信质量更好及通信覆 盖面积更大，WLAN放大器需要安放于露天位置。为适合安装于恶劣的环境，防雨防潮设计 尤为重要。因此本装置采用密封式设计在盖板上加防水橡胶圈，可防止雨、雾、粉尘进入本装置。参阅图2所示，所述的电路板2包括第一射频二功分功率分配器201、第二射频二 功分功率分配器202、第三射频二功分功率分配器207、下行信号控制器203、第一上行信 号控制器216、第二上行信号控制器211、第一射频信号放大器215、第二射频信号放大器 204、第三射频信号放大器206、下行滤波器205、上行滤波器212、LC滤波器214、LNA低噪声 放大器213、限幅器208、射频功率检测器209及上下行转换控制器210和电源单元217组 成；其中，下行射频信号经RFl端口送入第一射频二功分功率分配器201分成两路信号，通 过第二射频二功分功率分配器202再分成两路信号，通过下行信号控制器203抑制上行信 号，通过第二射频信号放大器204放大增益；通过下行滤波器205滤除非上行带宽内的信 号，防止下行干扰并抑制杂波，通过第三射频信号放大器206推出射频功率，再通过第三射 频二功分功率分配器207至RF2输出下行信号；微弱的上行射频信号经过RF2端口送入第三射频二功分功率分配器207分成两路 信号，通过第二上行信号控制器211抑制下行信号，通过上行滤波器212滤除非上行带宽内 的信号，防止下行干扰并抑制杂波，通过LNA低噪声放大器213得到增益放大并抑制干扰信 号，通过LC滤波器214滤除干扰信号，通过第一射频信号放大器215放大增益，通过第一上 行信号控制器216抑制下行信号，通过第一射频二功分功率分配器201送至RFl端口 ；第二射频二功分功率分配器202另一路信号经过串联的限幅器208和功率检测器 209输入上下行转换控制器210，上下行转换控制器210输出连接至上述的下行信号控制器 203、第二射频信号放大器204、第二上行信号控制器211、LNA低噪声放大器213、第一射频 信号放大器215和第一上行信号控制器216，所述的上下行转换控制器210用于实时检测从 RFl端口接收到信号的强弱，来进行上下行的转换控制。参阅图3所示，所述的第一射频二功分功率分配器201、第二射频二功分功率分 配器202、第三射频二功分功率分配器207是微带线二功分器。采用微带线二功分器比3dB 电桥更节约成本，但其需要精确的计算及高的制作水平。采用现代工艺及软件仿真可以达 到所需的要求。图3为本装置设计完成的微带线二功分器PCB图。参阅图4所示，所述的上下行转换控制器210的射频开关的电路是采用串联的电 容C26、PIN 二极管D4接地构成的射频开关电路。该电路利用PIN 二极管在直流正、反偏压 下呈现近似导通或断开的阻抗特性，实现了控制射频信号通道上、下行转换作用。去掉使用 高成本、高故障率的集成射频开关。图4为PIN 二极管运用于射频开关的电路，其中D4为 PIN管，当接通+5V下行电源+5VD0WN时D4对射频信号近似导通，此时RFl到RF2这条射频 链路上相当于对地接一个电容，把上行关闭。相反，当不加+5V下行电源+5VD0WN时D4近 似断开。此时RFl到RF2不接电容，把上行开启。参阅图5所示，运用电感隔交流通直流与电容隔直流通交流的原理，把外部+5V直流电通过Ll加入到BTS端口，WLAN微波信号通过Cl隔直流电送RFl或者RFl信号通过Cl 送BTS端口。放大器供电通过L2隔交流电得到+5V的直流电。参阅图6所示，所述的第一射频信号放大器215、第二射频信号放大器204、第三射 频信号放大器206是由PM2117功率放大芯片及外围电容和电感构成的放大器单元电路。 WLAN放大器的频率是2400-2483. 5MHz，在这个频段内为实现好的通信质量、高的传输速 度、大的输出功率，通常会选择输出功率大于7dBm以上的放大管。如果再运用+12V供电、 低压差稳压器LDO稳压，这样效率相当低。本装置采用理查森的PM2117功率放大器，增益 为26dB，当输入为6dBm的情况下效率可达到40%，结合外部低电源+5V供电，因此把整个 装置在输出功率最大时效率控制在>35%。尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应 该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节 上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种WLAN放大器装置，包括设置与装置外壳(1)内的电路板(2)，其特征在于所述 的电路板(2)包括第一射频二功分功率分配器(201)、第二射频二功分功率分配器(202)、 第三射频二功分功率分配器(207)、下行信号控制器(203)、第一上行信号控制器(216)、第 二上行信号控制器(211)、第一射频信号放大器(215)、第二射频信号放大器(204)、第三射 频信号放大器(206)、下行滤波器(205)、上行滤波器(212)、LC滤波器(214)、LNA低噪声放 大器(213)、限幅器(208)、射频功率检测器(209)及上下行转换控制器(210)和电源单元 (217)组成；其中，下行射频信号经RFl端口送入第一射频二功分功率分配器(201)分成两路信号，通过 第二射频二功分功率分配器(202)再分成两路信号，通过下行信号控制器(203)抑制上行 信号，通过第二射频信号放大器(204)放大增益；通过下行滤波器(205)滤除非上行带宽内 的信号，防止下行干扰并抑制杂波，通过第三射频信号放大器(206)推出射频功率，再通过 第三射频二功分功率分配器(207)至RF2输出下行信号；上行射频信号经过RF2端口送入第三射频二功分功率分配器(207)分成两路信号，通 过第二上行信号控制器(211)抑制下行信号，通过上行滤波器(212)滤除非上行带宽内的 信号，防止下行干扰并抑制杂波，通过LNA低噪声放大器(213)得到增益放大并抑制干扰信 号，通过LC滤波器(214)滤除干扰信号，通过第一射频信号放大器(215)放大增益，通过第 一上行信号控制器(216)抑制下行信号，通过第一射频二功分功率分配器(201)送至RFl 端□；第二射频二功分功率分配器(202)另一路信号经过串联的限幅器(208)和功率检测器(209)输入上下行转换控制器(210)，上下行转换控制器(210)输出连接至上述的下行信号 控制器(203)、第二射频信号放大器(204)、第二上行信号控制器(211)、LNA低噪声放大器 (213)、第一射频信号放大器(215)和第一上行信号控制器(216)，所述的上下行转换控制 器(210)用于实时检测从RFl端口接收到信号的强弱，来进行上下行的转换控制。
2.根据权利要求1所述的WLAN放大器装置，其特征在于所述的装置外壳(1)包括盒 体(101)、设置和盒体上沿的密封圈(103)和盖合于盒体(101)上方的盒盖(102)，所述的 盒体(101) —侧边还设有接口端孔座(104)。
3.根据权利要求1所述的WLAN放大器装置，其特征在于所述的第一射频二功分功率 分配器(201)、第二射频二功分功率分配器(202)、第三射频二功分功率分配器(207)是微 带线二功分器。
4.根据权利要求1所述的WLAN放大器装置，其特征在于所述的上下行转换控制器(210)的射频开关的电路是采用串联的电容C26、PIN二极管D4接地构成的射频开关电路。
5.根据权利要求1所述的WLAN放大器装置，其特征在于所述的电源单元(217)馈电 式输入电源。
6.根据权利要求5所述的WLAN放大器装置，其特征在于所述的馈电式输入电源是外 部+5V直流电通过电感Ll加入到BTS端口，WLAN微波信号通过电容Cl隔直流电送RFl端 或者RFl信号通过电容Cl送BTS端口，放大器供电通过电感L2隔交流电得到+5V的直流 电。
7.根据权利要求5所述的WLAN放大器装置，其特征在于所述的第一射频信号放大器 (215)、第二射频信号放大器(204)、第三射频信号放大器(206)是由PM2117功率放大芯片及外围电容和电感构成的放大器单元电路。
专利摘要本实用新型涉及一种WLAN放大器装置，该装置配备于WLAN干线放大器。本实用新型的WLAN放大器装置，包括设置与装置外壳内的电路板。其中，所述的电路板包括射频二功分功率分配器、上下行信号控制器、射频信号放大器、上下行滤波器、低噪声放大器、限幅器、射频功率检测器及上下行转换控制器和电源单元组成。所述的射频二功分功率分配器是微带线二功分器。所述的电源单元馈电式输入电源。所述的上下行转换控制器的射频开关的电路是采用PIN二极管构成的射频开关电路。所述的射频信号放大器是由PM2117功率放大芯片及外围电容和电感构成的放大器单元电路。本实用新型提出一种电路简单合理、功率因素更高、能够安装与外界恶劣环境而正常使用的WLAN放大器装置。
文档编号H04B7/15GK201781488SQ201020216658
公开日2011年3月30日 申请日期2010年6月4日 优先权日2010年6月4日
发明者杨建波 申请人:福建先创电子有限公司