一种具有驻波监测功能的基站低噪放模块的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及无线通信设备应用领域，具体是一种具有驻波监测功能的基站低 噪放模块。
【背景技术】
[0002] 低噪放模块，作为基站中的关键器件之一，它不仅影响基站的覆盖范围，而且也决 定了其他邻近基站的发射功率和杂散要求。低噪放模块具有较低的噪声系数和高线性度， 才能提高基站的接收灵敏度和覆盖范围。
[0003] 接收灵敏度用来表示接收器的弱信号接收能力。具体公式如下：
[0004] Rx_sen(dBm) = -174+10logBff+SNR+NF ；
[0005] 其中BW是指信号带宽，SNR是指特定信号的信噪比，NF是指系统的噪声系数。根 据Friiss方程，系统的噪声系数可以表述为：
[0006] NF=NFi+-^ + + Cn (jiil'l :
[0007] 其中Gn是指接收链路中第η级放大器的增益，NFn是指接收链路中第η级放大器 的噪声系数。从公式中可以看出，接收链路中的第1级放大器的噪声对系统噪声的贡献远 远大于其它放大器的噪声对系统噪声的贡献。因此，低噪声放大器（LNA)作为接收链路的 第一级放大器对减小系统噪声，提高系统的接收灵敏度具有很大的帮助。
[0008] 为了提尚基站接收机性能指标，要求低噪放的噪声小、线性度尚等，此外，考虑基 站系统的体积，还需将低噪放模块能嵌入基站双工器中，实现一体化模块，便于管理和维 护。
[0009] 在实际应用中，基站输出接口及馈线出现未接好、进水、松动等因素造成驻波时， 若基站具有自动检测驻波比值，判定告警等级，若驻波比告警等级高，可关闭发射机信号发 射，保护基站发射机不损坏。因此，基站具有驻波检测功能很重要，便于维护和操作。
[0010] 对天馈线进行测试主要是通过测量其驻波比（VSWR)或回损（Return Loss)的值 和隔离度（Isolation)来判断天馈线的安装质量和运行情况的好坏。驻波比的计算公式如 下：
[0011] 前向功率（W) :Pf 或 Pf(dBw) = lOlogPf ;
[0012] 反向功率（W) :Pr 或 Pr (dBw) = lOlogPr ;
[0013] 回波损耗：ar = lOlog (Pf/Pr) = Pf (dBw) _Pr (dBw);
[0014] 发射系数：「ho =展.
[0015] 驻波比 l-rho .
[0016] 回波损耗与驻波比之间的转换公式为：
[0017] 「下糾叫￡ _ VSWR+1 回波fe耗=-201og- VSWR-1 . ·?
[0018] 根据上述公式，可以检测基站输出端口的前向功率和反向功率就行计算出天馈线 的驻波比值，再通过驻波比判断驻波告警状态。 【实用新型内容】
[0019] 本实用新型为了解决现有技术的问题，提供了一种具有驻波监测功能的基站低噪 放模块，具有较低的噪声系数，高线性度以及高动态输出功率检测功能，并且具有对输出 接口和馈线进行驻波比实时监测的功能。
[0020] 本实用新型包括一路输入接口、若干路输出接口和监控电路，其特征在于：输入 接口依次通过低噪声放大器、限幅管、放大器、滤波器、AGC电路和ATT电路、末级放大器连 接到合路器，合路器上开有若干路输出接口；所述的监控电路通过功率检测电路连接到末 级放大器和合路器之间，监控电路连接有反相功率检测电路和前向功率检测电路，反相功 率检测电路和双工器ANT端口上的反相功率负载耦合，前向功率检测电路和双工器ANT端 口上的前相功率负载耦合，形成驻波检测电路。监控电路连接有通信电路，通信电路开有 RS485 接口。
[0021] 本实用新型有益效果在于：
[0022] 1、较低噪声系数：采用Avago的微波单芯片高集成电路（MMIC)MGA-633P8低噪声 器件，该器件具有最好的降噪技术，保证了低噪放模块噪声技术不大于〇. 8dB。
[0023] 2、高线性度：低噪放模块最后一级放大器件采用输出三阶截点值较大放大器芯 片，保证模块的互调指标不小于65dBc (最大输出功率）。
[0024] 3、高动态功率检波：采用AD公司的AD8362芯片作为输出功率检波芯片，输出功率 检测范围不小于60dB，保证上行接收信号功率能实时监测状态。
[0025] 4、外部构造可采用PCB结构设计，可嵌入基站双工器模块中，便于一体化设计。
【附图说明】
[0026] 图1为本实用新型电路结构示意图。
【具体实施方式】
[0027] 本实用新型电路结构示意图如图1所示，包括一路输入接口、若干路输出接口和 监控电路，其特征在于：输入接口依次通过低噪声放大器、限幅管、放大器、滤波器、AGC电 路和ATT电路、末级放大器连接到合路器，合路器上开有若干路输出接口；所述的监控电路 通过功率检测电路连接到末级放大器和合路器之间，监控电路连接有反相功率检测电路和 前向功率检测电路，反相功率检测电路和双工器ANT端口上的反相功率负载耦合，前向功 率检测电路和双工器ANT端口上的前相功率负载耦合，形成驻波检测电路。监控电路连接 有通信电路，通信电路开有RS485接口。
[0028] 本实用新型具体结构如下：
[0029] (1)低噪大器（MGA-633P8)进行低噪声放大，此放大器的噪声系数典型值为 0. 37 ；
[0030] (2)限幅管，当模块输入信号较大时，对较大信号进行幅度抑制，保证后续放大器 处理正常工作状态；
[0031] (3)滤波电路：抑制带外信号；
[0032] (4) AGC电路和ATT电路，分别进行输出功率控制和调整模块增益；
[0033] (5)末级放大器，选择RF公司的RF3315，具有较高Output IP3指标，能达到 41dBm，确保输出信号的高互调指标；
[0034] (6)分路器，将信号功分为若干路信号输出；
[0035] (7)功率检测电路，采用AD公司的AD8362高动态检测芯片，保证高动态的输出功 率检测；
[0036] (8)控制电路，能够对模块内的射频信号进行监控，并同时输出一路RS485总线；
[0037] (9)输入电源，为两路直流电压12V ;
[0038] (10)驻波检测电路：在双工器的ANT接口上分别耦合前向功率和反向功率，并采 用AD公司的AD8362芯片，高精度高动态检测前向功率和反向功率，前向功率为基站的下行 输出功率，反向功率为基站下行反向信号，若反向信号较大，表示接口驻波不好，导致反射 信号较大。将前向功率和反向功率经过检波信号检波后，进入控制电路的单片机，有单片 机经过基站驻波高精密的算法得出精确的驻波比值，稳定的监测基站输出接口的驻波比状 ??τ 〇
[0039] 本低噪放模块可以采用PCB板设计，因体积小，便于将其嵌入基站的双工器模块 中。驻波比检测功能主要在双工器ΑΝΤ端口进行耦合前向功率和反向功率，经过低噪放的 检测电路计算出驻波比VSWR，得到的VSWR值与告警门限对比，判定是否驻波告警，若存在 驻波告警，进一步判定属于驻波告警等级。
[0040] 本实用新型功能要求如下：
[0041] 1增益调节范围大
[0042] 具备不小于30dB增益调节范围，控制步进ldB，精度±ldB。
[0043] 2采用自适应RS485通信电路、具有硬件看门狗，低噪放模块的RS485通信电路需 采用自适应式RS485电路，保证485总线可靠性。防止CPU串口数据处于常发一种电平状 态时，需通过硬件看门狗进行复位。
[0044] 3智能监控报警功能
[0045] 低噪放模块CPU和控制电路实时监测输出功率、工作电流、低噪放故障告警等状 态，一旦出现异常，主动上报异常状态。
[0046] 4增益自动补偿功能
[0047] 由于工作环境温度变化导致低噪放模块增益变化，低噪放模块采用增益自动补偿 功能来保证增益稳定度要求。
[0048] 5具有记忆功能
[0049] 低噪放模块软件设计时，具有断电重启、软件复位和硬件复位后保持上一次设置 的状态。
[0050] 6高动态输出功率检测范围
[0051] 低噪放模块采用高动态的检波芯片，具有不小于60dB动态范围。
[0052] 7-路输入多路输出
[0053] 作为具有驻波监测功能的基站低噪放模块，需充分考虑电路的冗余和备份，并考 虑基站的扇区配置，低噪放模块采用多路射频端口输出，提高模块的可靠性和实用性。
[0054] 8天馈驻波比监测功能
[0055] 具有监测天线输出口的驻波比VSWR，驻波比检测精度彡±0. 05。设两级VSWR门 限：当VSWR大于第一门限时，上报驻波一级告警，基站扔维持工作；当VSWR大于第二门限 (影响设备正常工作，或杂散发射超过限制时），上报驻波二级告警，并关闭基站信号发射。
[0056] 本实用新型技术指标如下表：
[0057] 本实用新型接口如下：
[0059]接口：
[0060] 1射频接口（输入、输出）
[0061]
[0062]
[0063] 2 mi rr.i^· m
[0064] 监控接 口类型：IDC2. 0-10
[0065] 本实用新型适应性要求如下：
[00661
[0067] 本实用新型可靠性要求如下：
[0068] 低噪声放大模块的MTBF指标大于200000h。
[0069] 本实用新型具体应用途径很多，以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当 指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作 出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1. 一种具有驻波监测功能的基站低噪放模块，包括一路输入接口、若干路输出接口和 监控电路，其特征在于：输入接口依次通过低噪声放大器、限幅管、放大器、滤波器、AGC电 路和ATT电路、末级放大器连接到合路器，合路器上开有若干路输出接口；所述的监控电路 通过功率检测电路连接到末级放大器和合路器之间，监控电路连接有反相功率检测电路和 前向功率检测电路，反相功率检测电路和双工器ANT端口上的反相功率负载耦合，前向功 率检测电路和双工器ANT端口上的前相功率负载耦合，形成驻波检测电路。2. 根据权利要求1所述的具有驻波监测功能的基站低噪放模块，其特征在于：所述的 监控电路连接有通信电路，通信电路开有RS485接口。
【专利摘要】本实用新型提供了一种具有驻波监测功能的基站低噪放模块，包括一路输入接口、若干路输出接口和监控电路，其特征在于：输入接口依次通过低噪声放大器、限幅管、放大器、滤波器、AGC电路和ATT电路、末级放大器连接到合路器，合路器上开有若干路输出接口；所述的监控电路通过功率检测电路连接到末级放大器和合路器之间，监控电路连接有反相功率检测电路和前向功率检测电路，反相功率检测电路和双工器ANT端口上的反相功率负载耦合，前向功率检测电路和双工器ANT端口上的前相功率负载耦合，形成驻波检测电路。本实用新型具有较低的噪声系数，高线性度以及高动态输出功率检测功能，并且具有对输出接口和馈线进行驻波比实时监测的功能。
【IPC分类】H04W88/08, H03F3/195
【公开号】CN205195666
【申请号】CN201520669992
【发明人】倪小龙
【申请人】南京泰通科技股份有限公司
【公开日】2016年4月27日
【申请日】2015年8月31日