专利名称：无线基站的远端模拟射频收发信机模块的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及第三代移动通信系统的无线基站设备，更确切地说是涉及基站设备中的射频收发信机。
背景技术：
现有移动通信系统基站设备的典型设计方案是将射频收发信机的包括大功率放大器等的部件部分均安装在室内的无线基站设备单元内，在该射频收发信机与安装在室外的接收天线、发射天线间用低损耗的射频电缆连接，且射频收发信机用分立元件及集成度很小的芯片来设计。
近年来，随着对第三代移动通信系统无线基站的需求，基站设备仍使用这种传统的设计方法就勉为其能了，其原因是第三代移动通信系统工作于2GHz频段，受此频段电波传播特性的限制，必然要大大增加基站的数量，并要求其实现三维覆盖，如果还用分立元件及集成度很小的芯片来设计射频收发信机，和用低损耗射频电缆来连接收、发天线与射频收发信机，随着收发信机数量的增加，分立元件间的特性差异及使用又粗又长的射频电缆将造成人工调测时的难度与低效率，其结果将导致可生产性和成本上的问题；连接天线和室内无线基站之间的射频电缆在2GHz以上频段的损耗比较大，射频电缆的损耗已经不能容忍，特别对使用智能天线的移动通信系统来说，因为天线数量大大增加，其馈线损耗、电缆成本及安装等方面的问题都将是难以克服的。为此，目前在设计第三代移动通信无线基站时，使用了图1所示的技术方案来试图解决上述问题。
图1中示出一种基站设计方案，将收、发信机中接收通道的低噪声放大器和发射通道中的大功率放大器置于室外，并位于收、发天线附近，与天线短距离连接，将射频收、发信机除低噪声放大器和大功率放大器之外的部分安装在室内，用较长的射频电缆连接低噪声放大器与射频收信机，和用较长的射频电缆连接大功率放大器与射频发信机。
图中，基站包括天线101、室外单元100和室内单元110。天线101与室外单元100间用一段非常短的射频电缆107连接，室外单元100通过一条较长的射频电缆108连接至室内单元110。室外单元内含有收发开关或者环行器102，104、低噪声放大器103、及功率放大器105。接收时，天线101接收的射频信号经收发开关或者环行器102、低噪声放大器103、收发开关或者环行器104、射频电缆108送入室内单元110；发射时，室内单元110送出的射频信号经射频电缆108、收发开关或者环行器104、功率放大器105、收发开关或者环行器102送天线101发送。
在室内单元110中，接收的射频信号通过射频开关111送到射频模拟接收机112，由本地振荡器(115)提供射频本振，而将接收的射频转换为中频信号，该中频信号经模拟至数字转换器113转换为数字信号和经数字中频电路114处理后，送至基带处理单元125。由基带处理单元125输出的待发射数字信号经数字中频处理电路118处理和经数字至模拟转换器117转换为中频模拟信号后送射频模拟发射机116，由本地振荡器115提供射频本振而转换为射频，再经射频开关111送室外单元100发射。用射频电缆108连接室内单元110与室外单元100，可避免电缆损耗导致的接收机噪声系数增加及牺牲发射功率的问题。
上述技术方案中，所涉及的射频模拟接收机112、射频模拟发射机116，基本采用分立元件及集成度比较低的芯片设计。其主要缺点是形成一个完整的接收机或者发射机往往需要上百个元件，由于各元件间都存在容差，生产时必须人工调测，因而效率低，成本高，使可生产性差，特别在批量生产时该问题将会突显出来；在设计移动通信系统时，由于图1中的方案没有从根本上解决射频电缆损耗较大及射频电缆成本较高的问题，使成本居高不下，而且，天线及其室外部分距离室内单元也不允许太远(通常在60米之内)，因为射频电缆比较粗，造成室内工程困难(例如在大楼内)，因此上述设计方法难以完成对第三代移动通信系统必须实现的三维覆盖。
为了解决上述问题，可以将基站设备的射频部分全部集中到室外距离天线很近的地方，即构成无线基站的远端模拟射频收发信机，将中频信号及基带信号部分仍保留在室内单元中，室内外间用普通电缆或光缆或其它介质连接来传输模拟中频信号，就可基本上克服上述缺点。但这样做的结果是要对远端模拟射频收发信机在集成度、可靠性、远距离监测控制以及双发射与双接收等特殊功能上提出特殊的和更高的要求。这些要求包括便于规模性生产、可增加移动通信系统组网的灵活性和降低组建成本等。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种无线基站的远端模拟射频收发信机模块，针对上述设计远端模拟射频收发信机的解决方案而设计，该集成化的远端模拟射频收发信机模块，便于规模性生产，可增加移动通信系统的组建灵活性并降低组建成本。
该远端模拟射频收发信机模块，可应用于第三代移动通信无线基站中构成远端模拟射频收发信机，适合使用模拟中频传输方法，在该中频传输方法中可以用中频电缆、光缆或者微波接力通信设备，将无线基站设备的远端射频收发信机与室内单元部分连接起来，有利于降低基站成本和提高射频收发信机的性能。
实现本实用新型目的的技术方案是这样的，一种无线基站的远端模拟射频收发信机模块，其特征在于包括一射频接收机子模块，一射频发射机子模块，一中频单刀双掷开关、一射频单刀双掷开关、一匹配负载、一环行器和一功放器；接收时，来自模块射频接口1的射频信号经环行器、射频单刀双掷开关、并通过射频接收机子模块的射频入口1接入射频接收机子模块，将射频信号转换为中频信号，再经中频单刀双掷开关由模块的中频接口输出，本振信号输入射频接收机子模块实现射频向中频的转换；
发射时，来自模块中频接口的中频信号经中频单刀双掷开关送射频发射机子模块，转换为射频信号送功放器，功放器输出送环行器，再经模块的射频接口1输出，射频单刀双掷开关使匹配负载与射频接收机子模块的射频入口1连接，本振信号输入射频发射机子模块实现中频向射频的转换。
可首先设计发射机芯片，与芯片外部的射频带通滤波器与中频带通滤波器连接构成射频发射机子模块。基于上述子模块加上必要部件可构成一种带本振的射频收发信机模块、及一种不带本振的射频收发信机模块。然后，再基于上述模块设计和本振模块的设计，可构成应用于时分双工TDD系统单天线单元基站的远端模拟射频收发信机、4天线单元基站的远端模拟射频收发信机(对具有8天线单元的TDD系统基站，则可使用两个上述4天线单元的远端模拟射频收发信机)。基于发射机芯片与接收机芯片，再加上必要部件还可构成应用于频分双工FDD系统基站的远端模拟射频收发信机。
所述的接收机芯片主要包括低噪声放大器、中频放大器、放大器，射频单刀双掷开关，下变频器和数字可变衰耗器等常规功能部件。接收机芯片为射频带通滤波器及中频带通滤波器准备了接口，提供了中频输出、本振输入及高增益和低增益两个射频输入口。两个不同增益的输入用射频单刀双掷开关选择。芯片各部分的使能和增益均用数字控制。
所述的发射机芯片主要包括中频放大器、数字可变衰耗器、放大器、驱动放大器、上变频器、和射频单刀双掷开关。发射机芯片为射频带通滤波器及中频带通滤波器准备了接口，提供了中频输入、本振输入及高增益和低增益两个射频输出口。两个不同增益的输出用射频单刀双掷开关选择。芯片各部分的使能和增益均用数字控制。
上述集成电路芯片使用传统的一次变频的超外差方式，完成模拟接收和模拟发射功能。
所述不带本振的射频收发信机模块除不具有本振电路外，其主要构成、性能和功能和上述带本振的射频收发信机模块相同。但充分发挥了射频发射机子模块和射频接收机子模块的功能，提供了第二条接收和发射通道，为用于智能天线系统时提供了天线阵校准。此模块的接收和发射增益、发射功率电平、工作温度、部件告警及各个部分的使能等功能和性能均由外置电路实现监测和控制。
所述应用于TDD系统单天线基站的远端模拟射频收发信机包括上述带本振的射频收发信机模块、射频带通滤波器、控制与供电电路以及防雷与接口电路。此远端模拟射频收发信机具有1个连接至天线的射频接口、1个连接至室内单元的中频接口及一个连接至室内基站的多芯接口，提供参考时钟、实时控制及监测控制总线等的连接。
所述应用于TDD系统4天线单元基站的远端模拟射频收发信机包括4个上述不带本振的射频收发信机模块、多路输出的本振模块、射频带通滤波器、控制与供电电路以及防雷与接口电路等。用上述不带本振的射频收发信机模块具有第二射频接口的功能，还构成了供智能天线系统校准天线阵的射频收发通路。此远端模拟射频收发信机具有4个连接至天线的射频接口、1个连接至校准网络的射频接口、4个连接至室内单元的中频接口、一个供多只此远端模拟射频收发信机联合使用本振时互为备用的接口及一个连接至室内基站的多芯接口，提供参考时钟、实时控制及监测控制总线等的连接。
本实用新型涉及的子模块、模块及远端射频收发信机虽然采用成熟的基本技术设计，但迄今为止，还没有商品化的类似专用发射机芯片与接收机芯片、射频接收机子模块与射频发射机子模块、射频收发信机模块，更没有用本实用新型的设计方法来实现的远端模拟射频收发信机。
本实用新型技术方案的有益效果是解决了射频模拟收、发信机的可生产性问题，通过设计射频接收机模块与射频发射机模块，实现无线基站设备的灵活组建；大大降低成本，包括收、发信机的材料成本及生产成本，和基站的组建成本；支持模拟中频传输方法，连接室内单元，解决了第三代移动通信所要求的三维覆盖，同一基站可同时支持宏小区、微小区及微微小区。
本实用新型通过设计集成化芯片，到子模块、到射频收发信机模块，而可构成集成化、模块化的远端模拟射频收发信机，使基站的模拟射频收发信机具有更高的集成度和可生产性。将远端模拟射频收发信机安装在天线附近，与天线间采用较短的射频电缆连接，而使用中频传输技术来完成远端模拟射频收发信机中频模拟信号与室内单元之间的传输，达到了在保证基站性能的同时，增加基站的组建灵活性，同时降低基站设备的生产成本和降低基站的组建成本。
本实用新型给出的远端模拟射频收发信机模块，经适当修改，任何射频工程师都可以设计用于其它时分双工(TDD)或者频分双工(FDD)无线通信系统的远端模拟射频收发信机，加上模拟数字转换器及适当数字信号处理电路，也可设计用于任何时分双工(TDD)或者频分双工(FDD)无线通信系统的远端数字射频收发信机中。
图1是典型的无线基站射频收发信机的结构框图；图2是本实用新型的射频接收机子模块结构框图；图3是本实用新型的射频发射机子模块结构框图；图4是利用射频接收机子模块与射频发射机子模块构成的带本振的远端模拟射频收发信机模块结构框图；图5是利用射频接收机子模块与射频发射机子模块构成的不带本振的远端模拟射频收发信机模块结构框图；图6是可配合图9所示的远端模拟射频收发信机使用的具有多路输出的本振模块结构框图；图7是利用本实用新型的带本振的远端模拟射频收发信机模块构成时分双工系统(TDD)单天线基站中远端模拟射频收发信机时的结构框图；图8是利用本实用新型的射频发射机子模块和射频接收机子模块构成频分双工系统(FDD)基站中远端模拟射频收发信机时结构框图；
图9是利用本实用新型的不带本振的远端模拟射频收发信机模块及本振模块构成时分双工系统(TDD)4天线基站中远端射频模拟收发信机时的结构框图。
具体实施方式
本实用新型的技术方案可以通过如下设计实例予以详细说明。
图2、图3分别示出本实用新型的集成化射频接收机子模块10和射频发射机子模块20的结构。
图2中，由接收机芯片200及其外围电路218、219连接组成射频接收机子模块10。接收机芯片200包括两级低噪声放大器201、202，射频单刀双掷开关203(单刀双掷开关用电子开关实现，以下同)，下变频器204、放大器208及中频放大器205、207，数字可变衰耗器206。低噪声放大器201、202间连接芯片外部的射频带通滤波器218，可采用陶瓷滤波器或者声表面波滤波器，让接收频带的射频信号通过。下变频器204前接射频单刀双掷开关203，以选择来自低噪声放大器202的已放大的射频输入(来自射频入口1)或者来自射频入口2的输入。在下变频器204后接中频放大器205，在中频放大器205和207之间连接芯片外部的中频带通滤波器219以及芯片内部的数字可变衰耗器206，中频带通滤波器219可采用声表面波滤波器，让接收频带的信号通过。中频放大器207输出中频信号至中频出。接收机芯片200也即射频接收机子模块10，还有如下供电与控制端口电源输入215，低噪声放大器201、202的使能211，开关203的控制212，下变频器204、放大器208及中频放大器205、207的使能213，以及数字可变衰耗器206的多位控制214。此接收机芯片200提供两种电平不同的射频信号输入口允许较低输入电平的射频入口1和允许较高输入电平的射频入口2，由射频开关203选择。本振信号由本振入经放大器208放大后连接至下变频器204。接收机芯片200也即射频接收机子模块10的增益控制由外部多位控制214调节数字可变衰耗器206实现。
图3中，由发射机芯片300及其外围电路318、319连接组成射频发射机子模块20。发射机芯片300由中频放大器305、307、数字可变衰耗器303、306、上变频器304、射频单刀双掷开关302、放大器309和驱动放大器301构成。中频入信号经中频放大器307放大后接数字可变衰耗器306，芯片外部的中频带通滤波器319是一只声表面波滤波器，让发射频带的信号通过，再连接至中频放大器305及上变频器304。变为射频的发射信号进入芯片外部的射频带通滤波器318，射频带通滤波器318可采用陶瓷滤波器或者声表面波滤波器，让发射频带的信号通过，发射频带的信号通过数字可变衰耗器303送至射频开关302，直接输出至射频出口2，或者经驱动放大器301放大后送射频出口1。本振信号由本振入经放大器309放大后连接至上变频器304。发射机芯片300也即射频发射机子模块20还有如下供电与控制端口电源输入314，驱动放大器301的使能311，开关302的控制312，上变频器304、放大器309及中频放大器305、307的使能313，以及数字可变衰耗器303、306的多位控制315。发射机芯片300也即射频发射机子模块20提供两种电平不同的射频信号输出口输出功率较高的射频出口1和输出功率较低的射频出口2，由射频开关302选择。发射机芯片20也即射频发射机子模块20的射频增益及中频增益控制，由外部分别多位控制315调节数字可变衰耗器303、306实现。
图4、5、6分别示出利用图2、3的射频接收机子模块10、射频发射机子模块20构成的带本振的射频收发信机、不带本振的射频收发信机结构，和多路输出的本振模块的结构。
图4示出带本振的射频收发信机模块401，由图2所示的射频接收机子模块10、图3所示的射频发射机子模块20、射频单刀双掷开关414、中频单刀双掷开关413、功率放大器电路417、本振电路415及环形器或者射频单刀双掷开关416构成。来自射频接口的射频信号经环形器或者射频单刀双掷开关416至射频开关414，它在接收时掷向所示的射频接收机子模块10，再经中频开关413从中频接口输出。发射中频信号从中频接口输入，经中频开关413掷向所示的射频发射机子模块20，再馈至功率放大器电路417，功率放大器电路417可以由射频功率放大三极管通过常规方法设计，放大后送环形器或者射频单刀双掷开关416至射频接口输出。发射时射频开关414应掷向匹配负载412，使匹配负载412与射频接收机子模块10连接，以保护所示的射频接收机子模块10。接收机和发射机的本振由本振电路415提供，本振电路415是一个频率合成器，可用常规方法实现。射频收发信机模块401还应连接供本振电路415使用的参考时钟及连接供控制所有部件的控制电路及监测工作温度、接收电平及发射功率的监测电路、以及提供电源的接口。该带本振的射频收发信机模块401可安装在一只金属(合金铝)密封机盒内，以便于屏蔽和散热。
图5示出不带本振的射频收发信机模块504，它由图2所示的射频接收机子模块10、图3所示的射频发射机子模块20、三只射频单刀双掷开关541、414、545、中频单刀双掷开关413、功率放大器电路417、环形器或者射频射频单刀双掷开关416、匹配负载412构成。来自射频接口1的射频信号经环形器或者射频单刀双掷开关416至射频开关414，它在接收时掷向所示的射频接收机子模块10的射频入口1，再经中频开关413从中频接口输出。来自中频接口的待发射的中频信号经中频开关413至所示的射频发射机子模块20，再馈至功率放大器电路417，放大后送环形器或者射频单刀双掷开关416至射频接口1输出。发射时射频开关414应掷向匹配负载412，以保护射频接收机子模块10。接收和发射的本振由外部提供，由本振开关545选择。来自射频接口2的射频信号经射频开关541至射频接收机子模块10的射频入口2，再经中频开关413输出。发射中频信号经中频开关413至射频发射机子模块20，由射频发射机子模块20的射频出口2馈至射频开关541输出。此射频收发信机模块504还应有监测控制与电源接口，控制所有部件及监测工作温度、接收电平及发射功率、以及供电电源。此射频收发信机模块504安装在一只金属(合金铝)密封机盒内，以便于屏蔽和散热。
图6所示是具有多路输出的本振模块650，可作为图9所示远端模拟射频收发信机的本振电路。它由射频频率合成器651、放大器652、1至2路功分器653、射频开关654、655及1至4路功分器656构成。频率合成器651用常规方法实现，其输出经放大器652放大后由功分器653分为两路，一路经开关654至4路功分器656，形成4路本振输出，另一路经开关655至其它多路输出的本振模块650，达到互为备用的目的(从本振输入/出口进入，经射频开关654至4路功分器656，形成4路本振输出)。此模块还要输入参考时钟，并具有监测与控制和供电电源的接口。此模块可安装在一只金属(合金铝)密封机盒内，以便于屏蔽。
图7示出利用射频收发信机模块401设计的供单天线时分双工系统使用的远端射频收发信机700的结构。包括带通滤波器703、结构如图4所示的带本振的射频收发信机模块401、控制与供电电路710、控制线防雷与接口电路715、中频与参考时钟防雷电路716以及金属密封外壳720。带本振的射频收发信机模块401的射频接口接带通滤波器703，再连接至射频电缆702及天线701；带本振的射频收发信机模块401的中频接口接中频与参考时钟防雷电路716。控制与供电电路710由微处理器及其附属电路实现，完成对带本振的射频收发信机模块401中本振频率合成器的控制、接收链路和发射链路的增益控制，对发射功率和接收电平的测量和调整、对工作环境温度的测量、射频接收机模块及射频发射机模块的使能和关闭、及部件的告警等功能。供电电路包括一只或者多只直流-直流变换器，用于提供基站设备各部分所需的电源。而防雷与接口单元715、716则提供通向室内单元的接口，包括中频接口725、参考时钟接口724、实时控制接口723、非实时监测总线接口722及电源接口721，并为每一接口线配备防雷电路。此远端射频收发信机700安装在一只金属(合金铝)密封机盒720内，以便于屏蔽和散热。此密封机盒有1只射频接口至天线701、2只中频接口725、724至室内基站，用于连接中频信号和参考时钟、1只多芯接口721、722、723至室内基站，用于连接实时控制及非实时监测控制总线及供电电源。
图8示出利用射频接收机子模块10和射频发射机子模块20设计的频分双工移动通信系统无线基站的远端模拟射频收发信机800的结构。频分双工移动通信系统的接收和发射天线必须分开，如用天线801作发射天线，天线802作接收天线，它们分别用一段非常短的射频电缆803、804连接至远端模拟射频收发信机800，远端模拟射频收发信机800与室内单元之间通过两个中频接口821、822作收发中频信号连接；还通过一个多芯接口，包括参考时钟接口823、实时控制接口824、监控总线接口825及电源接口826与基站设备的室内部分连接。上述电源接口也可以由远端直接供电而不需要连接至室内基站。此远端模拟射频收发信机800安装在一只金属(合金铝)密封机盒820内，以便于屏蔽和散热。
该远端模拟射频收发信机800的密封机盒内部，包括射频带通滤波器805、806，射频接收机子模块10、射频发射机子模块20、功率放大器模块807，本振电路812，控制与供电电路810以及防雷与接口电路811。其中，射频接收机子模块10的结构详见图2；射频发射机子模块20的结构详见图3；功率放大器807可以采用单个或者多个集成芯片或者采用三极管，用常规方法设计；本振电路812是一只频率合成器，用常规方法实现。监测控制与供电电路810，用微处理器及其附属电路实现，完成对本振频率合成器812的控制，对射频发射机子模块20的增益控制及使能、发射功率的测量和调整；对射频接收机子模块10的增益控制及使能、接收电平的测量、环境温度的测量以及部件的告警等功能。供电电路包括一只或者多只直流-直流变换器，用于提供此远端射频收发信机单元各部分的电源。而防雷及接口单元811则提供通向室内单元的接口，包括收发中频接口821、822、参考时钟接口823、实时控制接口824、监控总线接口825及电源接口826，为每一接口线配备防雷电路。
当时分双工系统支持多载波，而且各载波的上、下行不同时切换时，也将使用图8所示的设计方法。
图9示出在基站使用4天线(例如，使用智能天线)时、采用上述图5、6所示的不带本振的射频收发信机模块504和多路输出的本振模块650设计的时分双工移动通信系统(TD-SCDMA)无线基站的远端射频收发信机结构(当基站使用8只天线单元时，则将使用两个该结构的远端模拟射频收发信机)。基站使用了4只天线901、902、903、904，每只天线用1条非常短的射频电缆911、912、913、914分别接入远端射频收发信机900中的相应带通滤波器921、922、923、924，再连接至4个射频收发信机模块931、932、933、934(采用相同的不带本振的射频收发信机模块504)和一个此4只射频收发信机工作所需要的本振模块935(采用本振模块650)。每个射频收发信机的射频接口1处都通过带通滤波器921、922、923、924连接，并使用同一个本振源935。本振模块935产生所需要的4路本振信号，提供4个射频收发信机模块931、932、933、934使用。整个远端射频收发信机可使用共同的控制与供电电路940，控制与供电电路940，由微处理器及其附属电路实现，完成对本振模块935频率合成器的控制、对各射频收发信机模块931、932、933、934接收和发射增益控制，对发射功率及接收电平的测量和调整、射频接收及射频发射的使能和关闭、环境温度的测量及部件的告警等功能。供电电路由一个或者多个直流-直流变换器构成，用于提供此远端射频收发信机各部分的电源。远端射频收发信机与室内单元的连接通过防雷与接口电路941，它提供4个中频信号接口951、952、953、954和1条控制与供电的多芯电缆接口。此多芯电缆接口将传输参考时钟945、实时控制信号943、监控总线944以及可能包括电源供给线942。此远端射频收发信机安装在一只金属(合金铝)密封机盒950内，以便于屏蔽和散热。
可将任意两个射频收发信机模块如图中931、932的射频接口2连接至控制与供电电路940，连接在控制与供电电路940中的一个射频单刀双掷开关或者合路器938两端，合成一路连接至校准端的带通滤波器920，再通过射频电缆910连接至天线校准网络905，供智能天线校准使用。
本振模块935的本振输入/出口直接接到外壳950上的电缆座946处，供与另一可能的远端射频收发信机实现本振相互备用。
权利要求1.一种无线基站的远端模拟射频收发信机模块，其特征在于包括一射频接收机子模块(10)，一射频发射机子模块(20)，一中频单刀双掷开关(413)、一射频单刀双掷开关(414)、一匹配负载(412)、一环行器(416)和一功放器(417)；接收时，来自模块射频接口1的射频信号经环行器(416)、射频单刀双掷开关(414)、并通过射频接收机子模块(10)的射频入口1接入射频接收机子模块(10)，将射频信号转换为中频信号，再经中频单刀双掷开关(413)由模块的中频接口输出，本振信号输入射频接收机子模块(10)实现射频向中频的转换；发射时，来自模块中频接口的中频信号经中频单刀双掷开关(413)送射频发射机子模块(20)，转换为射频信号送功放器(417)，功放器(417)输出送环行器(416)，再经模块的射频接口1输出，射频单刀双掷开关(414)使匹配负载(412)与射频接收机子模块(10)的射频入口1连接，本振信号输入射频发射机子模块(20)实现中频向射频的转换。
2.根据权利要求1所述的模块，其特征在于所述的本振信号通过一个射频单刀双掷开关(545)输入所述的射频接收机子模块(10)或射频发射机子模块(20)。
3.根据权利要求1所述的模块，其特征在于还包括一个射频单刀双掷开关(541)，用于将模块射频接口2输入的射频信号接入所述的射频接收机子模块(10)的射频入口2；和将射频发射机子模块(20)射频出口2输出的射频信号输送至模块射频接口2。
4.根据权利要求3所述的模块，其特征在于所述的模块设有4个(931)、(932)、(933)、(934)；还包括5个带通滤波器(920)、(921)、(922)、(923)、(924)，一防雷与接口电路(941)，一本振模块(935)和一控制与供电电路(940)；防雷与接口电路(941)与所述4个模块(931)、(932)、(933)、(934)的中频接口连接，防雷与接口电路(941)设有用于提供通向基站室内单元的中频接口(951)、(952)、(953)、(954)、参考时钟接口(945)，实时控制接口(943)、监控总线接口(944)及电源接口(942)，并为每一接口线配备防雷电路；由微处理器及其附属电路实现的控制与供电电路(940)，连接防雷与接口电路(941)和4个模块(931)、(932)、(933)、(934)及本振模块(935)，完成对本振模块(935)频率合成的控制、对模块(931)、(932)、(933)、(934)接收和发射增益控制、对发射功率及接收电平的测量和调整、对各模块中射频接收机子模块(10)及射频发射机子模块(20)的使能和关闭、环境温度的测量及部件的告警；本振模块(935)向模块(931)、(932)、(933)、(934)提供本振信号，实现中频与射频间的转换，和将模块(931)、(932)、(933)、(934)中任意两个模块射频接口2输出的射频信号送控制与供电电路(940)中的分路器(938)；所述的带通滤波器(920)连接校准天线(905)和控制与供电电路中的分路器(938)，所述的带通滤波器(921)、(922)、(923)、(924)对应连接天线(901)、(902)、(903)、(904)与模块(931)、(932)、(933)、(934)，用于通过接收频带或发射频带。
5.根据权利要求4所述的模块，其特征在于所述的本振模块(935)，包括一射频频率合成器(651)，射频单刀双掷开关(654)、(655)，4路功分器(656)，2路功分器(653)和放大器(652)；由模块的参考时钟接口输入的参考时钟接入射频频率合成器(651)，射频频率合成器(651)输出信号经放大器(652)、2路功分器(653)分成两路信号，一路信号经射频单刀双掷开关(655)输出至本振模块(935)的本振输入/输出接口，另一路信号经射频单刀双掷开关(654)输入4路功分器(656)，4路功分器(656)输出4路本振信号。
6.根据权利要求4所述的模块，其特征在于所述的4个模块(931)、(932)、(933)、(934)，5个带通滤波器(920)、(921)、(922)、(923)、(924)，一防雷与接口电路(941)，一本振模块(935)和一控制与供电电路(940)安装在一只金属(合金铝)密封机盒(950)内，形成应用于时分双工4天线基站的远端模拟射频收发信机。
7.根据权利要求1所述的模块，其特征在于还包括一个完成频率合成器功能的本振电路(415)，由本振电路向所述的射频接收机子模块(10)或射频发射机子模块(20)输入本振信号，该本振电路通过模块的参考时钟接口输入参考时钟。
8.根据权利要求7所述的模块，其特征在于还包括一中频与参考时钟防雷电路(716)、控制线防雷与接口电路(715)、带通滤波器(703)、和控制与供电电路(710)；中频与参考时钟防雷电路(716)与所述射频收发信机模块(401)的中频接口连接，中频与参考时钟防雷电路(716)设有用于提供通向基站室内单元的中频接口(725)、参考时钟接口(724)，并为每一接口线配备防雷电路；由微处理器及其附属电路实现的控制与供电电路(710)，与所述射频收发信机模块(401)连接，完成对射频收发信机模块(401)中本振电路频率合成的控制、接收链路和发射链路的增益控制、对发射功率和接收电平的测量和调整、对工作环境温度的测量、射频接收机子模块(10)及射频发射机子模块(20)的使能和关闭、及部件告警；控制线防雷与接口电路(715)与控制与供电电路(710)连接，控制线防雷与接口电路(715)设有用于提供通向基站室内单元的实时控制接口(723)、非实时监测总线接口(722)及电源接口(721)，并为每一接口线配备防雷电路；带通滤波器(703)连接天线和所述射频收发信机模块(401)的射频接口，用于通过接收频带或发射频带。
9.根据权利要求8所述的模块，其特征在于所述的射频收发信机模块(401)、中频与参考时钟防雷电路(716)、控制线防雷与接口电路(715)、带通滤波器(703)、和控制与供电电路(710)安装在金属密封机盒(720)内，形成应用于时分双工系统单天线基站的远端模拟射频收发信机。
10.根据权利要求1至9中任一权利要求所述的模块，其特征在于所述的射频接收机子模块(10)包括一接收机芯片(200)，和位于接收机芯片(200)外的一射频带通滤波器(218)及一中频带通滤波器(219)；所述的接收机芯片(200)包括低噪声放大器(201)、(202)、中频放大器(205)、(207)，放大器(208)，射频单刀双掷开关(203)，下变频器(204)和数字可变衰耗器(206)；射频入口2将接收的射频信号输入射频单刀双掷开关(203)，或者射频入口1将接收的射频信号输入低噪声放大器(201)，并经射频带通滤波器(218)、低噪声放大器(202)输入射频单刀双掷开关(203)；射频单刀双掷开关(203)输出射频信号经下变频器(204)转换成中频，并经中频放大器(205)、中频带通滤波器(219)输入数字可变衰耗器(206)进行增益控制，再经中频放大器(207)放大后由中频出口输出；放大器(208)将本振信号放大后送下变频器(204)，实现所述的射频向中频的转换；通过多位控制(214)对所述的数字可变衰耗器(206)进行所述的增益控制。
11.根据权利要求1至9中任一权利要求所述的模块，其特征在于所述的射频发射子模块(20)包括一发射机芯片(300)，和位于发射机芯片(300)外的一射频带通滤波器(318)及一中频带通滤波器(319)；所述的发射机芯片(300)包括中频放大器(307)、(305)，数字可变衰耗器(306)、(303)，放大器(309)，驱动放大器(301)，上变频器(304)，和射频单刀双掷开关(302)；中频放大器(307)对输入的中频信号进行放大，送数字可变衰耗器(306)进行中频增益控制，再经中频带通滤波器(319)、中频放大器(305)输入上变频器(304)，实现所述的中频向射频的转换；上变频器(304)输出的射频信号经射频带通滤波器(318)送数字可变衰耗器(303)进行射频增益控制，再经射频单刀双掷开关(302)至射频出口2输出或者通过驱动放大器(301)至射频出口1输出；放大器(309)将本振信号放大后送上变频器(304)，实现所述的中频向射频的转换；通过多位控制(315)对所述的数字可变衰耗器(306)、(303)进行所述的增益控制。
专利摘要本实用新型涉及无线基站的远端模拟射频收发信机模块，主要包括一射频接收机子模块(10)，一射频发射机子模块(20)，一中频单刀双掷开关(413)、一射频单刀双掷开关(414)、一匹配负载(412)、一环行器(416)和一功放器(417)。通过设计集成化的接收机芯片(200)及发射机芯片(300)而分别构成接收机子模块(10)与发射机子模块(20)，和通过设计集成化的本振模块(650)，可方便地组建供FDD、单天线TDD及4天线TDD系统使用的远端模拟射频收发信机。安装在天线附近，通过提供的模拟中频接口与基站的室内单元间实现无线基站的射频拉远。使基站的模拟射频收发信机具有更高的集成度和可生产性，增加系统组建灵活性、降低成本和提高性能。
文档编号H04Q7/30GK2759063SQ200420118698
公开日2006年2月15日 申请日期2004年12月30日 优先权日2004年12月30日
发明者李睿, 罗先俊, 张晓丽 申请人:芯通科技(成都)有限公司