CN101656437B - 一种远程馈电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的一种远程馈电装置,合并模块将第一支路上的射频电流进行隔直处理;对第二支路上的电源电流进行滤波处理,并使第二支路相对于射频电流开路;将所述滤波处理后的电源电流汇入所述隔直处理后的射频电流;分离模块将所述汇合后的射频电流与电源电流分成第三支路与第四支路;对所述第三支路上的所述汇合后的射频电流与电源电流进行隔直处理后获得所述射频电流;对所述第四支路上的所述汇合后的射频电流与电源电流进行阻隔射频处理获得所述电源电流;将所述电源电流进行滤波处理。本发明提供的远程馈电装置能实现更低成本,更安全的目的。

Description

一种远程馈电装置
技术领域
本发明涉及一种馈电装置,尤其是指一种远程馈电装置。
背景技术
在目前的无线通信领域中,为了实现网络覆盖需要建造不同的无线网络,通常建造无线网络都是通过建设各种大大小小的无线基站来实现,如GSM、CDMA、WCDMA、TD-SCDMA、Wimax、Wlan、Zigbee等制式的信号都是采用建设各种大大小小的无线基站(BS)的方式来实现一定范围的覆盖。所述无线基站是属于无线电台站的一种形式,它可在有限的无线电覆盖区域中,通过无线通信交换中心,与用户终端之间进行信息传递。由于建立基站的成本较高,因此运营商为了降低成本,常常需要扩大每个无线基站(BS)的网络覆盖范围,以便能减少建设无线基站的数量。常用的扩大网络覆盖范围的方法是通过使用功率放大器。功率放大器可以将输入的射频信号放大后再经由室外的天线端发射出去,为了避免经功率放大器放大后的射频信号在传输过程中被射频线缆损耗,从而使得网络覆盖范围减小,因此功率放大器往往被安装在接近天线端的室外,但随之而来的也产生出一个问题。
由于功率放大器为有源器件,因此需要有电源给它提供电能,其获得电能的方式往往是通过一根长的电源线缆从基站处的电源接入,且接入到功率放大器的机箱外壳处时还需要经过连接器转接至功率放大器内部需要供电的元件。
如附图1所示,对于这种方法,从基站将电流传输至功率放大器端时,所需要的馈电装置除了需要一条射频线缆把射频信号输送到室外天线端的功率放大器外,还需要一条长的有一定强度与耐高低温度的电源线缆将电源电流输送到室外的天线端功率放大器,且电源电流还需要通过连接器才能送到功率放大器***的机箱内部。因此所述电源线缆与连接器不仅仅造成馈电装置的成本增加,安装上有所不便,而且电源电流需要通过连接器输送到机箱内部,进一步增加了成本,而且连接器设置在机箱外壳内外壁面之间,因此其与机箱外壳之间的连接会有一定的空隙,这给功率放大器***的防水、防雷、防烟雾带来了一定的隐患。
发明内容
本发明提供一种低成本,更安全的远程馈电装置。
本发明提供的一种远程馈电装置,包括:
合并模块,用于对第一支路上的射频电流进行隔直处理;用于对第二支路上的电源电流进行滤波处理,并使所述第二支路相对于所述射频电流开路;将所述滤波处理后的电源电流汇入所述隔直处理后的射频电流;
分离模块,用于将汇合后的射频电流与电源电流分成第三支路与第四支路;对第三支路上的所述汇合后的射频电流与电源电流进行隔直处理获得所述射频电流;对所述第四支路上的所述汇合后的射频电流与电源电流进行阻隔射频处理获得所述电源电流;将所述电源电流进行滤波处理。
优选地,所述合并模块包括:第一隔直单元、第一滤波单元,第一射频短路单元及第一阻抗变换器;其中所述第一隔直单元设于第一支路上;所述第一滤波单元、所述第一射频短路单元及所述第一阻抗变换器设于第二支路上,
所述第一隔直单元一端连接射频电流源;所述第一滤波单元连接电源,所述第一射频短路单元串接于所述第一滤波单元与所述第一阻抗变换器之间,所述第一阻抗变换器一端连接所述第一射频短路单元,另一端连接所述第一隔直单元的另一端;其中所述第一隔直单元用于对所述第一支路上的所述射频电流进行隔直处理;所述第一射频短路单元与所述第一阻抗变换器共同作用使所述第二支路相对于所述射频电流开路,
所述分离模块包括:第二隔直单元、第二阻抗变换器、第二射频短路单元及第二滤波单元;所述第二隔直单元设于所述第三支路;所述第二阻抗变换器、所述第二射频短路单元及所述第二滤波单元设于所述第四支路;其中所述第二阻抗变换器、所述第二射频短路单元及所述第二滤波单元依次串联;所述第二阻抗变换器一端连接所述第二射频短路单元,另一端连接所述第二隔直单元,
所述第二隔直单元用于对所述第三支路上的所述汇合后的射频电流和电源电流进行隔直处理获得所述射频电流,
所述第二阻抗变换器与所述第二射频短路单元用于共同作用对所述第四支路上所述汇合后的射频电流和电源电流进行阻隔射频处理获得所述电源电流。
本发明远程馈电装置是通过在合并模块将电源电流汇合至射频电流,作为一路输出电流输出,通过使用现有的射频线缆传输至接收端,再由分离模块将汇合后的电源电流与射频电流分离开,从而达到免于安装长的电源线缆与连接器,即可以节省成本,还可以避免安装的麻烦;且不必再为了安装连接器而需要功率放大器***的机箱外壳上开一个安装口,降低了功率放大器***受雨水、雷电、烟雾等的影响,使得安全性提高。
附图说明
附图1为现有的远程馈电方式原理框图;
附图2为本发明远程馈电的方法的流程图;
附图3为本发明远程馈电装置的逻辑框图;
附图4为本发明远程馈电装置的电路合并模块的逻辑框图;
附图5为本发明远程馈电装置的电路分离模块的逻辑框图。
具体实施方式
现有的无线网络覆盖***,常需使用功率放大器,且功率放大器常放置在离基站较远的室外,由于功率放大器为有源器件,因此需要为其供电。现有的常用的远程馈电装置,常常通过一根长的电源线缆传输电流,同时在接收端还需要增加连接器将电流传输至功率放大器,因此造成成本增加,且在功率放大器***的机箱上需开一个连接器的安装口,给放大器***的防水、防电、防烟雾带来了一定的隐患。因此本发明申请人经过缜密的思考后,找到了本发明的技术方案,通过将电源电流与射频电流汇合到一起,利用已有的射频线缆将汇合的电源电流与射频电流共同传输至功率放大器端,再在接收端将两者分离,从而得到所需要的电源电流及射频电流。本发明不需要增加额外的电源线缆以及连接器,因此降低了成本,同时不需要再在机箱上开连接器安装口,增加了功率放大器***的安全性。
请参见附图2,本发明提供的一种远程馈电的方法,包括:
发送端将第一支路上的射频电流进行隔直处理;对第二支路上的电源电流进行滤波处理,并使第二支路相对于射频电流开路;将所述滤波处理后的电源电流汇入所述隔直处理后的射频电流;
接收端将所述汇合后的射频电流与电源电流分成第三支路与第四支路;对第三支路上的所述汇合后的射频电流与电源电流进行隔直处理后获得所述射频电流;对所述第四支路上的所述汇合后的射频电流与电源电流进行阻隔射频处理获得所述电源电流;将所述电源电流进行滤波处理。
在执行步骤1时,发送端对第一支路上的射频电流的处理与第二支路上的电源电流的处理可以同时进行;所述发送端是指基站端,隔直处理为阻挡直流,通交流的过程,隔直处理即可对射频电流中可能夹杂的直流给阻隔掉,避免带入的直流影响欲将汇入的电源电流;在此需要说明的是,第二支路上的电源电流为直流电。隔直处理同时可以阻隔掉第二支路上的电源电流流向射频电流源,避免造成射频电流源端的设备损坏。此过程也是尽量避免射频电流对汇入的电源电流产生影响的方法。隔直处理后的射频信号中将不再包含可能夹杂的直流。
第二支路上电源电流将进行滤波处理,滤波处理可以消除电源电流中的纹波,众所周知,直流电中的纹波为一种常见的但又有害的波,它容易在设备中产生不期望的谐波,而谐波会产生较多的危害;同时纹波还可能降低电源的效率,较强的纹波甚至会造成浪涌电压或电流的产生,导致烧毁使用设备等;因此为了避免纹波对射频电流产生较大干扰或造成后面接收端功率放大器的损坏;因此对电源电流进行滤波处理,既可剔除杂波,又可将其中的纹波消除到最小程度。
同时为了将电源电流顺利的汇入至射频电路中,避免射频电流流向电源这边,需要使第二支路相对于射频电流开路,即射频电流不能流向电源,但是电源电流能正常的流向射频电流,优选的,此过程可通过使第二支路相对于射频电流呈现高阻态且射频短路而实现,保证了射频电流不能通过第二支路。因此可以极大的减小射频电流对电源电流的影响,经过上述处理后,将电源电流汇入至射频电流,汇合成一路输出信号输出给接收端。当然,使第二支路相对于射频电流开路还可以通过耦合的方法实现,或者还可以通过其他的一些手段实现。
执行步骤2时,接收端接收到输入的汇合后的电源电流与射频电流后,可将汇合后的电源电流与射频电流分成第三支路及第四支路进行处理,其中对第三支路上的汇合后的电源电流与射频电流进行隔直处理,阻隔掉其中的电源电流,获得所需的射频电流;同时对第四支路上的所述汇合后的射频电流与电源电流进行阻隔射频处理,获得所述电源电流,所述接收端是指位于室外的功率放大器***端,优选的,此过程也可通过使第四支路相对于射频电流呈高阻态且射频短路来实现,从而获得电源电流;在获得电源电流后,同样为了避免由射频信号可能带入的纹波对功率放大器或其他元件造成损坏,可再将电源电流进行滤波处理,获得消除纹波后的电源电流。
优选的,为了保护设备,使电源电流比较稳定,尤其是在雷雨天气,避免由于雷电电压使电源电流产生高电压,因此本发明发送端在对电源电流进行滤波后还将进行防雷保护处理,消除雷电电压;在接收端,同样的再获得电源电流之后也将进行防雷保护处理,消除掉可能有射频电流带入的雷电电压,再进行滤波处理。
本发明提供的远程馈电的方法,通过将电源电流汇入至射频电流,不需要再增加额外的电源线缆与连接器,充分利用已有的射频线缆同时传输电源电流与射频电流,从而降低了成本;而且由于不需要再在机箱上开连接器安装口,增加了功率放大器***的安全性。
为了更好的理解本发明的技术方案,本发明还提供与上述方法相对应的远程馈电装置。请参照附图3,所述远程馈电装置包括合并模块与分离模块。合并模块在发送端进行操作,分离模块在接收端进行操作。合并模块,可执行上述方法中对第一支路上的射频电流进行隔直处理;对第二支路上的电源电流进行滤波处理,并使所述第二支路相对于所述射频电流开路;将所述滤波处理后的电源电流汇入所述隔直处理后的射频电流;分离模块,可执行上述方法中将汇合后的射频电流与电源电流分成第三支路与第四支路;对第三支路上的所述汇合后的射频电流与电源电流进行隔直处理获得所述射频电流;对所述第四支路上的所述汇合后的射频电流与电源电流进行阻隔射频处理获得所述电源电流;将所述电源电流进行滤波处理。其具体的实现步骤可参见上述方法中的描述,在此将不再叙述。
优选的,所述合并模块与分离模块可具体的包括以下各单元,当然不排除通过其他具有类似功能的单元来实现本发明的可能,无论使用哪种类似功能的单元实现本发明,均属于本发明所公开的方案的范畴。
请参见附图4,所述合并模块包括:第一隔直单元、第一滤波单元,第一射频短路单元及第一阻抗变换器。
其中所述第一隔直单元设于第一支路上;所述第一滤波单元、所述第一射频短路单元及所述第一阻抗变换器设于第二支路上。
所述第一隔直单元一端连接射频电流源。
所述第一滤波单元连接电源,所述第一射频短路单元串接于所述第一滤波单元与所述第一阻抗变换器之间,所述第一阻抗变换器一端连接所述第一射频短路单元,另一端连接所述第一隔直单元的另一端;
优选的,所述第一隔直单元用于对所述第一支路上的所述射频电流进行隔直处理,其具体的实现方法可参见方法中隔直处理部分。
所述滤波单元用于对所述电源电流进行滤波处理,其处理过程也可参见上述方法中滤波处理的部分。
在此需要特别说明的是所述第一射频短路单元与所述第一阻抗变换器共同作用使所述第二支路相对于所述射频电流开路的部分,即射频电流不能流过第二支路。所述射频短路单元与所述阻抗变换器可实现对射频电流的短路与对射频电流的高阻抗。优选的,为达到高阻抗的特性本发明中所述阻抗变换器选用一段长度为1/4波长或其奇数倍的微带线,波长是指射频信号的波长,选取长度为1/4波长或其奇数倍的原因在于,1/4波长或其奇数倍的传输线有其特殊性。我们知道,传输线的输入阻抗与其长度有关,假设传输线的长度为l,相位常数为α,特性阻抗为Zc,负载为Z0,则该传输线的输入阻抗为:
Figure GSB00000601063700071
首先由于设有射频短路单元是射频电流短路,相当于负载为0,即Z0=0,当
Figure GSB00000601063700072
时,
Figure GSB00000601063700073
tgα=∞,即传输线相对于射频的输入阻抗为∞。因此根据上述公式可知,所述第一阻抗器与所述第一射频短路单元可使得所述射频电路开路。当然,还可以将第一阻抗变换器与第一射频短路单元换成耦合器,使用耦合器来实现使所述第二支路相对于所述射频电流开路;或者还可以通过其他一些单元来替换。
请参见附图5,所述分离模块包括:第二隔直单元、第二阻抗变换器、第二射频短路单元及第二滤波单元。
其中所述第二隔直单元设于所述第三支路;所述第二阻抗变换器、所述第二射频短路单元及所述第二滤波单元设于所述第四支路;其中所述第二阻抗变换器、所述第二射频短路单元及所述第二滤波单元依次串联;所述第二阻抗变换器一端连接所述第二射频短路单元,另一端连接所述第二隔直单元。
所述第二隔直单元用于对所述第三支路上的所述汇合后的电源电流和射频电流进行隔直处理获得所述射频电流;所述第二隔直单元与所述第一隔直单元的工作原理相同,其具体实现方法均可参见上述方法中隔直处理的部分。
所述第二阻抗变换器与所述第二射频短路单元用于共同作用对所述第四支路上所述汇合后的电源电流和射频电流进行阻隔射频处理获得所述电源电流;所述第二阻抗变换器与所述第二射频短路单元的工作原理与所述第一阻抗变换器及所述第一射频短路单元的工作原理相同,优选的,所述第二阻抗变换器也可选用长度为1/4波长或其奇数倍的微带线。其达到的效果与上述第一阻抗变换器的效果相同。
由于汇合后的电源电流与射频电流中可能存在由射频电流带入的纹波或其他的杂波,因此再获得电源电流后,还将由所述第二滤波单元用于对所述电源电流进行滤波,保证提供给后面的设备时不会对设备造成损坏。
优选的,为了防止雷电电压对电路的影响,在本发明远程馈电装置中还加入了防雷保护装置,防雷保护装置设于第一滤波单元与第一射频短路单元之间,或第二滤波单元与所述第二射频短路单元之间;防雷保护装置可用于消除合并模块中电源电流中由于雷电电压等引起的异常,或者在分离模块中由射频电流由于雷电电压引起的异常,进一步保障了获得的电源电流的使用安全性。
以上所述的本发明实施方式,并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (3)

1.一种远程馈电装置,其特征在于,包括:
合并模块,用于对第一支路上的射频电流进行隔直处理;用于对第二支路上的电源电流进行滤波处理,并使所述第二支路相对于所述射频电流开路;将所述滤波处理后的电源电流汇入所述隔直处理后的射频电流;
分离模块,用于将汇合后的射频电流与电源电流分成第三支路与第四支路;对所述第三支路上的所述汇合后的射频电流与电源电流进行隔直处理获得所述射频电流;对所述第四支路上的所述汇合后的射频电流与电源电流进行阻隔射频处理获得所述电源电流;将所述电源电流进行滤波处理,
所述合并模块包括:第一隔直单元、第一滤波单元,第一射频短路单元及第一阻抗变换器;其中所述第一隔直单元设于第一支路上;所述第一滤波单元、所述第一射频短路单元及所述第一阻抗变换器设于第二支路上,
所述第一隔直单元一端连接射频电流源;所述第一滤波单元连接电源,所述第一射频短路单元串接于所述第一滤波单元与所述第一阻抗变换器之间,所述第一阻抗变换器一端连接所述第一射频短路单元,另一端连接所述第一隔直单元的另一端;其中所述第一隔直单元用于对所述第一支路上的所述射频电流进行隔直处理;所述第一射频短路单元与所述第一阻抗变换器共同作用使所述第二支路相对于所述射频电流开路,
所述分离模块包括:第二隔直单元、第二阻抗变换器、第二射频短路单元及第二滤波单元;所述第二隔直单元设于所述第三支路;所述第二阻抗变换器、所述第二射频短路单元及所述第二滤波单元设于所述第四支路;其中所述第二阻抗变换器、所述第二射频短路单元及所述第二滤波单元依次串联;所述第二阻抗变换器一端连接所述第二射频短路单元,另一端连接所述第二隔直单元,
所述第二隔直单元用于对所述第三支路上的所述汇合后的射频电流和电源电流进行隔直处理获得所述射频电流, 
所述第二阻抗变换器与所述第二射频短路单元用于共同作用对所述第四支路上所述汇合后的射频电流和电源电流进行阻隔射频处理获得所述电源电流。
2.如权利要求1所述的一种远程馈电装置,其特征在于:所述合并模块及所述分离模块还用于对所述电源电流进行防雷保护处理;
所述第二滤波单元用于对所述电源电流滤波。
3.如权利要求1所述的一种远程馈电装置,其特征在于:所述第一阻抗变换器与所述第二阻抗变换器为一段长度为λ/4或λ/4奇数倍的微带线,其中λ为射频信号的波长。 
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