CN103401080A - 移动通信有源天线及其构成的分布式天线*** - Google Patents

移动通信有源天线及其构成的分布式天线*** Download PDF

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刘伟
袁知明
张复生
王琳
郭晓宏
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Abstract

本发明公开了一种移动通信有源天线及其构成的分布式天线***，主要解决了现有技术中存在的由于DAS***大都采用无源天线，导致功率损耗较大，且应用效果随着覆盖范围的增加而下降，不利于推广应用的问题。该移动通信有源天线包括沿顺时针方向连接为环状结构的第一双工器、下行放大模块、下行滤波模块、下行功放模块、第二双工器、上行低噪放大模块、上行滤波模块、上行功放模块。通过上述方案，本发明达到了功耗较小、且覆盖范围更广的目的，具有很高的实用价值和推广价值。

Description

移动通信有源天线及其构成的分布式天线***
技术领域
本发明涉及一种有源天线，具体地说，是涉及一种移动通信有源天线及其构成的分布式天线***。
背景技术
分布式天线***(DAS: Distributed Antenna System)是一种由分布于某个建筑物内、专门用于提供无线室内覆盖的多个天线组成的网络。
DAS***与其它的***相比拥有很多优势，如：DAS***的初期投入较低，可靠性更高；随着3G时代的到来，作为一种宽带***，DAS解决方案非常适合多运营商和多业务***使用，其中包括所有类型的无线业务，如集群移动通信***、蜂窝***和速率高达2.5GHz的无线局域网(WLAN)等；由于对于不同的建筑物，每个区域对于无线宽带的覆盖要求有所不同，DAS***方案能够根据不同建筑的覆盖要求分别对不同的***进行分区域的覆盖，避免了大规模无选择性覆盖对于***和功率的损耗，因此，现有大多数复杂的室内覆盖***都采用DAS解决方案。然而，传统的DAS***大都采用无源天线，导致功率损耗较大，且应用效果随着覆盖范围的增加而下降，因而大大影响了其推广应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种移动通信有源天线及其构成的分布式天线***，主要解决现有技术中存在的由于DAS***大都采用无源天线，导致功率损耗较大，且应用效果随着覆盖范围的增加而下降，不利于推广应用的问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
移动通信有源天线，包括电源模块和壳体，还包括均设置在壳体内的第一双工器，输入端与第一双工器相连的下行放大模块，输入端与下行放大模块相连的下行滤波模块，输入端与下行滤波模块相连的下行功放模块，输入端与下行功放模块相连、且输出端连接有上行低噪放大模块的第二双工器，输入端与上行低噪放大模块相连的上行滤波模块，输入端与上行滤波模块相连、且输出端与第一双工器相连的上行功放模块，所述下行放大模块、上行功放模块、下行功放模块和上行低噪放大模块均与电源模块相连，所述第二双工器双向连接有天线阵列。
具体地说，所述天线阵列包括与第二双工器双向连接的激励单元和与激励单元相连的辐射单元。
进一步地，所述壳体包括金属腔体和与金属腔体相接的塑料腔体，所述第一双工器、下行放大模块、下行滤波模块、下行功放模块、上行低噪放大模块、上行滤波模块、上行功放模块和第二双工器均安装于金属腔体内，所述激励单元和辐射单元均安装于塑料腔体内，所述金属腔体和塑料腔体之间设置有一通孔，所述第二双工器和激励单元通过设置于该通孔内的连接电路相连。
基于上述移动通信有源天线，本发明还公开了一种由其构成的分布式天线***，包括两个以上上述移动通信有源天线，与移动通信有源天线相连的一个以上功分器，所述一个以上功分器均与移动通信基站相连。上述与移动通信有源天线相连的一个以上功分器指当移动通信有源天线为多个时，为了确保信号的充分覆盖和稳定性，相应的功分器也为多个，且各功分器分别连接1~3各移动通信有源天线。
作为优选，所述功分器与移动通信基站之间，以及功分器与移动通信有源天线之间均通过射频电缆相连。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
（1）本发明中，摒弃了现有技术中采用无源天线进行信号传递的方式，采用有源天线进行信号传递，这样的方式弥补了***射频电缆和功分器带来的损耗，并可以将信号放大到需要的功率等级，以此大大提高了基站信号的利用率、信号接收灵敏度和天线的覆盖范围，更符合实际需求。 
（2）本发明组网简单、实施方便，适用于GSM、CDMA、WCDMA、DCS、TD-SCDMA、TD-LTE和FDD-LTE中的一种制式或者多种制式的组合，适用范围较广，适合大规模推广应用。
（3）本发明中设置有壳体，且天线阵列安装于塑料材质的腔体内、天线电路安装于金属材质的腔体内，因而既能确保使用时不会影响天线信号的传递和干扰，又能对天线核心结构进行有效的遮挡和保护，设计十分巧妙。
（4）本发明中，只需使用一个电源模块便能实现对所有器件模块的供电，且各器件模块均通过射频电缆相连，因而安装更为方便，更易于实施和维护。
附图说明
图1为本发明中移动通信有源天线的***框图。
图2为本发明中移动通信有源天线的结构示意图。
图3为本发明中分布式天线***的***框图。
图4为本发明-实施例中双通道移动通信有源天线的***框图。
上述附图中，附图标记对应的部件名称如下：
1-金属腔体，2-塑料腔体，3-通孔，4-盖板。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。
实施例
如图1所示，本发明公开了一种适用于分布式天线***、能有效减小***的功率损耗、提高覆盖范围的移动通信有源天线，该有源天线包括电源模块，以及沿顺时针方向连接为环状结构，即前者的输出端与后者的输入端相连的第一双工器、下行放大模块、下行滤波模块、下行功放模块、第二双工器、上行低噪放大模块、上行滤波模块和上行功放模块，所述上行功放模块的输出端与第一双工器相连，所述下行放大模块、上行功放模块、下行功放模块和上行低噪放大模块均与电源模块相连，由电源模块对其统一供电，所述第二双工器双向连接有由激励单元和与激励单元相连的辐射单元构成的天线阵列。
本发明中移动通信有源天线的工作原理如下：
来自移动通信基站的下行信号经过第一双工器后由下行放大模块放大，放大后的信号经过下行滤波模块进行滤波处理，然后经过下行功放模块进行功率放大，功率放大后的下行信号经过第二双工器及天线阵列发射出去，完成信号覆盖；
来自移动终端，如手机等的上行信号通过天线阵列接收，经过第二双工器后由上行低噪放大模块放大，放大后的信号经过上行滤波模块进行滤波处理，然后经过上行功放模块进行功率放大，功率放大后的上行信号经过第一双工器传输到移动通信基站进行处理。
考虑到使用时的美观性，以及性能的稳定性，如图2所示，本发明中还公开了一种适用于本移动通信有源天线的壳体，该壳体包括密封的塑料腔体2和与塑料腔体2相接的密封的金属腔体1，塑料腔体2和金属腔体1相接处设置有一连通二者的通孔3。其中，第一双工器、下行放大模块、下行滤波模块、下行功放模块、上行低噪放大模块、上行滤波模块、上行功放模块和第二双工器均安装于金属腔体1内，激励单元和辐射单元均安装于塑料腔体2内，第二双工器和激励单元通过设置于该通孔3内的连接电路相连，该连接电路只要能实现第二双工器和激励单元间的信号传递便可，由于该种连接电路较为常见，因而在此便不作更多说明。
考虑到后期检修的便利性，以及该有源天线的核心部分安装于金属腔体1内的实际情况，本发明中优选将金属腔体1设置为由安装腔体和盖板4构成的密封腔，因而在使用时，只需关闭盖板4便能形成一密封结构，在后期维修时，只需开启盖板4便可实现对相应电路的检修，使用十分方便。
如图3所示，本发明中还公开了一种由上述移动通信有源天线构成的分布式天线***，该移动通信有源天线所适用的***包括但不限于此分布式天线***，该分布式天线***包括通过射频电缆与移动通信基站相连的功分器，与功分器相连的上述移动通信有源天线（简称有源天线）。
该分布式天线***的工作原理如下：
移动通信基站下行信号通过射频电缆和功分器被分配到需要覆盖的区域，由有源天线放大并发射，反之，移动设备，如手机等的上行信同样通过有源天线接收并放大，放大后的上行信号通过射频电缆和功分器到达移动通信基站，进而实现信号交互。根据覆盖范围的需要，可以在***中接N个有源天线进行信号覆盖，（N可以是1路，也可以是多路，根据实际信号覆盖面积要求确定，如图3所示，本实施例中的N为5路），根据有源天线数量的不同，也可以相应地设置多个功分器，以确保信号的稳定覆盖，如图3所示，本实施例中的功分器为3个。
当需要使用到多个有源天线时，就构成了多通道有源天线，在多通道有源天线中，电源模块仍为一个，即整个天线***中均只有一个电源模块进行供电，因而安装维护十分方便，如图4所示，本实施例中给出了双通道有源天线的***图，两个有源天线的结构相同，且共用一个电源模块，该电源模块分别与下行放大模块、上行功放模块、下行功放模块和上行低噪放大模块相连，为两个有源天线供电。
相应地，在多通道有源天线中，塑料腔体2和金属腔体1相接处设置有与有源天线个数相同的连通二者的通孔3，每个通道单独有一个连接电路通过通孔3将双工器与激励单元相连。
按照上述实施例，便可很好地实现本发明。

Claims (5)

1.移动通信有源天线，包括电源模块和壳体，其特征在于，还包括均设置在壳体内的第一双工器，输入端与第一双工器相连的下行放大模块，输入端与下行放大模块相连的下行滤波模块，输入端与下行滤波模块相连的下行功放模块，输入端与下行功放模块相连、且输出端连接有上行低噪放大模块的第二双工器，输入端与上行低噪放大模块相连的上行滤波模块，输入端与上行滤波模块相连、且输出端与第一双工器相连的上行功放模块，所述下行放大模块、上行功放模块、下行功放模块和上行低噪放大模块均与电源模块相连，所述第二双工器双向连接有天线阵列。
2.根据权利要求1所述的移动通信有源天线，其特征在于，所述天线阵列包括与第二双工器双向连接的激励单元和与激励单元相连的辐射单元。
3.根据权利要求2所述的移动通信有源天线，其特征在于，所述壳体包括金属腔体（1）和与金属腔体（1）相接的塑料腔体（2），所述第一双工器、下行放大模块、下行滤波模块、下行功放模块、上行低噪放大模块、上行滤波模块、上行功放模块和第二双工器均安装于金属腔体（1）内，所述激励单元和辐射单元均安装于塑料腔体（2）内，所述金属腔体（1）和塑料腔体（2）之间设置有一通孔（3），所述第二双工器和激励单元通过设置于该通孔内的连接电路相连。
4.分布式天线***，其特征在于，包括两个以上权利要求1~3任意一项所述的移动通信有源天线，与移动通信有源天线相连的一个以上功分器，所述一个以上功分器均与移动通信基站相连。
5.根据权利要求4所述的分布式天线***，其特征在于，所述功分器与移动通信基站之间，以及功分器与移动通信有源天线之间均通过射频电缆相连。
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