CN216904292U - 有源天线防雷电路、天线防雷器及通讯设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种有源天线防雷电路、天线防雷器及通讯设备，有源天线防雷电路包括天线接口、GPS模块射频接口、隔离单元、过电压保护单元和浪涌保护单元；隔离单元的一端连接与天线接口，隔离单元的另一端连接GPS模块射频接口，隔离单元用于隔离雷电信号；隔离单元包括并联连接的电容隔离单元和电感隔离单元，过电压保护单元和浪涌保护单元分别与电感隔离单元连接，过电压保护单元用于泄放雷电电压，浪涌保护单元用于吸收雷电的浪涌电流。本申请所提供的有源天线防雷电路可解决由天线引入雷击的过电压导致各元器件损坏的问题，提高了天线使用的安全性。

Description

有源天线防雷电路、天线防雷器及通讯设备

技术领域

本申请涉及有源天线技术领域，具体而言，涉及一种有源天线防雷电路、天线防雷器及通讯设备。

背景技术

GPS、北斗等卫星单元在基站通信、电力***、航运等领域应用广泛，GPS、北斗等卫星单元可以提供时钟同步和坐标定位等一些列信息。但是，GPS、北斗等卫星单元在使用过程中需要增加天线单元，通常有源天线因为增益大、效果好，且可以实现较高灵敏度的卫星同步，因此应用广泛。但是室外的天线容易受到雷击干扰，造成元器件损坏的问题，因此，如何在天线的实际部署过程中较好地增加防雷设计，避免遭受雷击损害是亟需解决的问题。

实用新型内容

本申请实施例提供一种有源天线防雷电路，包括：天线接口、GPS模块射频接口、隔离单元、过电压保护单元和浪涌保护单元；

所述隔离单元的一端连接与所述天线接口，所述隔离单元的另一端连接所述GPS模块射频接口，所述隔离单元用于隔离雷电信号；

所述隔离单元包括并联连接的电容隔离单元和电感隔离单元，所述过电压保护单元和所述浪涌保护单元分别与所述电感隔离单元连接，所述过电压保护单元用于泄放雷电电压，所述浪涌保护单元用于吸收雷电的浪涌电流。

在一种实施方式中，所述电感隔离单元包括第一电感、第二电感以及二极管；

所述二极管的阴极与所述第一电感连接，所述二极管的阳极与所述第二电感连接；

所述第一电感连接所述天线接口，所述第二电感连接所述GPS模块射频接口。

在一种实施方式中，所述电容隔离单元为电容，所述电容的一端连接所述天线接口，所述电容的另一端连接所述GPS模块射频接口。

在一种实施方式中，所述过电压保护单元为气体放电管，所述气体放电管的一端连接所述电感隔离单元，所述气体放电管的另一端接地。

在一种实施方式中，所述浪涌保护单元为双向瞬态二极管，所述双向瞬态二极管的一端连接所述电感隔离单元，所述双向瞬态二极管的另一端接地。

在一种实施方式中，所述第一电感和所述第二电感分别选用电感值为纳亨级别的电感。

在一种实施方式中，所述气体放电管选用10KA类型的陶瓷气体放电管。

本申请实施例提供一种天线防雷器，包括：上述的有源天线防雷电路、天线和GPS模块；所述天线连接所述有源天线防雷电路的天线接口，所述GPS模块连接所述有源天线防雷电路的GPS模块射频接口。

本申请实施例还提供一种通讯设备，包括上述的天线防雷器。

在一种实施方式中，所述通讯设备为小型基站。

本申请的实施例具有如下有益效果：

本申请实施例提供一种有源天线防雷电路，包括天线接口、GPS模块射频接口、隔离单元、过电压保护单元和浪涌保护单元；隔离单元的一端连接与天线接口，隔离单元的另一端连接GPS模块射频接口，隔离单元用于隔离雷电信号；隔离单元包括并联连接的电容隔离单元和电感隔离单元，过电压保护单元和浪涌保护单元分别与电感隔离单元连接，过电压保护单元用于泄放雷电电压，浪涌保护单元用于吸收雷电的浪涌电流。本申请所提供的有源天线防雷电路可解决由天线引入雷击的过电压导致各元器件损坏的问题，提高了天线使用的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例中的有源天线防雷电路的一种结构示意图；

图2为本申请实施例中的有源天线防雷电路的另一种结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在下文中，可在本申请的各种实施例中使用的术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本申请的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本申请的各种实施例中被清楚地限定。

图1为本申请实施例提供的有源天线防雷电路的一种结构示意图。

示范性地，该有源天线防雷电路包括天线接口100(Antenna)、GPS模块射频接口200、隔离单元300、过电压保护单元400和浪涌保护单元500。其中，隔离单元300的一端连接与天线接口100，隔离单元300的另一端连接GPS模块射频接口200，隔离单元300用于隔离雷电信号；隔离单元300包括并联连接的电容隔离单元310和电感隔离单元320，过电压保护单元400和浪涌保护单元500分别与电感隔离单元320连接，过电压保护单元400用于泄放雷电电压，浪涌保护单元500用于吸收雷电的浪涌电流。其中，天线接口100用于连接天线，GPS模块射频接口用于连接GPS模块。

请参照图2，本实施例中的电感隔离单元320包括第一电感L1、第二电感L2以及二极管D1；二极管D1的阴极与第一电感L1连接，二极管D1的阳极与第二电感L2连接；第一电感L1连接天线接口100，第二电感L2连接GPS模块射频接口200。

例如，二极管D1可选用型号为JECR0302SC的二极管。示范性地，第一电感L1和第二电感L2可分别选用电感值为纳亨级别的电感。可以理解，有源GPS天线的供电电压可以通过第二电感L2、二极管D1、第一电感L1流入天线接口100连接的有源GPS天线，实现对有源GPS天线的供电。

示范性地，本实施例中的电容隔离单元310为电容C1，其中，电容C1的一端连接天线接口100，电容C1的另一端连接GPS模块射频接口200。其中，电容C1可选用耐高压、容量大的陶瓷电容，如电压2KV耐压、容量150PF、尺寸1206封装的陶瓷电容等。

示范性地，本实施例中的过电压保护单元400为气体放电管GDT1，气体放电管GDT1的一端连接电感隔离单元320，气体放电管GDT1的另一端接地。例如，气体放电管GDT1可选用10KA、20KA类型的陶瓷气体放电管，或可选用型号规格为J10G091M2SH的气体放电管，气体放电管GDT1可泄放雷电瞬时过电流和限制过电压。

示范性地，浪涌保护单元500为双向瞬态二极管TVS1，双向瞬态二极管TVS1的一端连接所述电感隔离单元，双向瞬态二极管TVS1的另一端接地。其中，双向瞬态二极管TVS1可选用型号规格为SMDJ6.5CA的瞬态二极管；当双向瞬态二极管TVS1的两极受到反向瞬态高能量冲击(雷电冲击)时，它能以10的负12次方秒量级的速度，将其两极间的高阻抗变为低阻抗，吸收高达数千瓦的浪涌功率，使两极间的电压箝位于一个预定值，有效地保护电子线路中的精密元器件，免受各种浪涌脉冲的损坏。

在本实施例中，二极管D1一方面可隔离雷电信号，10KA类型的气体放电管GDT1的动作电压为130V，当电压低于130V时，气体放电管GDT1不动作，此时电压将沿着二极管D1、第二电感L2流入GPS模块射频接口200；而当电压大于等于130V时，较高的电压(130V)会造成GPS模块损坏。尤其是当前GPS模块的集成度更高，工作电压较低，并且自身不带有防护性能时，容易损坏，而二极管D1可隔离该电压信号，使其无法经过第二电感L2导入到GPS模块射频接口200上，进而实现对连接GPS模块射频接口200的GPS模块的保护；另一方面，二极管D1可导通有源GPS天线的供电电压，使其对连接天线接口100的有源GPS天线进行供电。

在实际应用过程中，天线接口100和GPS模块射频接口200之间的阻抗需要进行射频匹配，电路中的气体放电管GDT1和双向瞬态二极管TVS1本身会产生体电容和寄生电容，而体电容和寄生电容会对GPS射频信号(1.57Ghz)造成影响，导致驻波比较高，因此会改变电路的射频匹配效果；而在本实施例中，第一电感L1和第二电感L2可隔离气体放电管GDT1和双向瞬态二极管TVS1所产生的体电容和寄生电容，使其不会对电路的射频匹配造成影响。

本申请实施例还提供一种天线防雷器，该天线防雷器包括上述实施例中的有源天线防雷电路、天线和GPS模块，天线连接有源天线防雷电路的天线接口100，GPS模块连接有源天线防雷电路的GPS模块射频接口200。

本申请实施例还提供一种通讯设备，该通讯设备包括上述实施例的天线防雷器。在一种可行的实施方式中，该通讯设备为小型基站。

本申请实施例所提供的有源天线防雷电路包括天线接口、GPS模块射频接口、隔离单元、过电压保护单元和浪涌保护单元；隔离单元的一端连接与天线接口，隔离单元的另一端连接GPS模块射频接口，隔离单元用于隔离雷电信号；隔离单元包括并联连接的电容隔离单元和电感隔离单元，过电压保护单元和浪涌保护单元分别与电感隔离单元连接，过电压保护单元用于泄放雷电电压，浪涌保护单元用于吸收雷电的浪涌电流。本申请所提供的有源天线防雷电路可解决由天线引入雷击的过电压导致各元器件损坏的问题，提高了天线使用的安全性。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种有源天线防雷电路，其特征在于，包括：天线接口、GPS模块射频接口、隔离单元、过电压保护单元和浪涌保护单元；

所述隔离单元的一端连接与所述天线接口，所述隔离单元的另一端连接所述GPS模块射频接口，所述隔离单元用于隔离雷电信号；

所述隔离单元包括并联连接的电容隔离单元和电感隔离单元，所述过电压保护单元和所述浪涌保护单元分别与所述电感隔离单元连接，所述过电压保护单元用于泄放雷电电压，所述浪涌保护单元用于吸收雷电的浪涌电流。

2.根据权利要求1所述的有源天线防雷电路，其特征在于，所述电感隔离单元包括第一电感、第二电感以及二极管；

所述二极管的阴极与所述第一电感连接，所述二极管的阳极与所述第二电感连接；

所述第一电感连接所述天线接口，所述第二电感连接所述GPS模块射频接口。

3.根据权利要求1所述的有源天线防雷电路，其特征在于，所述电容隔离单元为电容，所述电容的一端连接所述天线接口，所述电容的另一端连接所述GPS模块射频接口。

4.根据权利要求1所述的有源天线防雷电路，其特征在于，所述过电压保护单元为气体放电管，所述气体放电管的一端连接所述电感隔离单元，所述气体放电管的另一端接地。

5.根据权利要求1所述的有源天线防雷电路，其特征在于，所述浪涌保护单元为双向瞬态二极管，所述双向瞬态二极管的一端连接所述电感隔离单元，所述双向瞬态二极管的另一端接地。

6.根据权利要求2所述的有源天线防雷电路，其特征在于，所述第一电感和所述第二电感分别选用电感值为纳亨级别的电感。

7.根据权利要求4所述的有源天线防雷电路，其特征在于，所述气体放电管选用10KA类型的陶瓷气体放电管。

8.一种天线防雷器，其特征在于，包括：权利要求1-7中任一项所述的有源天线防雷电路、天线和GPS模块；所述天线连接所述有源天线防雷电路的天线接口，所述GPS模块连接所述有源天线防雷电路的GPS模块射频接口。

9.一种通讯设备，其特征在于，包括权利要求8所述的天线防雷器。

10.根据权利要求9所述的通讯设备，其特征在于，所述通讯设备为小型基站。

Images