全文摘要
本实用新型公开了一种基于多本振射频捷变收发器的低功耗直放站，包括射频信号隔离器、下行天线、上行天线、信号处理电路及多本振射频捷变收发器；所述多本振射频捷变收发器内部设有至少4个用于产生独立频点的本振压控振荡器，外部设有至少2对与所述本振压控振荡器电连接的接收端口和发射端口；工作时：所述多本振射频捷变收发器接收端口经所述信号处理电路连接至所述射频信号隔离器以同时接收上行独立频点信号和下行独立频点信号；其发射端口经所述信号处理电路连接至所述射频信号隔离器以同时发射上行独立频点信号和下行独立频点信号，从而减少元器件，简化电路布线，减小直放站的体积和功耗，方便后期维护，提高生产效率和降低生产成本。
主设计要求
1.一种基于多本振射频捷变收发器的低功耗直放站，其特征在于，包括用于隔离发射信号和接收信号的射频信号隔离器、与所述射频信号隔离器均信号连接的用于接收基站信号的下行天线和用于将信号发送至基站的上行天线、与所述射频信号隔离器连接的信号处理电路及与所述信号处理电路连接的多本振射频捷变收发器；其中：所述多本振射频捷变收发器，其内部设有至少4个用于产生独立频点的本振压控振荡器，其外部设有至少2对与所述本振压控振荡器电连接的接收端口和发射端口；工作时：所述多本振射频捷变收发器，其接收端口经所述信号处理电路连接至所述射频信号隔离器以同时接收上行独立频点信号和下行独立频点信号；其发射端口经所述信号处理电路连接至所述射频信号隔离器以同时发射上行独立频点信号和下行独立频点信号。
设计方案
1.一种基于多本振射频捷变收发器的低功耗直放站，其特征在于，包括用于隔离发射信号和接收信号的射频信号隔离器、与所述射频信号隔离器均信号连接的用于接收基站信号的下行天线和用于将信号发送至基站的上行天线、与所述射频信号隔离器连接的信号处理电路及与所述信号处理电路连接的多本振射频捷变收发器；其中：所述多本振射频捷变收发器，其内部设有至少4个用于产生独立频点的本振压控振荡器，其外部设有至少2对与所述本振压控振荡器电连接的接收端口和发射端口；工作时：所述多本振射频捷变收发器，其接收端口经所述信号处理电路连接至所述射频信号隔离器以同时接收上行独立频点信号和下行独立频点信号；其发射端口经所述信号处理电路连接至所述射频信号隔离器以同时发射上行独立频点信号和下行独立频点信号。
2.如权利要求1所述的基于多本振射频捷变收发器的低功耗直放站，其特征在于，所述多本振射频捷变收发器，其内部设有彼此电连接的第一接收本振压控振荡器、第二接收本振压控振荡器、第一发射本振压控振荡器及第二发射本振压控振荡器；其外部设有相互独立的下行接收端口、上行接收端口、下行发射端口及上行发射端口；其中，所述第一接收本振压控振荡器输出端经下行接收通道混频器连接至所述下行接收端口以产生下行接收频点信号；所述第二接收本振压控振荡器输出端经上行接收通道混频器连接至所述上行接收端口以产生上行接收频点信号；所述第一发射本振压控振荡器输出端经下行发射通道混频器连接至所述下行发射端口以产生下行发射频点信号；所述第二发射本振压控振荡器输出端经上行发射通道混频器连接至所述上行发射端口以产生上行发射频点信号。
3.如权利要求1或2所述的基于多本振射频捷变收发器的低功耗直放站，其特征在于，所述多本振射频捷变收发器，其频率范围为70MHz～6GHz。
4.如权利要求1所述的基于多本振射频捷变收发器的低功耗直放站，其特征在于，所述信号处理电路包括彼此电连接的接收信号处理电路和发射信号处理电路；其中，所述接收信号处理电路，其输入端与所述射频信号隔离器输出端连接，其输出端与所述本振压控振荡器接收端口连接，以对所述射频信号隔离器输出信号进行处理并输出至所述本振压控振荡器接收端口；所述发射信号处理电路，其输入端与所述本振压控振荡器发射端口连接，其输出端与所述射频信号隔离器输入端连接，以对所述本振压控振荡器发射端口输出的信号进行处理并发送至所述射频信号隔离器。
5.如权利要求4所述的基于多本振射频捷变收发器的低功耗直放站，其特征在于，所述接收信号处理电路为依次串接的低噪声放大器、数字衰减器及接收滤波器。
6.如权利要求4所述的基于多本振射频捷变收发器的低功耗直放站，其特征在于，所述发射信号处理电路为依次串接的发射滤波器及功率放大器。
7.如权利要求1所述的基于多本振射频捷变收发器的低功耗直放站，其特征在于，还包括数字信号处理系统，所述数字信号处理系统与所述多本振射频捷变收发器信号连接。
8.如权利要求7所述的基于多本振射频捷变收发器的低功耗直放站，其特征在于，所述数字信号处理系统包括与所述多本振射频捷变收发器信号连接的用于对所述多本振射频捷变收发器进行信号处理的可编程逻辑器件及与所述可编程逻辑器件信号连接的用于对所述多本振射频捷变收发器进行参数配置的单片机。
9.如权利要求8所述的基于多本振射频捷变收发器的低功耗直放站，其特征在于，所述可编程逻辑器件为FPGA芯片。
10.如权利要求1所述的基于多本振射频捷变收发器的低功耗直放站，其特征在于，所述射频信号隔离器为射频双工器或射频开关。
设计说明书
技术领域
本实用新型属于无线通信技术领域，更具体地，涉及一种基于多本振射频捷变收发器的低功耗直放站。
背景技术
直放站作为一种无线信号中继产品，其与基站相比，具有结构简单、投资较少和安装方便等优点，能够快速解决室内覆盖等问题，因此被广泛用于难于覆盖的盲区和弱区，如商场、宾馆、机场、码头、车站、体育馆、娱乐厅、地铁、隧道、高速公路、海岛等各种场所，以用于提高通信质量，解决掉话等问题。
传统直放站包含多种元器件，例如天线、射频双工器、低噪声放大器、混频器、电调衰减器、滤波器、功率放大器等，从而增加电路板设计的复杂度，提高生产成本，且使得直放站的功耗相当高，维护难道高，元器件之间的布线越复杂，信号的噪声干扰越严重，影响信号质量。此外，传统直放站的电路架构采用分立的射频和数字器件构建，功耗高，成本高，调试难度大。而且在信号带宽改变、频率转移等情况下，需要重新匹配射频链路，工程维护成本高。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种基于多本振射频捷变收发器的低功耗直放站，其目的在于通过多本振射频捷变收发器实现上下行两个频点同时收发，由此解决现有技术采用分立的射频和数字器件构建、功耗高、成本高、调试难度大的技术问题。
为实现上述目的，按照本实用新型的一个方面，提供了一种基于多本振射频捷变收发器的低功耗直放站，其特征在于，包括用于隔离发射信号和接收信号的射频信号隔离器、与所述射频信号隔离器均信号连接的用于接收基站信号的下行天线和用于将信号发送至基站的上行天线、与所述射频信号隔离器连接的信号处理电路及与所述信号处理电路连接的多本振射频捷变收发器；其中：所述多本振射频捷变收发器，其内部设有至少4个用于产生独立频点的本振压控振荡器，其外部设有至少2对与所述本振压控振荡器电连接的接收端口和发射端口；工作时：所述多本振射频捷变收发器，其接收端口经所述信号处理电路连接至所述射频信号隔离器以同时接收上行独立频点信号和下行独立频点信号；其发射端口经所述信号处理电路连接至所述射频信号隔离器以同时发射上行独立频点信号和下行独立频点信号。
优选地，所述的基于多本振射频捷变收发器的低功耗直放站，其多本振射频捷变收发器，其内部设有彼此电连接的第一接收本振压控振荡器、第二接收本振压控振荡器、第一发射本振压控振荡器及第二发射本振压控振荡器；其外部设有相互独立的下行接收端口、上行接收端口、下行发射端口及上行发射端口；其中，所述第一接收本振压控振荡器输出端经下行接收通道混频器连接至所述下行接收端口以产生下行接收频点信号；所述第二接收本振压控振荡器输出端经上行接收通道混频器连接至所述上行接收端口以产生上行接收频点信号；所述第一发射本振压控振荡器输出端经下行发射通道混频器连接至所述下行发射端口以产生下行发射频点信号；所述第二发射本振压控振荡器输出端经上行发射通道混频器连接至所述上行发射端口以产生上行发射频点信号。
优选地，所述的基于多本振射频捷变收发器的低功耗直放站，其多本振射频捷变收发器，其频率范围为70MHz～6GHz。
优选地，所述的基于多本振射频捷变收发器的低功耗直放站，其信号处理电路包括彼此电连接的接收信号处理电路和发射信号处理电路；其中，所述接收信号处理电路，其输入端与所述射频信号隔离器输出端连接，其输出端与所述本振压控振荡器接收端口连接，以对所述射频信号隔离器输出信号进行处理并输出至所述本振压控振荡器接收端口；所述发射信号处理电路，其输入端与所述本振压控振荡器发射端口连接，其输出端与所述射频信号隔离器输入端连接，以对所述本振压控振荡器发射端口输出的信号进行处理并发送至所述射频信号隔离器。
优选地，所述的基于多本振射频捷变收发器的低功耗直放站，其接收信号处理电路为依次串接的低噪声放大器、数字衰减器及接收滤波器。
优选地，所述的基于多本振射频捷变收发器的低功耗直放站，其发射信号处理电路为依次串接的发射滤波器及功率放大器。
优选地，所述的基于多本振射频捷变收发器的低功耗直放站，其还包括数字信号处理系统，所述数字信号处理系统与所述多本振射频捷变收发器信号连接。
优选地，所述的基于多本振射频捷变收发器的低功耗直放站，其数字信号处理系统包括与所述多本振射频捷变收发器信号连接的用于对所述多本振射频捷变收发器进行信号处理的可编程逻辑器件及与所述可编程逻辑器件信号连接的用于对所述多本振射频捷变收发器进行参数配置的单片机。
优选地，所述的基于多本振射频捷变收发器的低功耗直放站，其可编程逻辑器件为FPGA芯片。
优选地，所述的基于多本振射频捷变收发器的低功耗直放站，其射频信号隔离器为射频双工器或射频开关。
总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得以下有益效果：
(1)本实用新型通过采用单颗多本振射频捷变收发器芯片，以实现同时支持接收端上下行两个频点、发射端上下行两个频点，从而减少元器件，简化电路布线，减小直放站的体积和功耗，方便后期维护，提高生产效率和降低生产成本；
(2)本实用新型的优选方案中，通过增加数字信号处理系统，所述数字信号处理系统通过可编程逻辑器件可实现TDD上下行时隙同步、对TDD 或FDD频点的自由配置与频谱带宽的自由配置，完成对硬件平台的平滑升级，缩短项目周期。
附图说明
图1是本实用新型实施例1提供的一种基于多本振射频捷变收发器的低功耗直放站结构示意图；
图2是本实用新型实施例1中多本振射频捷变收发器内部结构框图；
图3是现有技术中射频捷变收发器内部结构框图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
LTE(Long Term Evolution，长期演进)是基于OFDMA(Orthogonal FrequencyDivision Multiplexing，正交频分复用)技术由3GPP组织制定的全球通用标准，包括FDD(Frequency Division Duplexing，频分双工)和 TDD(Time Division Duplexing，时分双工)两种模式，分别用于成对频谱和非成对频谱。其中，FDD采用两个独立的信道分别进行向下传送和向上传送信息的技术。为了防止邻近的发射机和接收机之间产生相互干扰，在两个信道之间存在一个保护频段。现有的FDD-LTE直放站需要使用两颗射频捷变收发器芯片，才能实现向下传送和向上传送信息，因此，不仅增加电路板设计的复杂度，提高生产成本，且使得直放站的功耗相当高，维护难道高，元器件之间的布线越复杂。
为解决上述问题，本实用新型提供了一种基于多本振射频捷变收发器的低功耗直放站，如图1所示，包括用于隔离发射信号和接收信号的射频信号隔离器、与所述射频信号隔离器均信号连接的用于接收基站信号的下行天线和用于将信号发送至基站的上行天线、与所述射频信号隔离器连接的信号处理电路及与所述信号处理电路连接的多本振射频捷变收发器；其中：
所述多本振射频捷变收发器，如图2所示，其内部设有至少4个用于产生独立频点的本振压控振荡器，优选地，所述多本振射频捷变收发器，其内部设有彼此电连接的第一接收本振压控振荡器、第二接收本振压控振荡器、第一发射本振压控振荡器及第二发射本振压控振荡器；其外部设有至少2对与所述本振压控振荡器电连接的接收端口和发射端口，优选为相互独立的下行接收端口、上行接收端口、下行发射端口及上行发射端口；所述第一接收本振压控振荡器输出端经下行接收通道混频器连接至所述下行接收端口以产生下行接收频点信号；所述第二接收本振压控振荡器输出端经上行接收通道混频器连接至所述上行接收端口以产生上行接收频点信号；所述第一发射本振压控振荡器输出端经下行发射通道混频器连接至所述下行发射端口以产生下行发射频点信号；所述第二发射本振压控振荡器输出端经上行发射通道混频器连接至所述上行发射端口以产生上行发射频点信号；具体而言，所述下行接收通道混频器、上行接收通道混频器、下行发射通道混频器及上行发射通道混频器均为所述多本振射频捷变收发器内部自带的结构，其根据所述第一接收本振压控振荡器、第二接收本振压控振荡器、第一发射本振压控振荡器及第二发射本振压控振荡器产生的频点信号进行对应匹配。
工作时：所述多本振射频捷变收发器，其接收端口经所述信号处理电路连接至所述射频信号隔离器以同时接收上行独立频点信号和下行独立频点信号；其发射端口经所述信号处理电路连接至所述射频信号隔离器以同时发射上行独立频点信号和下行独立频点信号，本实用新型通过采用单颗多本振射频捷变收发器芯片，实现同时支持接收端上下行两个频点、发射端上下行两个频点，从而减少元器件，简化电路布线，减小直放站的体积和功耗，方便后期维护，提高生产效率和降低生产成本现有技术中的直放站，解决了现有技术直放站需要同时使用两个Transceiver芯片，而导致的布线复杂，功耗高，体积大等问题。
通信设备中，运营商的使用的信号频率为1～2GHz，为满足和运营商通信要求，所述多本振射频捷变收发器，其频率范围为70MHz～6GHz，更具体地，所述多本振射频捷变收发器，其内部第一接收本振压控振荡器、第二接收本振压控振荡器、第一发射本振压控振荡器及第二发射本振压控振荡器产生的信号频率范围均为70MHz～6GHz且相互独立，且所述第一接收本振压控振荡器、第二接收本振压控振荡器、第一发射本振压控振荡器及第二发射本振压控振荡器产生的信号频率根据需要匹配的运营商上下行信号频率进行选择。
所述信号处理电路包括彼此电连接的接收信号处理电路和发射信号处理电路；
优选地，所述接收信号处理电路为依次串接的低噪声放大器、数字衰减器及接收滤波器，以用于提升系统的接收灵敏度；具体而言，所述低噪声放大器输入端与所述射频信号隔离器输出端相连，其输出端与所述数字衰减器及接收滤波器输入端相连，所述数字衰减器及接收滤波器输出端与所述接收滤波器输入端相连，所述接收滤波器输出端与所述本振压控振荡器接收端口相连，以对所述射频信号隔离器输出信号进行处理并输出至所述本振压控振荡器接收端口；所述的低噪声放大器、数字衰减器及接收滤波器为现有技术常规型号，根据运营商上下行信号频率及功率要求进行选择即可。
优选地，所述发射信号处理电路为依次串接的发射滤波器及功率放大器，以用于对信号进行放大；具体而言，所述发射滤波器输入端与所述本振压控振荡器发射端口相连，所述发射滤波器输出端与所述功率放大器输入端相连，所述功率放大器输出端与所述所述射频信号隔离器输入端相连，以对所述本振压控振荡器发射端口输出的信号进行处理并发送至所述射频信号隔离器。所述的发射滤波器及功率放大器为现有技术常规型号，根据运营商上下行信号频率及功率要求进行选择即可。
为进一步提高直放站的配置参数能力和数字滤波性能，优选地，所述的基于多本振射频捷变收发器的低功耗直放站，其还包括数字信号处理系统，所述数字信号处理系统与所述多本振射频捷变收发器信号连接；
具体而言，所述数字信号处理系统包括与所述多本振射频捷变收发器信号连接的用于对所述多本振射频捷变收发器进行信号处理的可编程逻辑器件及与所述可编程逻辑器件信号连接的用于对所述多本振射频捷变收发器进行参数配置的单片机，优选地，所述的可编程逻辑器件为FPGA芯片，其型号优选为智多晶SL2S-25，以用于对所述多本振射频捷变收发器进行配置，同时，所述FPGA芯片接收所述多本振射频捷变收发器内部数模转换模块输出的数字信号并处理，更具体地，所述FPGA芯片对所述数字信号进行滤波处理，并将处理后的数字信号传输至所述多本振射频捷变收发器内部数模转换模块；所述数模转换模块为所述多本振射频捷变收发器内部自带结构。
优选地，所述的单片机为ST公司的STM32F104，其与所述FPGA芯片信号连接，以控制所述FPGA芯片对所述多本振射频捷变收发器进行参数配置，以使所述直放站适应不同应用场景。
所述射频信号隔离器为射频双工器或射频开关，以用于隔离发射信号和接收信号；具体而言，当信号制式为FDD时，由于FDD制式的上下行频点不同，因此所述射频信号隔离器优选为射频双工器，其型号优选为爱普科斯B8651；当信号制式为TDD时，由于TDD制式的上下行频点相同，但上行和下行启用的时刻不同，需要射频开关做切换，因此，所述射频信号隔离器优选为射频开关，其型号优选为LXK6203。
所述下行天线与所述射频信号隔离器信号连接，以用于接收基站信号，所述上行天线与所述射频信号隔离器信号连接，以用于将信号发送至基站；优选地，为进一步减小直放站的体积，所述上行天线和所述下行天线优选为内置PCBA平板天线，以减小直放站的体积，从而方便后期维护，提高生产效率和降低生产成本。
以下结合实施例作进一步说明：
本实用新型提供了一种基于多本振射频捷变收发器的低功耗直放站，如图1所示，包括射频信号隔离器、下行天线、上行天线、发射信号处理电路、接收信号处理电路、多本振射频捷变收发器、单片机、FPGA芯片，其应用在联通的WCDMA FDD通信，其中：
所述射频信号隔离器为射频双工器，其型号为爱普科斯B8651，所述下行天线及上行天线均为内置PCBA平板天线，其型号根据信号需求具体选择；所述射频信号隔离器与所述下行天线及上行天线信号连接；
所述发射信号处理电路为依次串接的发射滤波器及功率放大器，具体而言，所述发射滤波器输入端与所述本振压控振荡器发射端口相连，所述发射滤波器输出端与所述功率放大器输入端相连，所述功率放大器输出端与所述所述射频信号隔离器输入端相连；所述的发射滤波器及功率放大器为现有技术常规型号，根据运营商上下行信号频率及功率要求进行选择即可。
所述接收信号处理电路为依次串接的低噪声放大器、数字衰减器及接收滤波器；具体而言，所述低噪声放大器输入端与所述射频信号隔离器输出端相连，其输出端与所述数字衰减器及接收滤波器输入端相连，所述数字衰减器及接收滤波器输出端与所述接收滤波器输入端相连，所述接收滤波器输出端与所述本振压控振荡器接收端口相连，以对所述射频信号隔离器输出信号进行处理并输出至所述本振压控振荡器接收端口；所述的低噪声放大器、数字衰减器及接收滤波器为现有技术常规型号，根据运营商上下行信号频率及功率要求进行选择即可。
所述FPGA芯片为智多晶SL2S-25，其与所述多本振射频捷变收发器信号相连；
所述的单片机为ST公司的STM32F104，其与所述FPGA芯片信号连接；
所述多本振射频捷变收发器，如图2所示，其内部设有彼此电连接的接收本振压控振荡器1、接收本振压控振荡器2、发射本振压控振荡器1及发射本振压控振荡器2；其外部设有相互独立的下行接收端口、上行接收端口、下行发射端口及上行发射端口；所述接收本振压控振荡器1输出端经下行接收通道混频器连接至所述下行接收端口以产生下行接收频点信号；所述下行接收信号频率为2140MHz；所述接收本振压控振荡器2输出端经上行接收通道混频器连接至所述上行接收端口以产生上行接收频点信号，所述上行接收信号频率为1950MHz；所述发射本振压控振荡器1输出端经下行发射通道混频器连接至所述下行发射端口以产生下行发射频点信号，所述下行发射信号频率为2140MHz；所述发射本振压控振荡器2输出端经上行发射通道混频器连接至所述上行发射端口以产生上行发射频点信号，所述上行发射信号频率为1950MHz；具体而言，所述下行接收通道混频器、上行接收通道混频器、下行发射通道混频器及上行发射通道混频器均为所述多本振射频捷变收发器内部自带的结构，其根据所述第一接收本振压控振荡器、第二接收本振压控振荡器、第一发射本振压控振荡器及第二发射本振压控振荡器产生的频点信号进行对应匹配。
工作时：所述多本振射频捷变收发器，其接收端口经所述接收信号处理电路连接至所述射频信号隔离器以同时接收上行独立频点信号和下行独立频点信号；其发射端口经所述发射信号处理电路连接至所述射频信号隔离器以同时发射上行独立频点信号和下行独立频点信号，本实用新型通过采用单颗多本振射频捷变收发器芯片，实现同时支持接收端上下行两个频点、发射端上下行两个频点，从而减少元器件，简化电路布线，减小直放站的体积和功耗，方便后期维护，提高生产效率和降低生产成本现有技术中的直放站，解决了现有技术直放站需要同时使用两个Transceiver芯片，而导致的布线复杂，功耗高，体积大等问题。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201921217798.X
申请日:2019-07-31
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:94(深圳)
授权编号:CN209844960U
授权时间:20191224
主分类号:H04B7/155
专利分类号:H04B7/155
范畴分类:申请人:深圳市傲立电子有限公司
第一申请人:深圳市傲立电子有限公司
申请人地址:518053 广东省深圳市南山区沙河街道海景花园海韵阁8D
发明人:谢思坦
第一发明人:谢思坦
当前权利人:深圳市傲立电子有限公司
代理人:陈玉
代理机构:42233
代理机构编号:武汉臻诚专利代理事务所(普通合伙) 42233
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计
标签：直放站论文; 射频信号论文; 射频论文; 端口隔离论文; 收发器论文; 压控振荡器论文; 隔离器论文; 信号处理论文; 混频器论文;