防雷電路和防雷器的製作方法

2023-05-10 18:05:51

專利名稱：防雷電路和防雷器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種移動通信系統的全面防雷的塔頂放大器，具體涉及 其基站埠的防雷電路，以及進一步涉及其相應的防雷器。
背景技術：


圖1揭示了應用塔頂放大器的移動通信基站天饋系統的原理框圖，處於
塔下的基站Node B通過兩條射頻電纜饋送至處於塔頂的塔頂放大器TMA,中 間通過饋電器00KBT將直流電源、控制信號以及射頻信號等進行合路，塔頂 放大器TMA將上行的信號進行放大，並放大天線接收過來的信號。天線系統 RET可採用電下傾角控制系統，以純電子地或機電地移動饋入發射單'元的信號 相位為手段以達致天線波束下傾謫整的目的，塔頂放大器TMA及天線系統RET 均可由遠程控制單元RCU控制。
塔頂放大器TMA是上述移動通信基站天饋系統中的重要設備，由圖l和 圖2可知，塔頂放大器TMA常包括如下外部埠 提供用於連接天線系統RET 的天線埠 ，圖2中標為ANT1和ANT2;提供用於連接基站(途中可能經饋電 器00KBT)的基站埠，標為NODE Bl和Node B2;以及用於連接遠程控制單 元RCU的控制埠 ，標為TO RCU。
由於塔頂放大器工作環境是室外塔頂，所以在進行設計過程中必須考慮 防雷功能。過去的塔頂;改大器內部有防雷電路，該防雷電路實用於傳統的竭: 頂放大器，因此其防雷功能僅及於天線埠和基站埠，但是，隨著AISG標 準的推出，塔頂放大器的防雷又有了新的要求，並且由於新增了上述用於連 接遠程控制單元的控制埠，-因此，必須重新全面設計其防雷方案。
實用新型內容
本實用新型的第一目的在於提供一種防雷電路，使其適於符合AISG標準 要求的塔頂放大器的防雷應用，以保護整套移動通信系統。
為解決本實用新型的技術問題，本實用新型採用如下技術方案實現 本實用新型的防雷電路用於塔頂放大器的基站埠的電流通路進行防 雷，包括
級聯的第一放電管和第二放電管，對輸入的電流逐級對地進行放電後輸
出；
退耦件，在第一放電管和第二放電管之間消除電路網絡之間的寄生耦合； 保護件，對經放電後的信號進行快速整流後續流至原路徑輸出。 所述第一放電管和第二放電管級聯並均接地，第二放電管與所述保護件
串聘，形成在第一放電管和退耦件之間饋入電流的輸入端，以^在退耦件和
保護件之間饋出的輸出端。
優選地，所述第一放電管可採用氣體放電管，第二放電管可採用限壓放
電管，所述退耦件則可採用金屬模電阻。所述保護件包括兩個並聯的快速恢
復二極體，且兩個快速恢復二極體在其各自的並聯支路中互相逆向設置。 與現有技術相比較，本實用新型通過兩級放電增強了防雷電路的性能；
此外，通過增加所述保護件，有利於適應移動通信系統的特點，降低插入損
4毛和完善駐波比。
本實用新型的第二目的在於應用上述第一目的所述的防雷電路，提供一 種相應的防雷器，以實現防雷器與塔頂放大器之間的靈活結合，方便維護。
為實現本目的，本實用新型採用如下技術方案
本實用新型的防雷器，安裝於塔頂放大器的基站埠進行防雷，包括
如本實用新型第一目的所述的防雷電路、電路板、盒體、第一匹配埠 和第二匹配埠，
所述防雷電路布置在電路板上，電路板則內置於盒體之內； 所述第一匹配埠與塔頂放大器的基站埠以子母件方式配合，且將防
雷電路的輸出端與該基站埠的對應電流通路電性連接；
所述第二匹配埠與塔頂放大器的基站埠相同，且將防雷電路的輸入
端與該第二匹配埠的對應電流通路電性連接；
所述第一匹配埠及第二匹配埠均設置在盒體上。
較佳地，所述盒體底部呈錐形，有利於防水；並於底部設置若干散熱孔， 有利於增強其電氣性能。
本實用新型的第二目的相對於傳統技術而言，將防雷電路進行封裝形成 防雷器以獨立部件的形式與塔頂放大器相分離，在需要時進行拆卸或安裝， 在保障原有電氣效果的前提下，使產品模塊化特性得到加強，增強了防雷電 .路的可移植性和可配置性，方便維護。
附困說明
圖1是符合ASIG標準的應用塔頂放大器的移動通信基站天饋系統的原理
框圖2是塔頂放大器的對外接口分布的原理框圖3是本實用新型用於塔頂放大器的基站埠上的防雷電路的電路圖； 圖4是本實用新型用於塔頂放大器的控制埠上的防雷電路的電路圖。
具體實施方式
請參閱圖2,示出的全面防雷的塔頂放大器具有2個用電纜連接至天饋 系統的天線埠、 2個用電纜連接至基站的基站埠以及1個用電纜連接至 遠程控制單元的控制埠。本實施例中控制埠採用4芯電纜(參閱圖4),
分別為直流電源通路DC、對地通路GND、 RS485 A通路和RS485 B通路。 塔頂放大器包括相應的雙工器、電源單元、放大單元、監控單元等形成的上 行鏈路和下行鏈路，均屬公知技術領域，本實用新型在於提供相應的防雷功 能，因此，將塔頂放大器內的各電功能單元均統稱為內核電路，不行詳述。
適應於塔頂放大器的不同埠，防雷技術方案應有所不同，因此，下面 將對應其天線埠、基站埠和控制埠進行不同的介紹。
對於天線埠，利用傳統的技術手段，直接將其接地，即可達到防雷的 目的。
對於基站埠的防雷請參閱圖3,圖3中揭示了本實用新型的第一種防雷 電路， 一種適用於基站埠的防雷電路，所述防雷電路22包括級聯的氣體放 電管UV1和限壓二極體UV2，分別作為第一放電管和第二放電管用，用於逐 亂改電，兩者之間為接地點；金屬模電阻R1，作為退舉件用，於氣體放電管 UV1和限壓二極體UV2之間消除電路網絡之間的寄生耦合；兩個並聯的快速 恢復二極體VI和V2，作為保護件，接入金屬模電阻Rl與限壓二極體UV2 之間，用於快速整流並續流至原信號路徑，兩個快速恢復二極體VI和V2在 其各自並聯支路上呈現極性相反設置，即V1的正極與V2的陰極同向。
此處的防雷電路22採用分立的常規過壓保護器的級聯來控制殘餘電壓， 使殘餘電壓不致損壞電子元器件。通路的直流阻抗小於1Q, 2. 176MHz的低 頻信號的衰減小於0. 5dB。
雷電從防雷電路的輸入端IN處進入之後，先經過氣體放電管UV1進行一 第一級j改電，所用的氣體放電管UV1殘餘電壓為150V,由於此殘餘電壓會對 下層元器件造成致命性損壞，所以在第一級放電後的殘餘電壓流經第二級放 電管時，採用了限壓二極體UV2進一步降低殘餘電壓後再經輸出端0UT輸出。 由於兩個器件UV1和UV2的開關時間的問題，在兩級之間加入金屬模電阻R1 做退耦件，並i考慮到低頻信號的插損和駐波等問題，在限壓二極體UV2 ^ 面接入所述的保護件，即本實施例所和的並聯的兩個快速恢復二極體VI和 V2，以降低其插入損耗和完善駐波比。
在塔頂放大器中，防雷電路的輸入端IN直接電性連接於基站埠相對應 的接線中，而輸出端OUT則直接連接於內核電路的相應的接線中，以此達到 保護塔頂放大器內核電路元器件的目的。
請再參閱圖4,本實用新型的第二種防雷電路，對應於塔頂放大器的控 制埠設置，因本實施例中涉及4條芯線，以此為例，除了地線GND直接接 地之外，其餘3條芯線即DC、 RS485 A和RS485 B均並聯一個防雷元電路。 所述防雷元電路以上述第一種防雷電路為基礎，簡省了其中的保護件部分而 成，因此對於其具體結構不4亍贅述。
為了形成綜合防雷效果，除了各個防雷元電路實現共模防雷的效果外， 各個防雷元電路的輸入端處，均一體串聯接地，中間接至少一個獨立》文電管 以實現差模放電，最佳的設置方案是在RS485 A的防雷子電路和RS485 B的 防雷子電落之間，以及直流電源DC的防雷子電路和接地線GND的防雷子電路 之間，以及接地線GND的防雷子電路與接地參考零電平之間分別接入獨立放 電管，總共3個。
同理，圖4關於防雷電路的接入端以其各自的防雷子電路為基準，參考 上述基站埠的防雷電路的接入方式，確定其輸入端和輸出端。
請再參閱圖2，上述兩種防雷電路分別接入相應的基站埠和控制埠， 整個塔頂放大器便具有了全面防雷的功能。
需要指出的是，本實用新型的兩種防雷電路並不局限於其所釆用的電路 元件，而退耦件並不局限於金屬模電阻、保護件並不局限於快速恢復二極體、 放電管並不局限於氣體放電管和限壓二極體等，相關的可替代元件，基於公 知和篇幅的簡潔性，不能窮舉，因此本實用新型以非純功能性限定的方式完 善相關技耒方案，本領域內普通技術人員通過閱讀本實用新型所揭示的內容，
不需經創造性勞動便可聯想到其它替代元件，因此，相關的對本實用新型的 簡單替換仍應視為不超出本實用新型的所示示的實用新型精神。
本實用新型的防雷電路可以分別獨立封裝在相應的盒體中，該盒體配置 有第一匹配埠和第二匹配埠，兩個埠之間通過上述第一種或第二種防 雷電路電性連接。第一匹配埠呈與基站埠 (或控制埠 )以子母件的方 式相配合的結構，可直接採用原來接基站埠 (或控制埠)的射頻電纜接 頭，而第二匹配埠則呈與基站埠 (或控制埠 )完全相同的結構，這樣， 第一匹配埠與第二匹配埠間實現了基站埠(或控制埠)的接口擴展 功能。而在盒體內，第一匹配埠和第二匹配埠之間，則電性連接所述的 兩種防雷電i^一，防雷電路通過電路板在盒體內實現固定連接，為保持原 有功能，防雷電路的輸入端與第二匹配埠相應的電流通路電性連接，也即 對接相應的插針或插孔；輸出端則與第 一 匹配褲口相應的電流通路電性連接， 也即對接相應的插孔或插針。如此，雷電電流通過第二匹配埠的進入塔頂 放大器之前，將被放電瓦解，保證移動通信系統的正常信號通信。
該防雷器可進行相應的防水及散熱設計， 一種方式是將盒體底部設計為 錐形，這樣水滴因為重力作用會自然下墜，不易進入盒體內，而在錐形面上 設計若干個散熱孔，則可進一步完成散熱功能。
綜上所述，本實用新型通過改進了塔頂放大器的傳統的防雷電路，進而 完善ASIG標準的要求，並進一步提供了與塔頂放大器相互獨立的防雷器，使 塔頂放大器的防雷功能更為強大，也促使其產品進一步模塊化，在實現全面 防雷的同時提供了可選擇性，較為實用。
權利要求1、一種防雷電路，用於塔頂放大器的基站埠的電流通路進行防雷，其特徵在於其包括級聯的第一放電管和第二放電管，對輸入的電流逐級對地進行放電後輸出；退耦件，在第一放電管和第二放電管之間消除電路網絡之間的寄生耦合；保護件，對經放電後的信號進行快速整流後續流至原路徑輸出。
2、 根據權利要求l所述的防雷電路，其特徵在於所述第一放電管和第 二放電管級聯並均接地，第二放電管與所述保護件串聯，形成在第一放電管 和退耦件之間饋入電流的輸入端，以及在退耦件和保護件之間饋出的輸出端。
3、 4艮據權利要求1或2所述的防雷電路，其特徵在於所述第一^t電管 為氣體放電管，第二放電管為限壓放電管。
4、 根據權利要求3所述的防雷電路，其特徵在於所述退耦件為金屬模電阻。
5、 根據權利要求4所述的防雷電路，其特徵在於所述保護件包括兩個 並聯的快速恢復二極體，且兩個快速恢復二極體在其各自的並聯支路中互相 逆向設置。
6、 一種防雷器，安裝於塔頂放大器的基站埠進行防雷，其特徵在於其 包括如權利要求2至5中任意一項所述的防雷電路、電路板、盒體、第一匹 配埠和第二匹配埠 ， 所述防雷電路布置在電路板上，電路板則內置於盒體之內；所述第一匹配埠與塔頂;改大器的基站埠以子母件方式配合，且將防 雷電路的輸出端與該基站埠的對應電流通路電性連接；所述第二匹配埠與塔頂放大器的基站埠相同，且將防雷電路的輸入 端與該第二匹配埠的對應電流通路電性連接；所述第 一 匹配埠及第二匹配埠均設置在盒體上。
7、根據權利要求6所述的防雷器，其特徵在於所述盒體底部呈錐形， 並具有若干散熱孔。
專利摘要本實用新型公開一種防雷電路，用於塔頂放大器的基站埠的電流通路進行防雷，包括級聯的第一放電管和第二放電管，對輸入的電流逐級對地進行放電後輸出；退耦件，在第一放電管和第二放電管之間消除電路網絡之間的寄生耦合；保護件，對經放電後的信號進行快速整流後續流至原路徑輸出。繼而，本實用新型還公開了基於該防雷電路的應用的其它防雷電路和防雷器，以及塔頂放大器。通過改進了塔頂放大器的傳統的防雷電路，進而完善ASIG標準的要求，並進一步提供了與塔頂放大器相互獨立的防雷器，使塔頂放大器的防雷功能更為強大，也促使其產品進一步模塊化，在實現全面防雷的同時提供了可選擇性，較為實用。
文檔編號H02H9/04GK201061137SQ200720054099
公開日2008年5月14日 申請日期2007年7月13日 優先權日2007年7月13日
發明者鵬 周, 孫丙興, 沁 陶 申請人:京信通信系統(中國)有限公司