2.4GHz雙向1Watt線性功率放大器的製作方法
2023-05-18 07:02:36
專利名稱：2.4GHz雙向1Watt線性功率放大器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種室內無線通信技術，尤其是一種功率放大器，具 體地說是一種在無線IEEE 802. 11B/G協議下的室內型射頻N型頭(Female) 帶有自動增益控制功能的2. 4GHz雙向1Watt線性功率放大器。
背景技術：
隨著微電子技術、計算機網絡技術和無線通信技術等行業的迅速發展， 室內分布和AP (ACCESS POINT)覆蓋的要求越來越大，小功率AP已經無法 滿足一些用戶的要求，怎樣才能使AP更好的發揮自身的功能呢？怎麼使AP 的覆蓋的再遠些呢？這就是Booster的由來，Booster越來越被人們熟知並 且廣泛的應用到各個領域當中。不過現在國內各種各樣的Booster產品雖然 種類很多，但都各有其不足之處，如實際輸出功率小於標稱功率、不帶自動 增益控制、功耗大及散熱不好等都是比較顯著的問題。 發明內容
本實用新型的目的是設計一種在保證駐波、雜散抑制、EVM等都能滿足 指標的前提下，能很好的穩定的控制放大器的輸出功率在+30士1.5dBm，且 11B和11G模式下對應輸出功率的一致性也較好的2. 4GHz雙向1Watt線性 功率放大器。
本實用新型的技術方案是
—種2.4GHz雙向lWatt線性功率放大器，包括上蓋、底蓋、同軸連接 器接頭、印製線路板，上蓋和底蓋相連，印製線路板固定安裝在由上蓋和底 蓋組成的安裝空間中，同軸連接器接頭固定在上蓋的兩端並與印製線路板電 氣相連，其特徵是所述的上蓋上帶有散熱片，所述的印製線路板上設有帶有 自動增益控制功能的大功率雙向功率放大電路。
所述的帶有自動增益控制功能的大功率雙向功率放大器包括第一功分
3器、第一檢波器、第二檢波器、衰減器和單片機，所述的第一功分器的輸 入與無線訪問接入器AP雙向連接，第一功分器的輸出端一路與第一檢波器 相連，第一檢波器與單片機相連，第一功分器的輸出端的另一路與第一開關 雙向相連，第一開關的一路通過衰減器及功率放大合成電路與第二開關的信
號發送端相連，第二開關與天線雙向連接，第一開關的另一路通過二級LNA 電路(低噪聲放大器)後與第二開關的信號接收端相連；第一開關、第二開 關及衰減器均與單片機相連，功率放大合成電路通過偶合器與第二檢波器的 輸入端相連，第二檢波器的輸出與單片機對應的輸入端相連。 在所述的二級LNA電路之間串接有BPF電路。
所述的功率放大合成電路由第二功分器、第三功分器、第一功率放大器 及第二功率放大器組成，其中第一功率放大器及第二功率放大器並聯後再串 接在串接相聯的第二功分器與第三功分器之間，第二功分器作為功率放大合 成電路的輸入與衰減器的輸出相連，第三功分器的輸出作為功率放大合成電 路的輸出與第二開關的對應輸入端相連。
本實用新型的有益效果
1、 本實用新型在保證駐波、雜散抑制、EVM等都能滿足指標的前提下， 通過AGC功能，很好的穩定的控制放大器的輸出功率在+30±1. 5dBm，且11B 和11G模式下對應輸出功率的一致性也較好；另外功耗較小，散熱也相對較 好。
2、 本實用新型無論近距離還是遠距離都能方便靈活的使用而不影響其 性能。
3、 本實用新型與其他同類產品相比，輸出功率穩定，受外界環境和溫 度影響小，輸出信號一致性好。
圖1是本實用新型的立體結構示意圖。
圖2是圖1的分解結構示意圖。
圖3是本實用新型的控制原理圖。
圖4是本實用新型的電原理框圖示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的說明。
如圖1、 2、 4所示。
一種2. 4GHz雙向1Watt線性功率放大器，包括上蓋1'、底蓋2'、同軸 連接器接頭3'、印製線路板4'，如圖l、 2所示，上蓋1'和底蓋2'通過螺 釘6'相連，印製線路板4'固定安裝在由上蓋1'和底蓋2'組成的安裝空間中，
同軸連接器接頭3'固定在上蓋1'的兩端並與印製線路板4'電氣相連，在一 側同軸連接器接頭3'附近的上蓋l'上設有電源連接接口 5'，所述的上蓋1
'上帶有有散熱片7'，所述的印製線路板4'上設有帶有自動增益控制功能的 大功率雙向功率放大器。此外，若功率放大器工作時距離AP較遠且沒有直 接可以接220V交流電的地方，可以外接Bias-T模塊(型號可為Bias-T 12V 3A),通過射頻線纜供電，保證其正常工作。
具體實施時帶有自動增益控制功能的大功率雙向功率放大器包括第一 功分器l、第一檢波器2、第二檢波器3、衰減器4和單片機5，所述的第一 功分器l (1P603S)的輸入與無線訪問接入器AP雙向連接，第一功分器l 的輸出端一路與第一檢波器2 (MAX4003)相連，第一檢波器2與單片機5
(16F676)相連，第一功分器1的輸出端另一路與第一開關6 (Switch Skyworks)雙向相連，第一開關6的一路通過衰減器4 (HMC306MS10E Hittite)及功率放大合成電路與第二開關7 (Switch Skyworks)的信號發送 端相連，第二開關7與天線8雙向連接，第一開關6的另一路通過二級LNA 電路9 (即低噪聲放大器，型號可為MGA-87563 Avago)後與第二開關7的 信號接收端相連，在二級LNA電路9之間串接有BPF電路IO(帶通波濾器, 型號可為Samsung LCB22B2450L1 );第一開關6、第二開關7及衰減器4 均與單片機5相連，功率放大合成電路通過耦合器11與第二檢波器3
(MAX4003)的輸入端相連，第二檢波器3的輸出與單片機5對應的輸入 端相連。所述的功率放大合成電路由第二功分器12 (1P603S)、第三功分器 13 (1P603S)、第一功率放大器14 (SZM-2166Z)及第二功率放大器15
(SZM-2166Z)組成，其中第一功率放大器14及第二功率放大器15並聯後7的對應輸入端相連。如圖4所 示。
本實用新型的工作過程為-
AP輸出信號到Booster (即本實用新型的功率放大器)，經過功分器l， 一路送到檢波器2，把檢波電壓給單片機5，單片機5判斷輸入信號強度，如 果輸入信號強度大於設定閾值，就把第一開關6和第二開關7同時調製TX通 路，如果小於閾值，就把第一開關6和第二開關7同時調製RX通路。默認為RX 通路。檢波器2的信號另一路送到第一開關6，這時TX通路打開經過衰減器4， 衰減器4有一個初始值，把衰減過的信號送到第二功分器12， 一分為二分別 激勵二個PA14、 PA15，再由第三功分器13把二路信號合成。輸出信號直接經 過第二開關7輸出到天線ANT8。此時的功率經過耦合器11送到第二檢波器3， 再經單片機5判斷此時功率的大小來調整數字衰減器4的衰減值。這樣輸出功 率就可以保持一定的功率。
如果有信號從ANT8接收，此時開關處於RX狀態，直接經過第二開關7到 第一級LNA，經BPF到第二級LNA。 二級放大後再由第一開關6和第一功分器1 送回AP。
關於電源，可以採用二種兼容的供電方式
a. 直接用一個220V交流轉直接的穩壓電源供電。 這種方式適用於室內或者220V交流電比較容易接的地方。
b. 利用外接Bias-T供電
這種方式適用於Boostei"離AP較遠且沒有直接可以接220V交流電的地方。
圖3是本實用新型的等效原理圖，當輸入信號電平變化很大時，保持 功率放大器輸出電平幾乎不變或者在允許的有限的範圍內微變。因此本實 用新型實際上是輸出限幅裝置的一種，是利用線性放大器的檢波電壓對輸 出信號進行調整。採用閉環迴路電壓反饋電路，這種方式可以更加真實準確的控制即時的功率輸出值。
當輸入信號較弱時，功率放大器耦合至檢波器件的信號電平較小，此 時檢波器件輸出的檢波電壓較小，單片機所獲得的電壓值也相對較小，因 此在程序控制下工作的單片機將衰減置為根據程序預先設定的與該檢波電 壓相對應的衰減，控制數字衰減器的輸出後將信號輸出至放大器進行放大。
這樣就保證了放大器在預定的功率範圍內輸出；同理，當輸入信號強度變
大時，放大器檢波器件所獲得的電壓變大，數字衰減器所置衰減相應變 大，使輸入電平降低，滿足對輸入信號進行衰減的需要，從而實現放大器 穩定輸出。
它能夠在輸入信號幅度變化很大的情況下，使輸出信號幅度保持恆定 或僅在較小範圍內變化，不至於因為輸入信號太小而無法正常工作，也不 至於因為輸入信號太大而使放大器損壞。
本實用新型未涉及部分均與現有技術相同，或可採用現有技術加以實現。
權利要求1、一種2.4GHz雙向1Watt線性功率放大器，包括上蓋、底蓋、同軸連接器接頭、印製線路板，上蓋和底蓋相連，印製線路板固定安裝在由上蓋和底蓋組成的安裝空間中，同軸連接器接頭固定在上蓋的兩端並與印製線路板電氣相連，其特徵是所述的上蓋上帶有散熱片，所述的印製線路板上設有帶有自動增益控制功能的大功率雙向功率放大電路。
2、 根據權利要求1所述的2. 4GHz雙向1Watt線性功率放大器，其特徵是所 述的帶有自動增益控制功能的大功率雙向功率放大器包括第一功分器、第一 檢波器、第二檢波器、衰減器和單片機，所述的第一功分器的輸入與無線 訪問接入器AP雙向連接，第一功分器的輸出端一路與第一檢波器相連，第 一檢波器與單片機相連，第一功分器的輸出端的另一路與第一開關雙向相 連，第一開關的一路通過衰減器及功率放大合成電路與第二開關的信號發送 端相連，第二開關與天線雙向連接，第一開關的另一路通過二級LNA電路 後與第二開關的信號接收端相連；第一開關、第二開關及衰減器均與單片機相連，功率放大合成電路通過偶合器與第二檢波器的輸入端相連，第二檢波 器的輸出與單片機對應的輸入端相連。
3、 根據權利要求2所述的2. 4GHz雙向1Watt線性功率放大器，其特徵是在 所述的二級LNA電路之間串接有BPF電路。
4、 根據權利要求2所述的2. 4GHz雙向1Watt線性功率放大器，其特徵是所 述的功率放大合成電路由第二功分器、第三功分器、第一功率放大器及第二 功率放大器組成，其中第一功率放大器及第二功率放大器並聯後再串接在串 接相聯的第二功分器與第三功分器之間，第二功分器作為功率放大合成電路 的輸入與衰減器的輸出相連，第三功分器的輸出作為功率放大合成電路的輸 出與第二開關的對應輸入端相連。
專利摘要一種2.4GHz雙向1Watt線性功率放大器，包括上蓋、底蓋、同軸連接器接頭、印製線路板，上蓋和底蓋相連，印製線路板固定安裝在由上蓋和底蓋組成的安裝空間中，同軸連接器接頭固定在上蓋的兩端並與印製線路板電氣相連，其特徵是所述的上蓋上帶有散熱片，所述的印製線路板上設有帶有自動增益控制功能的大功率雙向功率放大電路。本實用新型具有輸出功率穩定，受外界環境和溫度影響小，輸出信號一致性好的優點。
文檔編號H03F3/19GK201360240SQ20092003643
公開日2009年12月9日 申請日期2009年2月24日 優先權日2009年2月24日
發明者呂敬商, 健 張, 曹學軍, 曾志斌, 王宏亮, 蔡美玲 申請人:南京智達康無線通信科技有限公司