專利名稱：塔頂?shù)驮肼暦糯笃鞯闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及無線電傳輸電通信領(lǐng)域，特別是一種塔頂?shù)驮肼暦糯笃鳌?br> 背景技術(shù)：
在無線電傳輸電通信技術(shù)中，由于基站接收系統(tǒng)的有源器件和射頻導(dǎo)體(如接收回路中的饋線、跳線和基站內(nèi)的接收分路器、高頻放大器等)中的電子熱運(yùn)動(dòng)引起的熱噪聲，這些熱噪聲的引入降低了系統(tǒng)接收的信噪比(S/N)，從而限制了基站接收靈敏度的提高，降低了通話質(zhì)量?，F(xiàn)有的系統(tǒng)中，基站天線接收鏈路信號(hào)直達(dá)基站，是不設(shè)塔頂放大器的，WCDMA(WCDMA-WideBand Code Division Multiple Access寬帶碼分多址接入)塔頂放大器就是在基站接收系統(tǒng)的前端即緊靠接收天線的位置增加一個(gè)前置放大器，以改善基站的接收機(jī)性能。

發(fā)明內(nèi)容
為了改善基站的接收性能，本實(shí)用新型的目的是在緊靠接收天線的位置，提供一種塔頂?shù)驮肼暦糯笃鳌?br> 本實(shí)用新型的目的通過如下技術(shù)達(dá)到本塔頂?shù)驮肼暦糯笃靼ㄉ闲休斎霝V波器、上行輸出濾波器、上行開關(guān)、下行濾波器和饋電器。其上行輸入濾波器端連接基站天線；饋電器端通過射頻電纜連接到基站。上行輸入濾波器另一端分別連到旁路開關(guān)和上行低噪聲放大器。上行低噪聲放大器輸出端連至上行輸出濾波器，上行旁路開關(guān)也連至上行輸出濾波器。上行輸出濾波器的另一端分別連到饋電器和下行濾波器。下行濾波器的另一端又連至天線。
所說的上行低噪聲放大器的輸入端通過電容和匹配帶線、電感連至砷化鉀場效應(yīng)晶體管，砷化鉀場效應(yīng)晶體管的漏極偏置電壓Vdd和柵極偏置電壓Vgg連接到疊加法偏置供電電路。砷化鉀場效應(yīng)管通過電阻、匹配帶線、電容后輸出。
本實(shí)用新型的有益效果在于1.改善基站接收系統(tǒng)的噪聲系數(shù)，改善了基站的接收性能，提高了基站的接收靈敏度，改善了覆蓋效果。
2.采用砷化鉀場效應(yīng)晶體管(GaAsFET)作為有源器件，這些器件能提供很好的噪聲特性。
3.采用疊加法偏置供電，利用多個(gè)低壓差穩(wěn)壓電路串聯(lián)方式，為塔頂放大器提供偏置電壓，有降低電源噪聲的效果。通過疊加法提供場效應(yīng)晶體管的漏極和柵極偏置電壓，確保了放大器的低噪聲特性。
4.本塔頂放大器配置上輸入接頭和雙工濾波器，在疊加模式偏置供電情況下塔頂放大器噪聲系數(shù)測試結(jié)果為1.4dB。


圖1為塔頂放大器與基站接收系統(tǒng)的連接示意圖。在未加塔頂放大器時(shí)，基站天線接收鏈路信號(hào)沿著圖中虛線路徑直達(dá)基站。
圖2為疊加模式低噪聲輸出參考電壓電原理圖。
圖3為本實(shí)用新型上行低噪聲放大器電原理圖。
圖4為塔頂?shù)驮肼暦糯笃髟砜驁D。
具體實(shí)施方式
當(dāng)未加塔頂放大器時(shí)，基站天線接收鏈路信號(hào)沿著虛線路徑直達(dá)基站，基站接收端噪聲系數(shù)為NFt＝NFr+Lφ+Lf式中，NFr為BTS(BTS-Base Transceiver Station基地收發(fā)信機(jī)站，簡稱基站)接收機(jī)噪聲系數(shù)；Lφ、Lf分別為雙工濾波器和饋線的插入損耗。
當(dāng)Lφ＝1db、Lf＝7db、NFr＝4db時(shí)，NFt＝12db。
增加了塔放之后，接收端噪聲系數(shù)修正為NFt′＝Lφ+10lg[10NFa(dB)/10+(10(Lf+NFr)/10-1)/10G(dB)/10]如果塔放噪聲系數(shù)NFa＝3db，塔放增益G＝14db，
NFt′＝1+10lg[1.995+0.461]＝4.9db此時(shí)基站接收端的噪聲系數(shù)由原來的12dB降低為不到5dB，極大地提高了基站的接收靈敏度，改善覆蓋效果。通常，塔放噪聲系數(shù)與基站接收機(jī)噪聲系數(shù)處在同一量級(jí)，所以塔放能夠改善的主要是饋線及其他無源器件的插入損耗。
塔頂放大器核心作用是對(duì)上行信號(hào)進(jìn)行低噪聲放大，因此噪聲系數(shù)是衡量塔頂放大器的關(guān)鍵指標(biāo)，要實(shí)現(xiàn)低噪聲有源放大，首先是采用砷化鉀器件(GaAsFET)作為有源電子器件，這些器件能提供很好的噪聲特性，另一個(gè)關(guān)鍵便是如何為這些有源器件提供偏置工作電壓．偏置電壓本身不可避免地帶來電源噪聲，并通過偏置電路最終疊加在系統(tǒng)鏈路中，形成對(duì)放大器噪聲特性的影響。
該項(xiàng)設(shè)計(jì)的核心便是采用疊加法偏置供電利用多個(gè)低壓差穩(wěn)壓電路串聯(lián)方式，為塔放的前置放大器提供偏置電壓。N級(jí)低壓差三端穩(wěn)壓模塊(模塊電壓輸出V1＝3V)疊加，輸出一組N倍V1電壓，然后通過高精度，低漂移運(yùn)算放大器比例輸出V1，便能實(shí)現(xiàn)降低電源噪聲的效果。由于多個(gè)低壓差穩(wěn)壓電路互不相關(guān)，其各自產(chǎn)生的噪聲分量(1/f部分)是隨機(jī)的，多個(gè)穩(wěn)壓電路串聯(lián)后便會(huì)相互抵消部分噪聲能量，達(dá)到減少一半偏置電壓帶來的噪聲影響。
本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例是采用4級(jí)穩(wěn)壓電路模塊串聯(lián)，每路模塊輸出電壓為V1＝3V，級(jí)鏈輸出電壓為VTOTAL=4V1＝12V； 因此電源噪聲相對(duì)電壓疊加降低了一半。
本實(shí)用新型設(shè)計(jì)人推薦如下實(shí)施例本塔頂?shù)驮肼暦糯笃鞯纳闲休斎霝V波器2端連接基站天線1，饋電器6端通過射頻電纜和饋電器7連接到基站9、上行輸入濾波器2另一端分別連至旁路開關(guān)4和上行低噪聲放大器3。上行低噪聲放大器3輸出端連至上行輸出濾波器5；上行旁路開關(guān)4也連至上行輸出濾波器5。上行輸出濾波器5的另一端分別連至饋電器6和下行濾波器10，下行濾波器10的另一端連至天線1，另有電源監(jiān)控單元8供電和告警。其中饋電器的作用是通過射頻電纜實(shí)現(xiàn)對(duì)塔頂放大器的直流饋電。
所說的上行低噪聲放大器3的輸入端301通過電容302和匹配帶線303、電感304連至砷化鉀場效應(yīng)晶體管305。晶體管305的漏極偏置電壓Vdd 317和柵極偏置電壓Vgg 310連接到疊加法偏置供電電路。砷化鉀場效應(yīng)管通過電阻306、匹配帶線307、電容308后連至輸出端309。柵極偏置電壓Vgg 310通過電阻312連到匹配帶線303，柵極電壓Vgg通過隔直電容311后接地。漏極電壓Vdd 317通過電阻316和電阻314連接到匹配帶線307。在電阻314兩端分別通過電容313和電容315接地。
傳統(tǒng)偏置電壓工作模式是通過偏置電路設(shè)計(jì)，通過電阻分壓方式來提供，此時(shí)系統(tǒng)對(duì)電源噪聲沒有抑制。
請(qǐng)參閱圖3，圖中Vdd和Vgg分別是砷化鉀場效應(yīng)晶體管的漏極和柵極偏置電壓，通過疊加法提供漏極和柵極偏置電壓，確保了電路的低噪聲特性，與傳統(tǒng)偏置電路設(shè)計(jì)比較，測得該電路的噪聲特性指標(biāo)對(duì)比如下

整個(gè)塔頂放大器必須在該電路基礎(chǔ)上配上輸入接頭和雙工濾波器，在疊加模式偏置供電情況下塔頂放大器噪聲系數(shù)經(jīng)中國上海測試中心測試結(jié)果為1.4dB(檢測報(bào)告編號(hào)200605-11-000061)。
權(quán)利要求1.一種塔頂?shù)驮肼暦糯笃?，包括上行輸入濾波器、上行輸出濾波器、上行旁路開關(guān)、下行濾波器和饋電器，其特征在于上行輸入濾波器(2)端連接基站天線(1)；饋電器(6)端通過射頻電纜連接到基站(9)；上行輸入濾波器(2)另一端分別連至旁路開關(guān)(4)和上行低噪聲放大器(3)；上行低噪聲放大器(3)輸出端連至上行輸出濾波器(5)，上行旁路開關(guān)(4)也連至上行輸出濾波器(5)；上行輸出濾波器(5)的另一端分別連至饋電器(6)和下行濾波器(10)；下行濾波器(10)的另一端連至天線(1)。
2.如權(quán)利要求1所述的塔頂?shù)驮肼暦糯笃?，其特征在于所說的上行低噪聲放大器(3)的輸入端(301)通過電容(302)和匹配帶線(303)、電感(304)連至砷化鉀場效應(yīng)晶體管(305)；砷化鉀場效應(yīng)晶體管的漏極偏置電壓Vdd(317)和柵極偏置電壓Vgg(310)連接到疊加法偏置供電電路；砷化鉀場效應(yīng)管通過電阻(306)、匹配帶線(307)、電容(308)后至輸出端。
專利摘要一種塔頂?shù)驮肼暦糯笃?，由上行輸入濾波器端連接基站天線，饋電器端通過射頻電纜連接到基站。上行輸入濾波器另一端分別連至旁路開關(guān)和上行低噪聲放大器。上行低噪聲放大器輸出端連至上行濾波器。上行輸出濾波器的另一端分別連至饋電器和下行濾波器。下行濾波器的另一端回連到天線。本實(shí)用新型使用砷化鉀場效應(yīng)管，并用疊加法偏置供電，從而提高整個(gè)塔頂放大器的噪聲性能。改善了覆蓋效果和提高了基站的接收靈敏度。
文檔編號(hào)H03F3/20GK2919695SQ20062004173
公開日2007年7月4日 申請(qǐng)日期2006年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月12日
發(fā)明者林海 申請(qǐng)人:上海鑫眾通信技術(shù)有限公司