專利名稱：塔頂放大器及其旁路開關切換電路的制作方法
技術領域：
塔頂放大器及其旁路開關切換電路
技術領域：
本實用新型涉及通信設備的開關切換電路，尤其涉及一種塔頂放大器的 旁路開關切換電路。
技術背景
移動通信系統中，由于基站與移動臺之間存在著上、下行鏈路不平衡的 問題，在基站安裝塔頂放大器(簡稱塔放)是改善這種鏈路不平衡行之有效 的一種方法。塔頂放大器由特別靈敏的濾波器和低噪聲放大器組成，它能選 擇和放大所接收的較弱上行鏈路信號，有效改善接收信號信噪比，提高基站 的靈敏度，效果明顯。
塔頂放大器具有特殊的信號旁路功能，當本機掉電時，塔放會通過內部 的旁路切換開關模塊，切換到旁路狀態，給上行信號提供直通通路，用以保 持基站原有的覆蓋范圍。
目前國內塔放的這種旁路切換功能都使用機械開關實現。機械開關主要 是依靠機械接觸來實現開和關。它的功率容量大，工作頻率范圍高，機械開 關的突出優點是傳輸信號插入損耗很低，較高的隔離度，線性程度也較好， 但其存在有成本高、切換速度慢、故障率高以及壽命低等缺點。
塔放作為室外產品，工作環境極其惡劣。目前這種機械開關應用在塔放
產品中會導致塔放的可靠性降低。具體表現在當外界溫度變化劇烈時外殼 或彈片的形變加大，或是觸點的磨損、侵蝕及其它污染都會導致觸點接觸不 良。當開關密封不好，溫度過低時，里面的水汽會使彈片凍結，導致開關不 能正常切換。這些現象都會引起塔放性能的急劇惡化。這就需要探索一種新 的旁路切換形式，以提高旁路切換的可靠性、降低塔放的材料成本。
實用新型內容
本實用新型的首要目的就是要克服上述不足，提供一種具有成本低廉，性能穩定可靠的塔頂放大器的旁路開關切換電路。
本實用新型的另一目的在于提供一種應用該旁路開關切換電路的塔頂 放大器。
為實現該目的，本實用新型采用如下技術方案
本實用新型一種旁路開關切換電路，應用于塔頂放大器中實現信號的旁 路切換，包括第一和第二 PIN型二極管，第一 PIN型二極管的陽極定義為 NO端，陰極定義為COM端；第二 PIN型二極管的陰極接地，陽極定義為 NC端，NC端通過1/4波長孩吏帶線與COM端相連。所述第一PIN型二^ l管 的個數為至少兩個，彼此同向相串接。所述第二PIN型二極管的個數為至少
兩個，彼此同向，以微帶線間隔1/2波長相并接。
本實用新型一種塔頂放大器，包括至少一級放大管，塔頂放大器還包括 兩個上述的旁路開關切換電路，其中，第一旁路開關切換電路的COM端接 射頻輸入端，NO端接放大管的輸入，第二旁路開關切換電路的COM端接射 頻輸出端，NO端接放大管的輸出，兩開關的NC端通過一電容連接構成塔 放的旁路。
與現有技術相比較，本實用新型的優點在于利用了 PIN型二極管正偏導 通，零偏或反偏截止的特性，完成對低噪聲放大器與旁路的信號切換功能， 其切換速度和穩定性更適用于塔放產品。
圖1為本實用新型旁路開關切換電路的原理示意圖2為本實用新型旁PIN型二極管的等效電路示意圖3為本實用新型塔頂放大器的旁路開關切換模塊的一種具體實現電路
圖4為圖3的另一種具體實現電路圖。
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 請參閱圖l，本實用新型的旁路開關切換電路中，當PIN型二極管D1、 D2外施加正偏電壓，此時二極管Dl和D2導通，二^f及管Dl和D2之間為1/4波長微帶線，故而，二極管D2對地短路等效為1/4波長微帶線與Dl的連接 處斷開，此時射頻信號由C0M端進入N0端；當二極管D1， D2零偏時，Dl, D2截止，射頻信號由COM端進入NC端，這樣電路就實現了射頻信號在N0端 與NC端的切換功能。
圖2給出PIN型二極管(簡稱二極管)的等效電路的示意圖，在該圖中， Rs為電極和引線電阻，Cj為載流子在I層邊界產生電荷存儲所引起的電容(一 般為PF級)，Rj為I層的電阻(一般為MQ級)。當二極管偏置電壓大于其開 啟電壓時(一般為0. 7V), 二極管導通，此時Rj很快地由幾MQ以上減小到1 Q以下，而Cj在微波頻率下，其容抗遠大于Rj，故可將其忽略，此時二極管 等效為一小電阻Rf,稱為正向電阻(阻值等于Rs + Rj)。當二極管零偏時，二 極管截止，忽略引線電阻Rs,此時二級管等效為一大電阻Rj與其結電容Cj 并聯。零偏時Rj較大，此時二級管進一步等效為一小電容Cj，其容抗為1/ (co Cj)。
請再參閱圖1對輸入端進行分析，當光電二級管D1，D2外加正偏電壓時， 二極管D1、 D2均導通，因為D1， D2之間為1/4波長樣史帶線，故D2對地短路 等效到Dl處剛好為開路狀態。此時射頻信號由Dl進入低噪聲放大管(LNA)。 當二級管Dl, D2零偏時，Dl、 D2截止，Dl、 D2相當于開路，射頻信號走旁 路，這樣電路就實現了射頻信號在LNA與旁路之間的切換。
圖3給出了在一個塔頂放大器的旁路開關切換模塊的具體實施方式
。在 該模塊中釆用兩個所述的旁路開關切換電路，由彼此的NC端通過一個電容器 進行串接，而其中屬于從射頻輸入端RF,n與低噪聲放大管LNA之間的二極管 Dl， D4， D5的個數則可視實際需要而靈活設置。
如果系統達不到收發隔離度要求，可以考慮在旁路(即圖3中從RF^至 RF。uT之間圖示和直線通路，通過一電容串接)上采用兩級隔離，即旁路上采 用兩個二極管D2和D3接地來提高隔離度。在設計通路的電路結構時要考慮 系統噪聲系數和旁路插損兩個技術指標。如優先考慮噪聲系數，可以在塔頂 放大器的前級放大管處只用一個二極管Dl。如果優先考慮旁路插損則可以在 后級放大管級連兩個二極管D4和D5，于是根據與前級放大管連接的二極管 的數目的不同可以得出兩種實現方式單管實現方式和雙管實現方式。
因為對多級放大器而言，其噪聲系數的計算公式為
,NF一 (NF2-1) /G一 (NF3-1) ……(NFn—1) /G1G2…Gn+............其中Nh為第n級放大器的噪聲系數，Gn為第n級放大器的增益。公知 的，放大器的后級的小插損的對整機的噪聲系數影響較小，由此在后級放大 管級連兩個二極管D4和D5可以得到較優的旁路插損指標。進而，也就得到 了旁路開關切換模塊的基本結構如圖3。
圖4給出了雙管實現旁路開關切換電路的具體實施方式
。
如前所述，當系統對噪聲系數的要求不高時，旁路切換開關也可采用雙 管實現方式，這時便通過犧牲一點噪聲系數來得到更小的旁路插損和更高的 隔離度。在圖4中，Dl、 D2串聯在輸入端和低噪放之間。通過這樣的實現方 式，能夠獲得更小的旁路插損和更高的隔離度，然而，與圖3中涉及的實現 方式相比，系統的噪聲系數增大了。圖3與圖4兩種不同的實施例，說明了 二極管在旁路開關切換模塊的應用的靈活性。
上述本實用新型的具體實現的特點在于
1) N0端(接低噪聲放大管LNA)與NC端(旁路輸出端)的兩個二極管 之間的微帶線長為1/4波長，這樣能獲得較小的插入損耗。
2) 考慮在旁路上采用若干級隔離，即旁路上采用多個二極管接地，能 得到系統較大的隔離度。
3 )適當增大二極管的電流可以獲得相對小的正向電阻，從而減小由COM 端(射頻輸入端口 >到N0端的插入損耗。
上述實施例為本實用新型較佳的實施方式，但并不僅僅受上述實施例的 限制，其他的任何未背離本實用新型的精神實質與原理下所作的改變、修飾、 替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，均包含在本實用新型的保護范 圍之內。
權利要求1、一種旁路開關切換電路，應用于塔頂放大器中實現信號的旁路切換，其特征在于，包括第一和第二PIN型二極管，第一PIN型二極管的陽極定義為NO端，陰極定義為COM端；第二PIN型二極管的陰極接地，陽極定義為NC端，NC端通過1/4波長微帶線與COM端相連。
2、 根據權利要求1所述的旁路開關切換電路，其特征在于所述第一PIN型二極管的個數為至少兩個，彼此同向相串接。
3、 根據權利要求1或2所述的旁路開關切換電路，其特征在于所述第二 PIN型二極管的個數為至少兩個，彼此同向，以微帶線間隔l/2波長相并接。
4、 一種塔頂放大器，包括至少一級放大管，其特征在于，塔頂放大器還包括兩個如權利要求1至3中任意一項所述的旁路開關切換電路，第一旁路開關切換電路的COM端接射頻輸入端，NO端接》文大管的輸入，第二旁路開關切換電路的COM端接射頻輸出端，NO端接放大管的輸出，兩開關的NC端通過一電容連接構成塔放的旁路。
專利摘要本實用新型公開一種塔頂放大器及其旁路開關切換電路，該電路應用于塔頂放大器中實現信號的旁路切換，包括第一和第二PIN型二極管，第一PIN型二極管的陽極定義為NO端，陰極定義為COM端；第二PIN型二極管的陰極接地，陽極定義為NC端，NC端通過1/4波長微帶線與COM端相連。該塔頂放大器通過采用兩個所述的電路而實現。與現有技術相比較，本實用新型的優點在于利用了PIN型二極管正偏導通，零偏或反偏截止的特性，完成對低噪聲放大器與旁路的信號切換功能，其切換速度和穩定性更適用于塔放產品。
文檔編號H04B7/005GK201414127SQ200920056848
公開日2010年2月24日 申請日期2009年5月19日 優先權日2009年5月19日
發明者林顯添, 韋建華 申請人:京信通信系統(中國)有限公司