时分双工塔顶放大器制造技术

用于基站收发台的时分双工塔顶放大器(TDD-TMA)包含TX线路，TX线路包括连向BTS端口的第一循环器、连向天线的第二循环器和位于所述第一和第二循环器之间的TX开关。该TDD-TMA包括RX支路，所述RX支路与所述TX线路并联，所述RX支路包括与可切换的增益线路并联的可切换的旁路线路和包括低噪声放大器(LNA)的增益线路。RX支路保护开关设置在所述TX线路和所述RX支路之间，当所述放大器处于TX模式，所述RX支路保护开关保护所述LNA。TX功率被阻止被给予到RX支路并消散在电阻负载。所述RX支路能够在增益和旁路模式之间切换。

【技术实现步骤摘要】
用于基站收发台的时分双工塔顶放大器
本专利技术总体涉及用于无线通信的基站收发台(BTS)，以及尤其涉及用于基站收发台的时分双工(TDD)放大器设备。
技术介绍
在蜂窝移动电话射频系统中，移动台(MS)，在此也指无线通信装置或者移动装置，由于基站发送的信号的高功率，移动基站能够正确地检测到BTS的发送信号。然而，因为移动装置有限的发射功率，由BTS接收器接收到的移动装置的信号要低得多。当移动装置远离BTS塔或者有物体阻碍通信时，这变得更成问题。除了接收的移动装置信号的低水平，BTS中增添的噪声进一步恶化了移动装置的信号。这是由天线和BTS柜之间的长线缆造成的。这进一步降低了接收到的移动装置的信号的水平，但是如果不比天线接收到的噪声更多，由BTS接收到的噪声水平仍然保持原样。这导致BTS接收器中的信噪比(SNR)比BTS天线或整个上行通道的高噪声系数中的更差。因此，移动通信通道是上行受限的。提高上行接收的有效的解决方法是增加一个低噪声放大器(LNA)，一般称为上行通道中的塔顶放大器(towermountedamplifier，TMA)、塔顶放大器(mastheadamplifier，MHA)或塔顶放大器(towertopamplifier，TTA)。该装置应该接近天线并位于长塔缆的前端。以这种方式，由于线缆导致的信号损失能够得到补偿。此外，系统的噪声系数是由TMA的噪声系数决定的，而不是由线缆损失决定的，TMA的噪声系数非常低(低于2dB)。以这种方式，BTS接收器能够检测到的最小信号水平减小，它转化为提高的系统灵敏度、增强的声音质量、减少的掉话和减小的MS电池功耗。提高的灵敏度增加了通信覆盖范围，结果增大了容量。进一步地，它减少了指定区域的BTS塔的数量，这对于服务提供商来说是一个大的成本缩减。另外，MS功率的减小延长了MS电池使用时间，降低了MS的制造成本，减少了对相邻蜂窝的MS干扰，以及减少了用户对MS功耗的健康问题的担心。在无线通信系统中，移动装置和BTS使用频率或时间资源的方式将该类系统划分为两个大体的类别：频分双工(FDD)和时分双工(TDD)。在FDD系统中，MS和BTS信号以不同的频带被发送。在TDD系统中，MS和BTS都使用同一频带但是它们以不同的时间间隔发送信号。市场上已有多种FDD-TMA，但是TDD-TMA是一种新型的TMA。申请人注意到归属于射频系统(RFS)的一个专利申请(美国专利申请2011/0032854，在此引入作为参考)公开了一种TDD-TMA的设计。TDD-TMA用于TDD系统例如TDD-LTE或WiMax(TM)以提高上行传输性能。图1示出了TDD-LTETMA的框图，由于BTS天线是成对的，TDD-LTETMA一般在一个包里具有两个TMA。在FDD-TMA中，发射器(TX)信号和接收器(RX)信号是在不同的频带上，但是在TDD-TMA中，TX信号和RX信号都是在同一个频带但是在不同的时间间隔或时隙。事实上，在TDD系统中，在某一个瞬间，只有TX或RX是激活的。当TX是激活的时，TMA处于TX模式，当RX是激活的时，TMA处于RX模式。在FDD-TMA中，我们使用滤波器来分离TX信号和RX信号。然而，在TDD-LTE系统中，我们使用TX/RX开关和循环器来分离TX信号和RX信号。(循环器是一种被动的三个端口或四个端口的装置，它在一个端口接收微波，并将旋转的微波发射到下一个端口，也就是它会导致微波的偏振面从一个端口到下一个端口的不可逆旋转)。TMA是双TMA，由天线接口标准组织(AISG)协议或用于到达BTS1端口的信号的任一其它这类标准控制。所有这些端口都典型地具有雷击保护电路。TMA的控制部分在TX/RX切换电路、控制和同步上不同于FDD-TMA。如图1中的例子所示，根据掩码(spuriousmask)的需求，天线端口的带通滤波器(BPF)是可选择地使用的。在此公开了提高基站性能的TDD-TMA的改进了的技术及电路。
技术实现思路
总体来说，本专利技术提供在TDD-TMA中保护LNA免于遭受TX功率的用于TX/RX开关的一种创新的电路设计和技术。因此，本专利技术的一方面是用于基站收发台的TDD-TMA。所述放大器包括LNA和TX/RX切换电路，所述TX/RX切换电路包括：连向BTS端口的第一循环器；连向天线的第二循环器；位于所述第一和第二循环器之间的TX开关；以及位于所述第二循环器和所述LNA之间的RX支路保护开关，用于当所述放大器处于TX模式时保护所述LNA。本专利技术的另一方面是用于BTS的TDD-TMA。所述放大器包括TX线路，所述TX线路包括连向BTS端口的第一循环器、连向天线的第二循环器以及位于所述第一和第二循环器之间的TX开关；所述放大器包括RX支路，所述RX支路与所述TX线路并联，所述RX支路包括与可切换的增益线路并联的可切换的旁路线路，所述增益线路包括低噪声放大器(LNA)；所述放大器包括RX支路保护开关，位于所述TX线路和所述RX支路之间，当所述放大器处于TX模式时，所述RX支路保护开关保护所述LNA。本专利技术的另一方面是一种BTS，所述BTS包括：天线；连接所述天线的时分双工塔顶放大器(TDD-TMA)；以及通过通信线缆与所述TDD-TMA连接的BTS收发器；所述TDD-TMA包括：TX线路，包括连向BTS端口的第一循环器、连向天线的第二循环器以及位于所述第一和第二循环器之间的TX开关；RX支路，与所述TX线路并联，所述RX支路包括与增益线路并联的旁路线路，所述增益线路包括低噪声放大器(LNA)的增益线路；以及RX支路保护开关，位于所述TX线路和所述RX支路之间，当所述放大器处于TX模式时，所述RX支路保护开关保护所述LNA。本专利技术的另一方面是一种用于将TDD-TMA从RX模式切换到TX模式的方法，所述方法包括：检测具有第一循环器和第二循环器的TX线路中TX功率的增加；通过接通将增益线路的每一端接地的一对开关的每一个，隔离与所述TX线路并联的RX支路的所述增益线路中的低噪声放大器(LNA)；断开将所述第二循环器接地的RX支路保护开关；以及断开所述TX线路中的TX开关以使得TX功率从所述第一循环器通过所述第二循环器到所述天线，遍历所述TX线路。本专利技术的另一方面是一种用于将时分双工塔顶放大器从TX模式切换到RX模式的方法，所述方法包括：检测具有第一循环器和第二循环器的TX线路中TX功率的减少；接通所述TX线路中的TX开关；断开将包含低噪声放大器的增益线路的每一端接地的一对开关中的每一个；以及接通将所述第二循环器接地的RX支路保护开关。下面描述涉及附图的本专利技术的其它方面。附图说明本专利技术的进一步特征和优点将在结合以下附图进行的下面的详细描述中变得明显，其中：图1是实现双TMA设计的TDD-LTETMA框图；图2a是包含用于两个新的TX/RX开关中的每一个和循环器的电路图的改进的TDD-LTETMA框图；图2b是包含用于新的TX/RX开关和循环器的电路图的改进的TDD-LTETMA的简化的框图；图3是示出当运行在不同模式下时四个开关的每一个的开关状态的示意图；图4是描述从RX模式切换到TX模式的步骤的流程图；图5是描述从TX模式切换到RX模式的步骤的流程图；图6本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于基站收发台的时分双工塔顶放大器，所述放大器包括：低噪声放大器(LNA)；TX/RX切换电路包括：连向BTS端口的第一循环器；连向天线的第二循环器；位于所述第一和第二循环器之间的TX开关；以及位于所述第二循环器和所述LNA之间的RX支路保护开关，用于当所述放大器处于TX模式时保护所述LNA。

【技术特征摘要】
2011.09.21 US 61/537,3451.一种用于基站收发台(BTS)的时分双工塔顶放大器，所述放大器包括：低噪声放大器(LNA)；TX/RX切换电路包括：连向BTS端口的第一循环器；连向天线的第二循环器；位于所述第一和第二循环器之间的TX开关；以及位于所述第二循环器和所述LNA的输入端之间的RX支路保护开关，用于当所述放大器处于TX模式时保护所述LNA，其中，所述RX支路保护开关包括单个PIN二极管和接地的电阻负载，所述LNA的输出端连接到所述第一循环器。2.如权利要求1所述的放大器，其中，所述TX开关包括接地的单个PIN二极管。3.如权利要求1所述的放大器，其中，所述TX开关包括第三循环器、连接到所述第三循环器的单个PIN二极管和连接到所述PIN二极管的电阻负载，所述负载接地。4.如权利要求2所述的放大器，进一步包括:RX支路，所述RX支路包括与增益线路并联的旁路线路，所述增益线路包括所述LNA；以及位于所述第一循环器和所述RX支路之间的连接到所述第一循环器的隔离器。5.如权利要求3所述的放大器，进一步包括：RX支路，所述RX支路包括与增益线路并联的旁路线路，所述增益线路包括所述LNA；以及位于所述第一循环器和所述RX支路之间的连接到所述第一循环器的隔离器。6.如权利要求1所述的放大器，包括：包括LNA的可切换的增益线路，用于可选择地以增益模式运行；以及与所述增益线路并联的可切换的旁路线路，所述旁路线路包括四分之一波长传输线路部分和二个接地的二极管，用于可选择地或者当没有直流电源时以旁路模式运行。7.如权利要求1所述的放大器，进一步包括连接RX支路中的增益线路中的LNA的带通滤波器。8.如权利要求1所述的放大器，包括连接在所述第一循环器和所述BTS端口之间的定向耦合器。9.如权利要求1所述的放大器，包括用于在增益和旁路模式之间切换的四个二极管，其中，所述四个二极管中的两个连接在旁路线路中，所述四个二极管中的另外两个连接增益线路的终端。10.一种用于基站收发台(BTS)的时分双工塔顶放大器(TDD-TMA)，所述放大器包括：TX线路，包括连向BTS端口的第一循环器、连向天线的第二循环器以及位于所述第一和第二循环器之间的TX开关；RX支路，与所述TX线路并联，所述RX支路包括与可切换的增益线路并联的可切换的旁路线路，所述增益线路包括低噪声放大器(LNA)；以及RX支路保护开关，位于所述TX线路和所述RX支路之间，当所述放大器处于TX模式时，所述RX支路保护开关保护所述LNA，其中，所述RX支路保护开关包括单个PIN二极管和接地的电阻负载。11.如权利要求10所述的TDD-TMA，其中，所述TX开关包括接地的PIN二极管，以及其中，所述RX支路保护开关包括接地的PIN二极管。12.如权利要求10所述的TDD-TMA，其中，所述TX开关包括循环器、PIN二极管和接地的电阻负载，以及其中，所述RX支路保护开关包括通过电阻负载接地的PIN二极管。13.如权利要求10所述的TDD-TMA，其中，所述增益线...

【专利技术属性】
技术研发人员：萨德克·法扎内，周昭端，
申请(专利权)人：世达普通信设备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：