一種基于自動(dòng)增益控制技術(shù)的WiFi信號(hào)放大器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種基于自動(dòng)增益控制技術(shù)的WiFi信號(hào)放大器。該放大器包括天線，上行鏈路，下行鏈路，控制模塊，電源模塊。上行鏈路包括依次連接的帶通濾波器，低噪聲放大器；下行鏈路包括依次連接的數(shù)字衰減器，帶通濾波器，功率放大器，單片機(jī)。其中單片機(jī)、數(shù)字衰減器完成自動(dòng)增益控制功能。本實(shí)用新型中實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)增益控制功能，使得WiFi信號(hào)放大器的信號(hào)源輸入功率范圍大大增加，并且不用因?yàn)樾盘?hào)源的輸入功率大小不同而手動(dòng)調(diào)節(jié)下行鏈路的增益，增強(qiáng)了該WiFi信號(hào)放大器的適用性，基本適用于大部分AP、路由、網(wǎng)卡，能有效、方便的完成WiFi信號(hào)放大功能，并且該放大器具有發(fā)射功率大，接收靈敏度高特點(diǎn)，從而增大WiFi信號(hào)覆蓋范圍。
【專利說(shuō)明】—種基于自動(dòng)增益控制技術(shù)的WiFi信號(hào)放大器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及WiFi信號(hào)放大器，特別涉及一種基于自動(dòng)增益控制技術(shù)的WiFi信號(hào)放大器。

【背景技術(shù)】
[0002]民用級(jí)或企業(yè)級(jí)WiFi無(wú)線設(shè)備，如路由、網(wǎng)卡、AP、CPE的信號(hào)輸出功率一般在20毫瓦(13dBm)到200毫瓦(23dBm)之間。但隨著使用WiFi設(shè)備的用戶越來(lái)越多，使用WiFi設(shè)備的時(shí)間越來(lái)越多，人們對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和信號(hào)強(qiáng)度的要求越來(lái)越高，目前的路由、網(wǎng)卡、AP等WiFi設(shè)備因?yàn)楣β势?，穿墻能力差，覆蓋范圍有限等原因，已經(jīng)滿足不了現(xiàn)代用戶的需求。為了解決這個(gè)問(wèn)題，很多企業(yè)或研發(fā)機(jī)構(gòu)開(kāi)發(fā)了 WiFi信號(hào)放大器來(lái)放大WiFi設(shè)備的輸出功率，以求增大覆蓋范圍、增強(qiáng)穿墻能力的目的。但是因?yàn)槟壳笆袌?chǎng)上的WiFi無(wú)線設(shè)備輸出功率不等，而WiFi信號(hào)放大器的下行增益又是固定的，且功率放大器的線性(不失真)功率是有限的，從而導(dǎo)致很多場(chǎng)景需要定制配套下行增益的WiFi信號(hào)放大器。這個(gè)問(wèn)題導(dǎo)致用戶使用WiFi信號(hào)放大器極其不便，往往需要更改多次下行增益才能解決。大大影響了 WiFi信號(hào)放大器的適用性和用戶體驗(yàn)。本文提出了一種帶有自動(dòng)增益控制功能的WiFi信號(hào)放大器，解決了目前傳統(tǒng)WiFi信號(hào)放大器的不足。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型目的是:提供一種基于自動(dòng)增益控制技術(shù)的WiFi信號(hào)放大器。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:
[0005]一種基于自動(dòng)增益控制技術(shù)的WiFi信號(hào)放大器，其特征在于:包括天線及分別與其連接并通過(guò)其接收和發(fā)射WIFI信號(hào)的上行鏈路和下行鏈路，所述下行鏈路帶有自動(dòng)增益控制模塊；所述WiFi信號(hào)放大器還包括同時(shí)與上行鏈路和下行鏈路連接，并控制二者的工作狀態(tài)的控制模塊。
[0006]優(yōu)選的，所述下行鏈路包括依次連接的數(shù)字衰減器、第一帶通濾波器、功率放大器以及自動(dòng)增益控制模塊，所述數(shù)字衰減器輸入端連接有信號(hào)源，功率放大器輸出端連接天線；所述自動(dòng)增益控制模塊接收功率放大器的功率檢測(cè)信號(hào)和控制模塊輸出的上下行控制信號(hào)，并輸出衰減器讀寫信號(hào)和衰減值信號(hào)到數(shù)字衰減器。
[0007]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述自動(dòng)增益控制模塊采用單片機(jī)。
[0008]優(yōu)選的，所述上行鏈路包括依次連接的第二帶通濾波器和低噪聲放大器，其中第二帶通濾波器的輸入端連接天線，低噪聲放大器的輸出端連接控制模塊。
[0009]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述低噪聲放大器的輸出端和信號(hào)源通過(guò)一 3dB耦合器連接到控制模塊，所述控制模塊包括依次連接的檢波器和比較器，信號(hào)源輸入信號(hào)經(jīng)3dB耦合器耦合到控制模塊，最終輸出一個(gè)上下行控制信號(hào)。
[0010]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述下行鏈路的數(shù)字衰減器與上行鏈路的低噪聲放大器分別通過(guò)第一射頻開(kāi)關(guān)連接連接3dB耦合器。
[0011]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述下行鏈路的功率放大器與上行鏈路的第二帶通濾波器分別通過(guò)第二射頻開(kāi)關(guān)連接天線。
[0012]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述第一帶通濾波器的頻率通帶為2.4GHz?2.485GHz。
[0013]進(jìn)一步優(yōu)選的，所述第二帶通濾波器的頻率通帶為2.4GHz?2.485GHz。
[0014]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:本實(shí)用新型中實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)增益控制功能，使得WiFi信號(hào)放大器的信號(hào)源輸入功率范圍大大增加，并且不用因?yàn)樾盘?hào)源的輸入功率大小不同而手動(dòng)調(diào)節(jié)下行鏈路的增益，增強(qiáng)了該WiFi信號(hào)放大器的適用性，基本適用于大部分AP、路由、網(wǎng)卡，能有效、方便的完成WiFi信號(hào)放大功能，并且該放大器具有發(fā)射功率大，接收靈敏度高特點(diǎn)，從而增大WiFi信號(hào)覆蓋范圍。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述:
[0016]圖1為本實(shí)用新型所述的基于自動(dòng)增益控制技術(shù)的WiFi信號(hào)放大器的原理框圖；
[0017]圖2為本實(shí)用新型所述的單片機(jī)控制衰減器讀寫信號(hào)輸出的原理圖。
[0018]其中:1、第一射頻開(kāi)關(guān)；2、數(shù)字衰減器；3、第一帶通濾波器；4、功率放大器；5、單片機(jī)；6、第二射頻開(kāi)關(guān)；7、天線；8、第二帶通濾波器；9、低噪聲放大器；10、3dB耦合器；11、檢波器；12、比較器。

【具體實(shí)施方式】
[0019]以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)上述方案做進(jìn)一步說(shuō)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例是用于說(shuō)明本實(shí)用新型而不限于限制本實(shí)用新型的范圍。實(shí)施例中采用的實(shí)施條件可以根據(jù)具體廠家的條件做進(jìn)一步調(diào)整，未注明的實(shí)施條件通常為常規(guī)實(shí)驗(yàn)中的條件。
[0020]實(shí)施例:
[0021]本實(shí)施例描述了一種帶有自動(dòng)增益控制功能的WiFi信號(hào)放大器，其原理框圖如圖1所示，所示W(wǎng)iFi信號(hào)放大器包括天線，上行鏈路，下行鏈路，控制模塊，電源模塊。上行鏈路包括依次連接的帶通濾波器，低噪聲放大器；下行鏈路包括依次連接的數(shù)字衰減器，帶通濾波器，功率放大器，單片機(jī)。其中單片機(jī)、數(shù)字衰減器完成自動(dòng)增益控制功能。
[0022]所述的上行鏈路用于接收信號(hào)，下行鏈路用于發(fā)射WiFi信號(hào)。
[0023]上行鏈路包括依次連接的2.4GHz?2.485GHz的第二帶通濾波器8、低噪聲放大器
9。在上行鏈路中，天線感應(yīng)到信號(hào)后，經(jīng)過(guò)射頻開(kāi)關(guān)6后先通過(guò)2.4GHz?2.485GHz的第二帶通濾波器8進(jìn)行濾波，再進(jìn)入低噪聲放大器9對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行放大，最后從射頻開(kāi)關(guān)I輸出。
[0024]進(jìn)一步，下行鏈路包括依次連接的數(shù)字衰減器2、2.4GHz?2.485GHz的第一帶通濾波器3、功率放大器4、單片機(jī)5。輸入信號(hào)從射頻開(kāi)關(guān)I進(jìn)入到數(shù)字衰減器2，再經(jīng)過(guò)
2.4GHz?2.485GHz的第一帶通濾波器3濾波后，進(jìn)入功率放大器4進(jìn)行功率放大，輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)射頻開(kāi)關(guān)6傳遞到天線，數(shù)字衰減器2、功率放大器4、單片機(jī)5共同完成自動(dòng)增益控制功能。功率放大器4同時(shí)具有功率檢測(cè)功能，可以檢測(cè)到與輸出功率對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)，這個(gè)電壓信號(hào)輸入進(jìn)單片機(jī)5。如果功率放大器不具備功率檢測(cè)功能，可以在功率放大器輸出端添加定向耦合器，耦合出一部分功率信號(hào)，進(jìn)入檢波器得到電壓信號(hào)，再輸入進(jìn)單片機(jī)。單片機(jī)根據(jù)此功率檢測(cè)電壓信號(hào)，上下行控制信號(hào)作為依據(jù)，按照算法輸出衰減值信號(hào)和衰減器讀寫信號(hào)來(lái)控制數(shù)字衰減器的衰減量和更改衰減量的時(shí)刻。
[0025]進(jìn)一步，所述數(shù)字衰減器，功率放大器，單片機(jī)完成自動(dòng)增益控制功能，使下行鏈路的輸出功率始終保持在一定的范圍內(nèi)，不受輸入功率的影響。
[0026]控制模塊包括檢波器11，比較器12，輸入信號(hào)經(jīng)3dB耦合器耦合到控制模塊，最終輸出一個(gè)上下行控制信號(hào)。所述控制模塊通過(guò)檢波器檢測(cè)信號(hào)強(qiáng)度，若檢測(cè)到信號(hào)強(qiáng)度大于閥值，則判決為發(fā)射狀態(tài)，控制模塊打開(kāi)下行鏈路并關(guān)閉上行鏈路，此時(shí)下行鏈路開(kāi)始向天線發(fā)射2.4GHz?2.485GHz信號(hào)。
[0027]若控制模塊檢測(cè)到的信號(hào)小于閥值，則判決為接收狀態(tài)，控制模塊打開(kāi)上行鏈路，并關(guān)閉下行鏈路，此時(shí)模塊開(kāi)始從天線接收2.4GHz?2.485GHz信號(hào)。
[0028]如圖2所示，單片機(jī)具體算法如下:單片機(jī)輸入端得到功率檢測(cè)信號(hào)和WiFi上下行控制信號(hào)，由于WiFi屬于TDD (時(shí)分)系統(tǒng)，并且在發(fā)射時(shí)，每個(gè)數(shù)據(jù)包直接都有間隔，如圖2中的t3。在tl時(shí)間內(nèi)發(fā)射數(shù)據(jù)包，功率放大器此時(shí)開(kāi)啟；t3為保護(hù)間隔，受上下行控制信號(hào)控制，功率放大器此時(shí)處于關(guān)閉狀態(tài)。單片機(jī)在tl時(shí)間段內(nèi)，對(duì)功率檢測(cè)信號(hào)取多次樣，求出平均值VO，將此平均值與設(shè)定值(將功率放大器輸出功率定在Pl到P2之間，則對(duì)應(yīng)的電壓值為Vl到V2之間，且P2大于P1，V2大于VI)比較，如果VO小于VI，則使數(shù)字衰減器衰減量減小0.5dB，在tl結(jié)束后再延遲t2，這個(gè)時(shí)候數(shù)字衰減器才可以完成這個(gè)變化，以防止影響功率放大器的正常工作，因?yàn)樵诠β史糯笃鏖_(kāi)啟時(shí)數(shù)字衰減器的變化會(huì)惡化功率放大器的線性度(EVM)。如此循環(huán)，直到VO落在Vl與V2之間。如果剛開(kāi)始VO大于V2，則使數(shù)字衰減器衰減量增大0.5dB,同樣，必須在tl結(jié)束后再延遲t2，數(shù)字衰減器才可以完成這個(gè)衰減量的變化，如此循環(huán)，直到VO落在Vl與V2之間。從而完成使功率放大器的輸出值始終保持在Pl和P2之間。
[0029]上述實(shí)例只為說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人是能夠了解本實(shí)用新型的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本實(shí)用新型精神實(shí)質(zhì)所做的等效變換或修飾，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于自動(dòng)增益控制技術(shù)的WiFi信號(hào)放大器，其特征在于:包括天線及分別與其連接并通過(guò)其接收和發(fā)射WIFI信號(hào)的上行鏈路和下行鏈路，所述下行鏈路帶有自動(dòng)增益控制模塊；所述WiFi信號(hào)放大器還包括同時(shí)與上行鏈路和下行鏈路連接，并控制二者的工作狀態(tài)的控制模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于自動(dòng)增益控制技術(shù)的WiFi信號(hào)放大器，其特征在于:所述下行鏈路包括依次連接的數(shù)字衰減器、第一帶通濾波器、功率放大器以及自動(dòng)增益控制模塊，所述數(shù)字衰減器輸入端連接有信號(hào)源，功率放大器輸出端連接天線；所述自動(dòng)增益控制模塊接收功率放大器的功率檢測(cè)信號(hào)和控制模塊輸出的上下行控制信號(hào)，并輸出衰減器讀寫信號(hào)和衰減值信號(hào)到數(shù)字衰減器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于自動(dòng)增益控制技術(shù)的WiFi信號(hào)放大器，其特征在于:所述自動(dòng)增益控制模塊采用單片機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于自動(dòng)增益控制技術(shù)的WiFi信號(hào)放大器，其特征在于:所述上行鏈路包括依次連接的第二帶通濾波器和低噪聲放大器，其中第二帶通濾波器的輸入端連接天線，低噪聲放大器的輸出端連接控制模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于自動(dòng)增益控制技術(shù)的WiFi信號(hào)放大器，其特征在于:所述低噪聲放大器的輸出端和信號(hào)源通過(guò)一 3dB耦合器連接到控制模塊，所述控制模塊包括依次連接的檢波器和比較器，信號(hào)源輸入信號(hào)經(jīng)3dB耦合器耦合到控制模塊，最終輸出一個(gè)上下行控制信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于自動(dòng)增益控制技術(shù)的WiFi信號(hào)放大器，其特征在于:所述下行鏈路的數(shù)字衰減器與上行鏈路的低噪聲放大器分別通過(guò)第一射頻開(kāi)關(guān)連接連接3dB率禹合器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于自動(dòng)增益控制技術(shù)的WiFi信號(hào)放大器，其特征在于:所述下行鏈路的功率放大器與上行鏈路的第二帶通濾波器分別通過(guò)第二射頻開(kāi)關(guān)連接天線。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于自動(dòng)增益控制技術(shù)的WiFi信號(hào)放大器，其特征在于:所述第一帶通濾波器的頻率通帶為2.4GHz?2.485GHz。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于自動(dòng)增益控制技術(shù)的WiFi信號(hào)放大器，其特征在于:所述第二帶通濾波器的頻率通帶為2.4GHz?2.485GHz。
【文檔編號(hào)】H03F3/20GK204089741SQ201420461320
【公開(kāi)日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年8月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月15日
【發(fā)明者】高懷, 李昕, 朱向偉, 蔡士琦, 周智俐 申請(qǐng)人:蘇州華士無(wú)線科技有限公司