本實用新型涉及射頻技術領域，尤其涉及一種輸出過功率保護裝置及射頻系統(tǒng)。

背景技術：

射頻(Radio Frequency：RF)專指具有一定波長可用于無線電通信的電磁波。用來產(chǎn)生射頻的高頻電路成為射頻電路，基本上是由無源元件、有源器件和無源網(wǎng)絡組成的。隨著通信技術的發(fā)展，通信設備所用頻率日益提高，射頻(RF)在通信系統(tǒng)中廣泛應用，射頻電路設計領域得到了工業(yè)界的特別關注。

在射頻領域的有源發(fā)射\接收系統(tǒng)及LNA(低噪放)、PA(功放)系統(tǒng)中，其增益及輸出功率、駐波比等主要射頻特性隨著環(huán)境溫度的改變而改變，尤其在惡劣的室外環(huán)境下工作或處于長期發(fā)熱工作狀態(tài)的有源系統(tǒng)，其射頻特性和穩(wěn)定性會受到嚴重影響，甚至不能正常工作。

射頻模塊是射頻系統(tǒng)中的射頻功率放大的主要部件，當射頻模塊的輸入功率一定，外界環(huán)境變化時，射頻模塊增益變大，其最大輸出功率有可能超出額定最大輸出功率，并隨著溫度的升高，由于散熱不良，射頻模塊內(nèi)部的功放管的性能變差，極有可能產(chǎn)生與頻率相關的熱回授，引起低頻自激，射頻模塊的輸出功率突然變大，從面影響射頻系統(tǒng)的正常工作。

目前，對射頻模塊所工作的射頻系統(tǒng)的保護技術，主要是在射頻模塊內(nèi)部電路設計階段引入射頻保護電路，包括一些射頻衰減器、峰值限幅器之類的元器件作為保護器件，但是，射頻衰減器的衰減量和峰值限幅器的最大承受功率有一定的承受范圍，當衰減量超過射頻衰減器的最大衰減量或輸入功率超過限幅器的最大輸出功率時，射頻模塊的輸出功率過大，保護不了整個射頻系統(tǒng)，而且上述技術是應用在射頻模塊內(nèi)部，無法適用于其他射頻模塊。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是，提供一種輸出過功率保護裝置及射頻系統(tǒng)，能保護射頻模塊所工作的射頻系統(tǒng)，并適用于多種類型的射頻模塊。

為解決以上技術問題，本實用新型實施例提供的一種輸出過功率保護裝置，包括功分器、功率檢測器、處理器、射頻開關和功率負載；所述功分器具有射頻輸入端、第一輸出端和第二輸出端；所述處理器具有功率檢測端和第一控制端；所述射頻開關具有開關輸入端、輸出切換端、負載輸出端和射頻輸出端；

所述功分器的第一輸出端通過所述功率檢測器與所述處理器的功率檢測端連接；所述功分器的第二輸出端與所述射頻開關的開關輸入端連接；所述處理器的第一控制端與所述射頻開關的輸出切換端連接；所述射頻開關的負載輸出端與所述功率負載連接。

進一步地，所述功分器為耦合器。所述耦合器具有將射頻信號從主干通道中提取出一小部分的信號給所述功率檢測器檢測的功能。

進一步地，所述射頻開關為高隔離射頻開關。所述高隔離射頻開關用作射頻信號傳輸路徑的接收與發(fā)射、頻段選擇的切換，同時能夠保證接收與發(fā)射鏈路之間的隔離度。

進一步地，所述輸出過功率保護裝置還包括告警模塊；所述處理器具有第二控制端；所述處理器的第二控制端與所述告警模塊連接。

進一步地，所述告警模塊包括調(diào)制解調(diào)器、SIM卡、天線；所述處理器的第二控制端通過調(diào)制解調(diào)器與所述天線連接；所述調(diào)制解調(diào)器與所述SIM卡連接。當系統(tǒng)需要進行維護時，所述處理器控制所述調(diào)制解調(diào)器通過天線發(fā)送短信到設備維護人員的手機上，所述SIM卡上存儲有設備維護人員的手機接收地址。

進一步地，所述告警模塊包括蜂鳴器；所述處理器的第二控制端與所述蜂鳴器連接。當系統(tǒng)需要進行維護時，所述蜂鳴器能發(fā)出聲音來提醒設備維護人員進行維護。

進一步地，所述告警模塊還包括顯示控制器和顯示器；所述處理器的第二控制端通過所述顯示控制器與所述顯示器連接。當系統(tǒng)需要進行維護時，所述處理器通過所述顯示控制器控制所述顯示器顯示故障信息，提醒設備維護人員進行系統(tǒng)維護。

同時，本實用新型還提供一種射頻系統(tǒng)，包括射頻模塊、輸出過功率保護裝置和射頻后端模塊；所述輸出過功率保護裝置為以上所述的輸出過功率保護裝置；所述射頻模塊通過所述輸出過功率保護裝置與所述射頻后端模塊連接。

進一步地，所述射頻系統(tǒng)還包括第一射頻電纜和第二射頻電纜；所述射頻模塊依次通過所述第一射頻電纜、所述輸出過功率保護裝置、所述第二射頻電纜與所述射頻后端模塊相連接。以上所述射頻電纜用于傳輸所述射頻功率信號，并具有損耗小，屏蔽性高的性能。

進一步地，所述射頻模塊具有第一輸出接口，所述功分器的射頻輸入端具有第一輸入接口；所述射頻開關的射頻輸出端具有第二輸出接口，所述射頻后端模塊具有第二輸入接口；

所述射頻模塊的第一輸出接口通過所述第一射頻電纜與所述功分器的第一輸入接口連接；所述射頻開關的第二輸出接口通過所述第二射頻電纜與所述射頻后端模塊的第二輸入接口連接。以上所述的四個接口都是射頻連接器，一般優(yōu)選為SMA頭或N頭。

相比于現(xiàn)有技術，本實用新型所提供的一種輸出過功率保護裝置及射頻系統(tǒng)的有益效果在于：射頻模塊通過耦合器輸出射頻功率信號到射頻開關，處理器通過采樣功率檢測器的輸出電壓來控制射頻開關，當射頻模塊的輸出功率過大時，處理器控制射頻開關來斷開與射頻輸出端的通路，同時將射頻開關切換到負載輸出端，輸出射頻功率信號到負載電路，從而在物理鏈路上斷開射頻模塊與射頻模塊后端設備的連接，保護射頻模塊所工作的整個射頻系統(tǒng)。而且，本實用新型提供的輸出過功率保護裝置可作為一種模塊，獨立于射頻模塊外部，適用于多種類型的射頻模塊。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例的一種射頻系統(tǒng)的結(jié)構示意圖；

圖2是本實用新型實施例的一種輸出過功率保護裝置的結(jié)構示意圖；

圖3是圖2中的告警模塊的實施方式一的結(jié)構示意圖；

圖4是圖2中的告警模塊的實施方式二的結(jié)構示意圖；

圖5是圖2中的告警模塊的實施方式三的結(jié)構示意圖；

圖6是圖2中的告警模塊的實施方式四的結(jié)構示意圖；

圖7是圖2中的告警模塊的實施方式五的結(jié)構示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

參見圖2，其是本實用新型實施例的一種輸出過功率保護裝置的結(jié)構示意圖。

所述輸出過功率保護裝置20包括功分器21、功率檢測器22、處理器23、射頻開關24和功率負載25；所述耦合器21具有射頻輸入端、第一輸出端和第二輸出端；所述處理器23具有功率檢測端和第一控制端；所述射頻開關24具有開關輸入端、輸出切換端、負載輸出端和射頻輸出端；

所述功分器21的第一輸出端通過所述功率檢測器22與所述處理器23的功率檢測端連接；所述功分器21的第二輸出端與所述射頻開關24的開關輸入端連接；所述處理器23的第一控制端與所述射頻開關24的輸出切換端連接；所述射頻開關24的負載輸出端與所述功率負載25連接。

具體地，所述功分器21接收射頻功率信號，并分成兩路信號，所述功分器21的第一輸出端輸出一路檢測功率信號到所述功率檢測器22，所述功分器21的第二輸出端輸出一路輸出功率信號到所述射頻開關24；由于所述功分器21的第二輸出端的輸出功率信號相對于所述射頻功率信號，其損耗相對較小，因而，所述輸出功率信號可等效為所述射頻功率信號；

所述功率檢測器22檢測所述檢測功率信號并輸出與所述檢測功率信號相對應的電壓；

所述處理器23是一塊超大規(guī)模的集成電路，包括運算器、控制器、若干個寄存器和高速緩沖存儲器及實現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)的總線；具體實現(xiàn)時，所述處理器23通過采樣所述電壓計算得出所述射頻功率信號的輸出功率，把所述射頻功率信號的輸出功率與所述射頻功率信號的標稱最大輸出功率做比較，同時統(tǒng)計所述輸出功率大于所述標稱最大輸出功率的次數(shù)，并比較所述次數(shù)與額定次數(shù)的大小，若所述次數(shù)大于所述額定次數(shù)，所述處理器23的第一控制端輸出控制信號到所述射頻開關24，否則所述處理器23繼續(xù)返回采樣所述電壓；

所述處理器23輸出的控制信號控制所述射頻開關24斷開所述射頻輸出端的通路并切換到所述負載輸出端，所述射頻功率信號通過所述射頻開關24輸出到所述功率負載25，所述功率負載25滿足所述射頻功率信號的阻抗匹配及所承受功率范圍的要求，從而達到保護射頻系統(tǒng)的目的。

優(yōu)選地，所述功分器21為耦合器。所述耦合器具有將射頻信號從主干通道中提取出一小部分的信號給所述功率檢測器檢測的功能。

優(yōu)選地，所述射頻開關24為高隔離射頻開關。所述高隔離射頻開關用作射頻信號傳輸路徑的接收與發(fā)射、頻段選擇的切換，同時能夠保證接收與發(fā)射鏈路之間的隔離度。

進一步地，所述輸出過功率保護裝置20還包括告警模塊26；所述處理器23具有第二控制端；所述處理器23的第二控制端與所述告警模塊連接。具體地，當所述處理器23的第一控制端控制所述射頻開關24切換到所述功率負載25的鏈路的同時，所述處理器23的第二控制端控制所述告警模塊26發(fā)出相應的告警信息，提醒設備維護人員進行設備維護。

請參閱圖3，其是圖2中的告警模塊的實施方式一的結(jié)構示意圖。所述告警模塊26包括調(diào)制解調(diào)器261、SIM卡262、天線263；所述處理器23的第二控制端通過所述調(diào)制解器261與所述天線263連接；所述調(diào)制解器261與所述SIM卡262連接。具體地，所述調(diào)制解調(diào)器261具有插入所述SIM卡262的卡槽，所述SIM卡262通過插入所述調(diào)制解調(diào)器261的卡槽與所述調(diào)制解調(diào)器261連接。當處理器23的第一控制端控制所述射頻開關24斷開所述射頻輸出端的通路并切換到所述負載輸出端時，所述處理器23第二控制端控制所述調(diào)制解調(diào)器261發(fā)送警告短信通過所述天線263發(fā)射，傳送到所述SIM卡262內(nèi)存儲的設備維護人員的手機信號地址，從而及時通知設備維護人員能到現(xiàn)場進行系統(tǒng)維護。

請參閱圖4，其是圖2中的告警模塊的實施方式二的結(jié)構示意圖。所述告警模塊26包括蜂鳴器264；所述處理器23的第二控制端與所述蜂鳴器264連接。具體地，當處理器23第一控制端控制所述射頻開關24斷開所述射頻輸出端的通路并切換到所述負載輸出端時，所述處理器23的第二控制端控制所述蜂鳴器264發(fā)出聲音，提醒設備維護人員進行系統(tǒng)維護。

進一步地，所述告警模塊還包括顯示控制器265和顯示器266；所述處理器23的第二控制端通過所述顯示控制器265與所述顯示器266連接。具體地，當處理器23第一控制端控制所述射頻開關24斷開所述射頻輸出端的通路并切換到所述負載輸出端時，所述處理器23第二控制端通過所述顯示控制器265控制所述顯示器266顯示相應的故障信息，提醒設備維護人員進行系統(tǒng)維護。

具體實施時，所述顯示控制器265和顯示器266兩者即可作為告警模塊，請參閱圖5，其是圖2中的告警模塊的實施方式三的結(jié)構示意圖。

所述告警模塊也可以同時包括所述顯示控制器265、所述顯示器266和所述調(diào)制器261、所述SIM卡262、所述天線263；所述處理器23的第二控制端通過所述顯示控制器265與所述顯示器266連接，同時，所述處理器23的第二控制端通過調(diào)制解器261與所述天線263連接；所述調(diào)制解器261與所述SIM卡262連接，具體參閱圖6，其是圖2中的告警模塊的實施方式四的結(jié)構示意圖。

所述告警模塊還可以是同時包括所述顯示控制器265、所述顯示器266和所述蜂鳴器264；所述顯示控制器265與所述顯示器266連接后，和所述蜂鳴器264并聯(lián)連接到所述處理器23的第二控制端，具體參閱圖7，其是圖2中的告警模塊的實施方式五的結(jié)構示意圖。

參見圖1，其是本實用新型實施例的一種射頻系統(tǒng)的結(jié)構示意圖。

同時，本實用新型還保護一種射頻系統(tǒng)，包括射頻模塊10、輸出過功率保護裝置20和射頻后端模塊30；所述輸出過功率保護裝置20為以上所述的輸出過功率保護裝置；所述射頻模塊10通過所述輸出過功率保護裝置20與所述射頻后端模塊30連接。

進一步地，所述射頻系統(tǒng)還包括第一射頻電纜40和第二射頻電纜50；所述射頻模塊10依次通過所述第一射頻電纜40、所述輸出過功率保護裝置20、所述第二射頻電纜50與所述射頻后端模塊30相連接。以上所述射頻電纜用于傳輸所述射頻功率信號，并具有損耗小，屏蔽性高的性能。

進一步地，所述射頻模塊10具有第一輸出接口，所述功分器21的射頻輸入端具有第一輸入接口；所述射頻開關24的射頻輸出端具有第二輸出接口，所述射頻后端模塊30具有第二輸入接口；

所述射頻模塊10的第一輸出接口通過所述第一射頻電纜40與所述功分器21的第一輸入接口連接；所述射頻開關24的第二輸出接口通過所述第二射頻電纜50與所述射頻后端模塊30的第二輸入接口連接。以上所述的四個接口都是射頻連接器，一般優(yōu)選為SMA頭或N頭。

相比于現(xiàn)有技術，本實用新型所提供的一種輸出過功率保護裝置的有益效果在于：可以作為一個保護模塊安裝在射頻模塊的輸出端口，當射頻模塊的輸出功率過大時，從物理鏈路上斷開射頻模塊和射頻模塊后端連接的設備，從而保護射頻模塊所工作的整個射頻系統(tǒng)，并且發(fā)出相應的告警信息，提醒設備人員進行設備維護，另外，其可應用于多種類型的射頻模塊。同時，本實用新型還提供了一種射頻系統(tǒng)，包括以上所述的輸出過功率保護裝置，所述射頻系統(tǒng)具有射頻輸出過功率保護的功能。

以上僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應當指出的是，上述優(yōu)選實施方式不應視為對本實用新型的限制。本實用新型的保護范圍應當以權利要求所限定的范圍為準。對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型的精神和范圍內(nèi)，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。