[發(fā)明專利]一種用于GPRS采集終端的防雷天線與系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711151060.3
• 申請日: 2017-11-18
• 公開（公告）號: CN107819476B
• 公開（公告）日: 2023-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 青志明;張宏艷;王義;曾義;傅望;劉克恒;王正;謝焰;周飛;陳渝;鄒燕;龍漪瀾;崔坤龍;章陳勇
• 申請（專利權(quán)）人: 國家電網(wǎng)公司;國網(wǎng)重慶市電力公司技能培訓(xùn)中心
• 主分類號: H04B1/16
• 分類號: H04B1/16;G08C17/02;H04B7/155;H04B17/318;H01Q23/00;H01Q1/50;H01Q1/38
• 代理公司: 重慶志合專利事務(wù)所(普通合伙) 50210
• 代理人: 胡榮琿;代嬋

一種用于GPRS采集終端的防雷天線與系統(tǒng)，包括天線元件、上行鏈路、下行鏈路以及MCU，下行鏈路為依次連接的下行前置放大、濾波電路、下行衰減電路、下行功率放大電路，上行鏈路為依次連接的上行前置放大、濾波電路、上行衰減電路、上行功率放大器；下行前置放大、濾波電路的輸入端、上行功率放大器的輸出端均與第一射頻開關(guān)連接，上行前置放大、濾波電路的輸入端、下行功率放大電路的輸出端均與第二射頻開關(guān)連接；MCU與下、上行功率放大電路之間設(shè)有下、上行檢波電路，MCU根據(jù)下、上行功率放大電路的輸出功率，控制下、上行衰減電路的衰減量大小，控制下、上行功率放大電路的輸出功率大小。其具有自動增益控制功能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于GPRS采集終端的極強與極弱信號的防雷天線與系統(tǒng)。

背景技術(shù)

?隨著無線通訊技術(shù)應(yīng)用的普及，越來越多的數(shù)據(jù)通訊采用無線方式實現(xiàn)，其中GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)已經(jīng)成為電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集應(yīng)用中最為廣泛的應(yīng)用。一直以來，GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊的開發(fā)商注重的是信號鏈路的糾錯能力和穩(wěn)定性，在模擬信號傳輸部分所做的工作甚少。

經(jīng)過長期的實際應(yīng)用總結(jié)，目前GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸模塊在復(fù)雜工業(yè)環(huán)境中應(yīng)用還存在幾點需要彌補的不足，分別列出如下：

1）省界之間基站隨機選擇問題。

?2）雷電高發(fā)區(qū)收發(fā)天線的防雷問題。

?3）GPRS終端由于安裝環(huán)境的原因，可能出現(xiàn)信號極強或極弱的情況：

地下室或者屏蔽環(huán)境下無線信號的傳輸接力問題；偏遠地區(qū)信號質(zhì)量問題；

基站附近信號太強，引起電路阻塞的問題。

目前，GPRS配置的天線為標準加感天線或者1/4波長天線，1/4波長天線是半波振子天線的變形，使其中的一個振子演化為大地，將半波天線的差分輸出轉(zhuǎn)換為單端輸出，在天線長度足夠的情況下輸出阻抗表現(xiàn)為50歐。加感天線則是1/4波長天線的變形，在一些應(yīng)用場合中由于1/4波長天線的尺寸還是不能滿足要求，但是縮短天線尺寸就意味著天線的諧振頻率增高，所以在縮短天線長度的同時還要增加額外的補償措施，保證諧振頻率不變，于是就產(chǎn)生了加感天線。加感天線是在1/4波長天線的底部、中部或者頂部增加一小電感來實現(xiàn)縮小尺寸的目的，GPRS標配天線中一般采用底部加感和中部加感。

雖然1/4波長天線或者加感天線解決了信號收發(fā)問題，但這種天線結(jié)構(gòu)就意味著單端傳輸線的屏蔽層可以可靠接地，但芯線部分對于諧振頻率以外的信號處于類似開路狀態(tài)，尤其是直流分量。這種狀態(tài)對于防雷擊是非常不利的。

再者，無論1/4波長天線還是加感天線的輻射角度是360度的全向天線，對信號來源在角度上沒有任何的選擇性，只能在信號幅度上進行選擇，這樣就是說我們不可能人工干預(yù)天線對基站信號的選擇，這也是我們要解決的問題。

目前市場所用的避雷模塊大部分采用的氧化物壓敏電阻、氣體放電管等原理實現(xiàn)，它們的工作原理中基本沒有考慮射頻信號傳輸問題，只適合普通低頻信號場合應(yīng)用。針對通訊行業(yè)也有專用的避雷模塊，但這些專用的又過于追求信號回路的質(zhì)量而削弱了避雷效果。針對這些因素和技術(shù)的進步，我們需要開發(fā)一種既適合高頻應(yīng)用，又有很好避雷效果的模塊。

針對GPRS信號的放大器，目前市場有很多產(chǎn)品在賣，其原理都是一樣的，將天線收到的信號和GPRS模塊發(fā)出的信號進行分時處理，分別進行放大，但此類放大器具有致命的缺點，就是增益固定，一味的追求輸出功率，導(dǎo)致很多地區(qū)出現(xiàn)干擾基站正常工作的問題。其實每個無線通訊設(shè)備都具有自己的信號強度門限，低于這個門限會導(dǎo)致信號質(zhì)量下降信噪比降低。而高于這個門限則會導(dǎo)致前置放大器飽和，信號嚴重失真產(chǎn)生阻塞，導(dǎo)致其他設(shè)備的信號被掩蓋。

發(fā)明內(nèi)容