《電子技術(shù)應(yīng)用》
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自制手機(jī)信號放大器
摘要: 改善信號質(zhì)量有兩個(gè)途徑,一個(gè)是主要的,,就是盡可能提高天線在空中拾取到的信號能量,,另一個(gè)是次要的,就是盡可能壓低系統(tǒng)噪聲,。之所以將壓低系統(tǒng)噪聲放在次要的地位,,是因?yàn)閴旱拖到y(tǒng)噪聲非常困難,很不現(xiàn)實(shí),。所以,,提高信號質(zhì)量最有效的途徑是設(shè)法提高天線的輸出。但是,,天線的輸出取決于信號場強(qiáng),,只要手機(jī)天線所處的位置確定,那么,無論用什么方法來改善信號質(zhì)量所起的作用都是很有限的,。
關(guān)鍵詞: 放大器 信號 信噪比
Abstract:
Key words :

 

1 手機(jī)放大器

  所謂手機(jī)放大器,,并非指安裝上這種器材在原地就能改善通信效果,手機(jī)信號單單經(jīng)過放大是不能改善信號質(zhì)量的,。信號質(zhì)量,,在很大程度上取絕于信噪比,信噪比指標(biāo)是不可能通過簡單的放大來改善的,,因?yàn)樵诜糯笥杏眯盘柕耐瑫r(shí),,噪聲信號也得到了同樣的放大。

  信號不好時(shí),,手機(jī)用戶往往會拿著手機(jī)按照手機(jī)上面的信號指示到處找信號,,這是很有效的辦法,但是很不方便,,因?yàn)樾盘柋容^好的位置不一定是手機(jī)使用者能夠常呆的地方,。所以,選一付高增益天線,,架設(shè)到信號盡可能好的地方,,然后將天線用射頻同軸電纜連接到手機(jī)使用者常呆的地方并連接手機(jī),這樣,,在沒有信號的地方使用手機(jī)就成為可能的了,。

       改善信號質(zhì)量有兩個(gè)途徑,一個(gè)是主要的,,就是盡可能提高天線在空中拾取到的信號能量,,另一個(gè)是次要的,就是盡可能壓低系統(tǒng)噪聲,。之所以將壓低系統(tǒng)噪聲放在次要的地位,,是因?yàn)閴旱拖到y(tǒng)噪聲非常困難,很不現(xiàn)實(shí),。所以,,提高信號質(zhì)量最有效的途徑是設(shè)法提高天線的輸出。但是,,天線的輸出取決于信號場強(qiáng),,只要手機(jī)天線所處的位置確定,那么,,無論用什么方法來改善信號質(zhì)量所起的作用都是很有限的,。

  上述方法肯定是非常有效的,但是有很多不便,。其一是手機(jī)拖一條電纜使用很難讓人接受,其二是很多手機(jī)沒有外接天線的插口,。即便是有插口,,也不一定能夠買到配套的插頭,,所以,要想方便地利用高增益天線接收到的較高質(zhì)量的信號,,必須解決高增益天線與手機(jī)無線連接的問題,。

  若是高增益天線能夠安裝在很近的強(qiáng)信號處,如大城市的地下室,,內(nèi)部幾乎沒有信號,,而外面不遠(yuǎn)就可以找到很強(qiáng)的信號,那么用下圖示意的方式就能解決問題,。

  將高增益天線架設(shè)到外面強(qiáng)信號處,,用幾米長的射頻同軸電纜引入無信號的室內(nèi),在終端接一個(gè)小天線,,將手機(jī)靠近小天線,,就可以在無信號的室內(nèi)實(shí)現(xiàn)可靠地通信。

  但是,,上述只是一種比較極端的情況,,更多的場合是沒有這么好的條件的,往往需要在十米二十米以外才能找到強(qiáng)信號,,這時(shí),,用這種簡單的方法就不能奏效了。因?yàn)樵?00MHz頻段,,電纜的損耗是比較大的,,而小天線與手機(jī)之間的信號傳輸也有不小的衰減量,這樣高增益天線和手機(jī)之間無法實(shí)現(xiàn)有效地傳輸,,當(dāng)然也就無法通信了,。解決的辦法是在傳輸途徑中插入放大器來彌補(bǔ)傳輸損耗,如下圖所示,。

  實(shí)踐證明,,插入一個(gè)20分貝的放大器,即便是需要20-30米長的電纜,,這種裝置也還是很有效的,,只要是高增益天線所安裝的位置信號足夠強(qiáng),手機(jī)距離小天線1-2米,,即可顯示較強(qiáng)的信號,。但是,這樣的裝置是無法實(shí)現(xiàn)通信的,,因?yàn)槭謾C(jī)通信要靠兩個(gè)傳輸通道,,一個(gè)是上行通道,用來發(fā)話和應(yīng)答基站指令,另一個(gè)是下行通道,,用來接受基站指令和接聽電話,,這兩個(gè)通道缺一不可,假如只有上圖所示的下行通道,,雖然可以很好地接收到基站發(fā)來的相關(guān)指令,,但是沒有上行通道手機(jī)無法應(yīng)答,系統(tǒng)不會接通通信鏈路,,整個(gè)通信就不可能實(shí)現(xiàn),。所以,必須在上圖所示的裝置中在增加一個(gè)傳輸通道,,通信才能實(shí)現(xiàn),,如下圖所示。

  不要指望用兩支室外天線,、兩個(gè)室內(nèi)天線,、兩個(gè)放大器組成上圖的系統(tǒng)就能工作,實(shí)際上是行不通的,。因?yàn)閮蓚€(gè)放大器都有二十幾分貝的增益,,而兩個(gè)放大器等效于通過10-30米的射頻同軸電纜、兩對天線之間的耦合而首尾相接,,兩個(gè)放大器的總增益在五十分倍以上,,大大超過無形通路之間的傳輸損耗,必然自激,,不可能工作,。所以,放大器一定要具有很好的選頻特性,,即上行信號放大器只允許上行信號通過,,而下行信號放大器只允許下行信號通過,這樣,,系統(tǒng)就可以穩(wěn)定地工作了,。

實(shí)用中,像圖中所示的結(jié)構(gòu),,兩個(gè)室外高增益天線安裝起來很不方便,,所以常規(guī)的手機(jī)信號放大器應(yīng)該是下圖所示的結(jié)構(gòu),一支高增益室外天線,,既是下行信號的接收天線,,又是上行信號的發(fā)射天線。

  總之,,上述系統(tǒng)的主要功能是將某處的好信號搬移到所需位置,,手機(jī)信號放大器的作用就是彌補(bǔ)架設(shè)于強(qiáng)信號處的高增益室外天線與處于室內(nèi)弱(無)信號處的手機(jī)之間的傳輸損耗,。不要期望在室內(nèi)弱信號區(qū)安裝這套系統(tǒng)來改善信號質(zhì)量,徒勞的,。

  2 最簡單的實(shí)用型手機(jī)信號放大器

  最簡單的實(shí)用型手機(jī)放大器結(jié)構(gòu)如上圖所示,,由兩個(gè)選頻放大器構(gòu)成,一個(gè)放大上行信號,,增益20分貝以上;另一個(gè)放大下行信號,,增益不低于25分貝,,電原理圖如下。

  圖中可見,,上下行信號放大器是不對等的,,原因是這兩個(gè)放大器的負(fù)擔(dān)不同。盡管手機(jī)需要接收的信號在基站傳來的下行信號信號中所占比例極小,,但是幾乎不可能只放大所需信號,,無論有用無用,只要是基站的下行信號放大器,,必須需全部放大,,因此下行信號放大器需要具有較大的動態(tài)范圍,否則很難保證放大以后的信號質(zhì)量,。而上行信號放大器則不同,,它幾乎只放大特定的手機(jī)發(fā)射的較強(qiáng)的信號,毫無信號交調(diào)變壞之憂,,所以用兩個(gè)3355便足以勝任,。

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