[实用新型]一种集成避雷器的GPS授时天线

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种集成避雷器的GPS授时天线，用于通讯基站接收GPS卫星信号，属于通讯技术领域。

背景技术

GPS授时天线应用于CDMA、TD-SCDMA移动通讯基站以及卫星、电力通讯等行业，为通讯系统提供时钟同步信号。为保障时钟同步信号，通讯系统对GPS卫星信号的稳定性提出了极高要求。接收GPS卫星信号需要将天线安装在室外铁塔或楼顶上，容易引起雷电击穿，损坏GPS授时天线并造成失效，从而影响整个通讯系统正常运行。

为了解决这一问题，通讯工程上一般采取在GPS授时天线端口处加装避雷器的办法，由于安装GPS授时天线属于室外高空作业，施工难度大，避雷器两端的接头都要做防水防护处理，给产品的稳定性带来一定隐患。而且避雷器形成一个独立产品，产品本身加上施工费用，成本很高。

发明内容

本实用新型用于克服已有技术之缺陷而提供的一种能够防雷击、有效保护天线内部模块的集成避雷器的GPS授时天线。

 本实用新型是由以下技术方案解决的：

一种集成避雷器的GPS授时天线由射频输出/直流电源端口、射频放大模块、电源稳压模块和防雷组合电路组成。

其特征在于：射频输出/直流电源端口与防雷组合电路相连，防雷组合电路另一端连接电源稳压模块，射频放大模块与防雷组合电路同时并联在射频输出/直流电源端口。

上述防雷组合电路由三级防雷元件组成，第一级防雷元件为开关型陶瓷气体放电管，用来吸收雷击时的大部分能量，并与射频输出/直流电源端口相连；第二、三级防雷元件为瞬态电压抑制二极管，和电源稳压模块相连，另一端接地；第一级保护电路在其外部增加屏蔽装置，采用单独接地回路，阻止其吸收能量时对其它器件造成辐射损害。该电路模块还包括隔直电容、去耦电容、偏压电阻等元器件。

上述集成避雷器的GPS授时天线，兼顾了防护大电流、高电压损坏天线器件的特性，同时又提高了整体电路对瞬态电压、电流的响应速度。这种结构的GPS授时天线，能够吸收10KV以上的瞬态雷击电压，有效保护天线内部元件。本防雷组合电路可以重复工作，满足对雷电的防护要求，可实现多次防护，长期有效保护天线内部模块；本天线结构设计简单、易于小型化，而且成本费用大大降低，适合批量生产，在不改变原天线体积和安装形式的基础上，降低了安装难度、提高了总体可靠性。

附图说明

附图是本实用新型一种集成避雷器的GPS授时天线电路原理图。

图中标号为：1、射频输出/直流电源端口；2、射频放大模块；3、电源稳压模块；4、开关型陶瓷气体放电管；5（1、2）、偏压电阻；6（1、2）、隔直电容和去耦电容； 7、扼流圈；8（1、2）、瞬态电压抑制二极管。

具体实施方式

防雷组合电路由三级防雷元件组成，第一级防雷元件为开关型陶瓷气体放电管（4），用来吸收雷击时的大部分能量，并与射频输出/直流电源端口（1）相连；第二、三级防雷元件为瞬态电压抑制二极管（8.1、8.2）和电源稳压模块（3）相连，另一端接地；第一级保护电路在其外部增加屏蔽装置，采用单独接地回路，阻止其吸收能量时对其它器件造成辐射损害。该电路模块还包括隔直电容（6.1）、去耦电容（6.2）、偏压电阻（5.1、5.2）等元器件。

其工作原理是，当雷击波形到达端口时，瞬态电压抑制二极管（8.1）首先启动，因为瞬态电压抑制二极管响应时间较短，决定了瞬态电压抑制二极管首先启动，把瞬间过电压控制在一定输出电压Vc值（即最大箝位电压），由于瞬态电压抑制二极管（8.1、8.2）瞬间泄放电流会在偏压电阻（5.2）上产生瞬间电压Vu，当瞬间电压Vc+u的电压达到开关型陶瓷气体放电管（4）的瞬间启动电压V时，开关型陶瓷气体放电管（4）启动，把大电流泄放到地，瞬态电压抑制二极管（8.1、8.2）有稳定输出电压的作用，此输出电压远低于后端模块的最大耐受电压，从而起到保护后端GPS天线模块稳定工作的作用。

由于GPS授时天线对稳定性的要求较高，本实用新型多加了一级保护电路，对于一些防雷要求较低的GPS授时天线可以去掉一级电路。器件参数选择可以根据不同的需求对电阻进行适当调整。由于本实用新型要在瞬间将10KV电压降到5V，所以要求必须采用大功率器件。

本实用新型已经过多次试验和现场安装验证，对GPS授时天线的雷击防护和安装简易化起到了很好效果。

经测试，本实用新型集成避雷器的GPS授时天线符合GB/T 18802.21-2004  idt  

IEC 61643-21:2000标准规定的实验条件和技术标准。