CN102752011A

CN102752011A - 一种射频信号闭锁器及其实现方法

Info

Publication number: CN102752011A
Application number: CN2012102019501A
Authority: CN
Inventors: 徐自明
Original assignee: SHAANXI CHANGLING ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SHAANXI CHANGLING ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2012-06-08
Filing date: 2012-06-08
Publication date: 2012-10-24

Abstract

本发明提供了一种射频信号闭锁器及其实现方法。其中，该射频信号闭锁器具有第一输入端口、第二输入端口、第一输出端口、第二输出端口和开关组件；该开关组件包括第一开关、第二开关和第三开关；其中，第一开关一端与第一输入端口连接，另一端与第一输出端口连接；第二开关一端与第一输入端口连接，另一端通过匹配负载接地；第三开关一端与第二输入端口连接，另一端与第二输出端口连接；第一开关和第三开关工作在相同状态，并与第二开关工作在两个相反状态。该射频信号闭锁器可作为独立的外部可更换单元，用于具有发射和接收装置的电子设备与天线之间，实现该电子设备与大功率发射的同频电子设备在同一环境中分时工作而不受干扰。

Description

一种射频信号闭锁器及其实现方法

技术领域

本发明涉及采用射频开关和匹配负载的设备与方法，具体涉及一种射频信号闭锁控制装置及其实现方法。

背景技术

当同一环境中有多种同频的、具有发射和接收装置的电子设备时，各设备相互之间会发生干扰而无法正常工作，尤其是有大功率发射的同频电子设备在同一环境中工作时，甚至会烧坏小功率设备的接收前端，而此时又不允许对该设备或该设备的任何部分电路断电。为了排除各设备之间相互干扰或避免烧毁接收前端，可采用在其发射和接收前端与天线之间加装射频信号闭锁装置使它们分时工作。但目前，国内和国外还没有关于射频信号闭锁装置的信息。

发明内容

目前某些具有发射和接收装置的电子设备没有闭锁功能，当其与大功率发射的同频电子设备在同一环境中工作时，会被干扰而无法正常工作，甚至烧坏其接收前端，而此时又不允许对其或其任何部分电路断电，为了解决这一问题，采用本发明的射频信号闭锁器使其可以与大功率发射的同频电子设备分时工作。具体为：

一种射频信号闭锁器，具有第一端口、第二端口和开关组件；该开关组件包括第一开关和第二开关；其中，第一开关一端与第一端口连接，另一端与第二端口连接；第二开关一端与第一端口连接，另一端通过匹配负载接地；第一开关和第二开关工作在两个相反状态。

上述射频信号闭锁器的实现方法为：当闭锁控制信号为低电平时，第一开关导通，第二开关截止，射频信号闭锁器处于打开状态；当闭锁控制信号为高电平时，第一开关截止，第二开关导通，射频信号闭锁器处于闭锁状态。

进一步的，本发明的射频信号闭锁器有如下变形：

一种射频信号闭锁器，具有第一输入端口、第二输入端口、第一输出端口、第二输出端口和开关组件；该开关组件包括第一开关、第二开关和第三开关；其中，第一开关一端与第一输入端口连接，另一端与第一输出端口连接；第二开关一端与第一输入端口连接，另一端通过匹配负载接地；第三开关一端与第二输入端口连接，另一端与第二输出端口连接；第一开关和第三开关工作在相同状态，并与第二开关工作在两个相反状态。

上述射频信号闭锁器的实现方法为：当闭锁控制信号为低电平时，第一开关和第三开关导通，第二开关截止，射频信号闭锁器处于打开状态；当闭锁控制信号为高电平时，第一开关和第三开关截止，第二开关导通，射频信号闭锁器处于闭锁状态。

进一步的，上述两种射频信号闭锁器还具有第三输入端口，用于接收控制信号；该控制信号经过电平转换和/或取反后控制所述的开关组件。

进一步的，上述两种射频信号闭锁器还具有电源组件，用于将外部提供的一级电源转换为射频信号闭锁器使用的二级电源。

进一步的，上述两种射频信号闭锁器连接在电子设备的发射前端和/或接收前端与外部发射天线和/或接收天线之间。

本发明具有如下有益效果：

本发明的射频信号闭锁器实现了某些具有发射和接收装置的电子设备与大功率发射的同频电子设备在同一环境中分时工作的目的，起到了对这些具有发射和接收装置的电子设备进行保护的作用。

附图说明

图1为本发明射频信号闭锁器的第一实施例的原理框图。

图2为本发明射频信号闭锁器的第一实施例的结构示意图。

图3为本发明射频信号闭锁器的第二实施例的原理框图。

图4为本发明射频信号闭锁器的第二实施例的结构示意图。

图5为本发明射频信号闭锁器与外部电子设备连接时的顶视示意图。

图6为本发明射频信号闭锁器与外部电子设备连接时的侧视示意图

具体实施方式

以下结合附图进一步说明本发明的实施例。

作为本发明的第一实施例，如图1和图2所示，为具有发射通道和接收通道的双通道结构的射频信号闭锁器。

如图1所示，该射频信号闭锁器具有第一输入端口、第二输入端口、第一输出端口、第二输出端口、第三输入端口、三个电平转换电路以及开关组件；该开关组件包括开关K1、开关K2和开关K3；其中，作为发射通道，开关K1一端与第一输入端口连接，另一端与第一输出端口连接，开关K2一端与第一输入端口连接，另一端通过匹配负载接地；作为接收通道，开关K3一端与第二输入端口连接，另一端与第二输出端口连接；来自系统的闭锁控制信号通过第三输入端口输入，其中两路通过电平转换电路分别控制开关K1和开关K3，还有一路经过反相后再通过电平转换电路控制开关K2。

来自系统的闭锁控制信号为高低电平信号，例如可以是TTL信号，开关K1和开关K2工作在两个相反状态，电平转换电路一方面把闭锁控制信号的高低电平电压转换为开关需要的控制电压，另一方面增加闭锁控制信号的驱动能力。匹配负载的作用是，如果电路中没有匹配负载和开关K2到地电路，发射通道的开关K1截止时，发射通道的电压驻波比太大，就会烧坏发射机的功放；而如果没有匹配负载，发射通道的开关K1截止时，开关K2直接连接到地，发射通道的负载太重，也会烧坏发射机的功放。

当来自系统的闭锁控制信号为低电平时，发射通道的开关K1和接收通道的开关K3导通，发射通道中接匹配负载到地的开关K2截止，射频信号闭锁器处于不闭锁状态。

当来自系统的闭锁控制信号为高电平时，发射通道的开关K1和接收通道的开关K3截止，发射通道中接匹配负载到地的开关K2导通，射频信号闭锁器处于闭锁状态。

该射频信号闭锁器还具有电源组件，其作用为，把外部提供的一级电源转换成射频信号闭锁器使用的二级电源。

如图2所示，该射频信号闭锁器的外部具有微波端口，包括两个输入端口和两个输出端口，即接发射天线端口、接发射机端口、接接收天线端口和接接收机端口，还具有一个接电源及控制信号的低频连接器，分别对应连接其内部电路的第一输出端口、第一输入端口、第二输入端口和第二输出端口，以及第三输入端口。

射频信号闭锁器在制作过程中需要制定以下几个指标：一、使用频带范围应不小于需要闭锁的电子设备的工作频带范围；二、不闭锁状态的带内插入损耗尽可能小，闭锁状态的带内隔离度尽可能大，该指标很重要，关系到射频信号闭锁器能否实现、性能能否达到要求；三、注意控制电压驻波比；四、相位延时应很小，以不影响需要闭锁的电子设备的性能为准；五、开关在闭锁状态和不闭锁状态所能承受的射频功率；六、微波开关的噪声。

如图5和图6所示，为本发明的双通道结构的射频信号闭锁器与某外部设备连接时的顶部和侧部示意图。射频信号闭锁器的接发射机端口和接接收机端口分别与外部设备的发射端和接收端相连；射频信号闭锁器的接发射天线端口和接接收天线端口分别通过高频电缆与发射天线和接收天线相连；射频信号闭锁器的接电源及控制信号的低频连接器通过低频电缆连接电源和接收控制信号。

通过上述连接，该射频信号闭锁器可做为一个独立的外场可更换单元用于某设备，从而使该设备能够与某一个射频干扰很复杂的系统配套。该射频信号闭锁器的指标如下：

1)插入损耗：发射通道的开关K1和接收通道的开关K3导通时，输入与输出之间在4300MHz±100MHz频带内的插入损耗应不大于1dB；发射通道的开关K1和接收通道的开关K3截止时，输入与输出之间在4300MHz±100MHz频带内的隔离应不小于100dB。

2)电压驻波比：发射通道和接收通道的电压驻波比应不大于1.4。

3)相位延时：发射通道和接收通道的相位延时应不大于10^-10s。

4)承受的射频功率：来自发射机的发射信号功率为150mW；来自天线口面的外部射频信号功率为2W。

5)通道阻抗：发射通道和接收通道的阻抗均为50Ω。

6)隔离度：发射通道和接收通道的隔离应不小于150dB。

7)外部提供的直流电源；±12V和+5V三路直流供电，要求各路的消耗电流不大于150mA。

8)外部提供的控制信号：控制信号的特性为TTL信号，低电平为0V+0.3V，高电平为5V±0.3V，带载能力为30uA。

该射频信号闭锁器也可以设计在具有发射和接收装置的电子设备的射频电路前端，从而与该设备成为一个整体。

该射频信号闭锁器也可以使用在具有发射和接收装置的电子设备不需要工作的时候，为了既不干扰别的设备，又降低自身的虚警概率，利用大系统数据融合后的闭锁控制信号对其进行控制。

作为本发明的第二实施例，如图3和图4所示，为单通道结构的射频信号闭锁器，以满足只需要单通道信号闭锁的使用要求。

如图3所示，该单通道结构的射频信号闭锁器具有第一端口、第二端口、第三输入端口、两个电平转换电路以及开关组件；该开关组件包括开关K1和开关K2；其中，开关K1一端与第一端口连接，另一端与第二端口连接，开关K2一端与第一端口连接，另一端通过匹配负载接地；来自系统的闭锁控制信号通过第三输入端口输入，其中一路通过电平转换电路控制开关K1，另一路经过反相后再通过电平转换电路控制开关K2。

其中，来自系统的闭锁控制信号、电平转换电路、匹配负载以及电源组件的作用与上文第一实施例中的相同。

这种单通道结构的射频信号闭锁器用作发射信号闭锁时，当来自系统的闭锁信号为低电平时，通道的开关K1导通，通道中接匹配负载到地的开关K2截止，射频信号闭锁器处于不闭锁状态；当来自系统的闭锁信号为高电平时，通道的开关K1截止，通道中接匹配负载到地的开关K2导通，射频信号闭锁器处于闭锁状态。

这种单通道结构的射频信号闭锁器用作接收信号闭锁时，当来自系统的闭锁信号为低电平时，通道的开关K1导通，通道中接匹配负载到地的开关K2截止，射频信号闭锁器处于不闭锁状态；当来自系统的闭锁信号为高电平时，通道的开关K1截止，通道中接匹配负载到地的开关K2导通，射频信号闭锁器处于闭锁状态。

如图4所示，该单通道结构的射频信号闭锁器的外部具有两个微波端口，即接天线端口和接设备端口，还具有一个接电源及控制信号的低频连接器，分别对应连接其内部电路的第二端口和第一端口，以及第三输入端口。

与上文双通道结构的射频信号闭锁器连接外部设备的方式类似，该单通道结构的射频信号闭锁器既可以做为一个独立的外场可更换单元连接在外部电子设备和天线之间，从而使该设备能够与某一个射频干扰很复杂的系统配套，也可以设计在具有发射或接收装置的电子设备的射频电路前端，从而与该设备成为一个整体。

同样的，该单通道结构的射频信号闭锁器也可以使用在具有发射或接收装置的电子设备不需要工作的时候，为了既不干扰别的设备，又降低自身的虚警概率，利用大系统数据融合后的闭锁控制信号对其进行控制。

Claims

1.一种射频信号闭锁器，其特征在于，具有第一端口、第二端口和开关组件；

所述开关组件包括第一开关和第二开关；

所述第一开关一端与所述第一端口连接，另一端与所述第二端口连接；

所述第二开关一端与所述第一端口连接，另一端通过匹配负载接地；

所述第一开关和所述第二开关工作在两个相反状态。

2.一种射频信号闭锁器，其特征在于，具有第一输入端口、第二输入端口、第一输出端口、第二输出端口和开关组件；

所述开关组件包括第一开关、第二开关和第三开关；

所述第一开关一端与所述第一输入端口连接，另一端与所述第一输出端口连接；

所述第二开关一端与所述第一输入端口连接，另一端通过匹配负载接地；

所述第三开关一端与所述第二输入端口连接，另一端与所述第二输出端口连接；

所述第一开关和所述第三开关工作在相同状态，并与所述第二开关工作在两个相反状态。

3.如权利要求1或2所述的射频信号闭锁器，其特征在于，还具有第三输入端口，用于接收控制信号；所述控制信号经过电平转换和/或取反后控制所述开关组件。

4.如权利要求3所述的射频信号闭锁器，其特征在于，所述控制信号为TTL信号。

5.如权利要求1或2所述的射频信号闭锁器，其特征在于，还具有电源组件，用于将外部提供的一级电源转换为所述射频闭锁器使用的二级电源。

6.如权利要求2所述的射频信号闭锁器，其特征在于，发射通道的所述第一开关和接收通道的所述第三开关导通时，输入与输出之间在4300MHz±100MHz频带内的插入损耗不大于1dB；发射通道的所述第一开关和接收通道的所述第三开关截止时，输入与输出之间在4300MHz±100MHz频带内的隔离不小于100dB。

7.如权利要求1或2所述的射频信号闭锁器，其特征在于，发射通道和/或接收通道的相位延时不大于10^-10秒，电压驻波比不大于1.4。

8.一种如权利要求1所述的射频信号闭锁器的实现方法，其特征在于，当所述闭锁控制信号为低电平时，所述第一开关导通，所述第二开关截止，所述射频信号闭锁器处于打开状态；当所述闭锁控制信号为高电平时，所述第一开关截止，所述第二开关导通，所述射频信号闭锁器处于闭锁状态。

9.一种如权利要求2所述的射频信号闭锁器的实现方法，其特征在于，当所述闭锁控制信号为低电平时，所述第一开关和所述第三开关导通，所述第二开关截止，所述射频信号闭锁器处于打开状态；当所述闭锁控制信号为高电平时，所述第一开关和所述第三开关截止，所述第二开关导通，所述射频信号闭锁器处于闭锁状态。

10.如权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述射频信号闭锁器连接在所述电子设备的发射前端和/或接收前端与外部发射天线和/或接收天线之间。