CN103560311A - 小型化、高稳定性射频信号输出模块 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种小型化、高稳定性射频信号输出模块，它包括中功率放大模块、单刀单掷开关、耦合器、低通滤波器和隔离器，中功率放大模块的输入与信号输入端连接，中功率放大模块的输出通过单刀单掷开关与耦合器的输入相连，耦合器的一路输出通过低通滤波器与隔离器的输入连接，隔离器的输出与信号输出端连接，耦合器的另两路输出分别为耦合输出和检波输出。本发明具有理想的阻抗匹配，增强了系统稳定性，同时削弱了非线性失真；放大器端口的驻波特性好，增强了放大器使用的稳定性；单刀单掷开关的运用减小了输出模块的损耗、提高了隔离度并缩短了开关响应时间；同时，本输出模块具有电路结构简单，成本低且信号输出效果好等特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种小型化、高稳定性射频信号输出模块。
背景技术
随着人们生活水平的不断提高和现代通信技术的深入发展，手机、电话等移动通信终端之类的通信设备正在向小型化和低能耗发展，这就要求通信设备内的每个组件都采用小型化设计，尽量控制器其尺寸、重量和厚度，同时也要尽量减少组件数量及组件功率消耗。
射频信号输出模块主要可实现对输入信号进行放大和脉冲调制等功能，是射频通信设备中不可或缺的组成部分。然而，现有的射频信号输出模块中功率放大器的阻抗匹配不理想，错误的阻抗匹配使得电路稳定性差，同时会使电路效率降低、非线性失真增大。此外，放大器端口的驻波特性差，会引起放大器自激、寄生杂波增加等恶劣现象，甚至损坏放大器。功率开关存在着损耗大、隔离度不理想、输入输出驻波比大和开关响应时间长等缺点。同时，滤波器电路结构复杂，制作难度及成本都较高，而且滤波效果一般。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术的不足，提供一种体积小、重量轻、使用方便且信号输出效果好的小型化、高稳定性射频信号输出模块。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：小型化、高稳定性射频信号输出模块，它包括中功率放大模块、单刀单掷开关、耦合器、低通滤波器和隔离器，中功率放大模块的输入与信号输入端连接，中功率放大模块的输出通过单刀单掷开关与耦合器的输入相连，耦合器的一路输出通过低通滤波器与隔离器的输入连接，隔离器的输出与信号输出端连接，耦合器的另两路输出分别为耦合输出和检波输出。
本发明所述的中功率放大模块包括第一单片放大器、第二单片放大器和隔离器，信号输入端与第一单片放大器的输入连接，信号输入端还通过固定衰减器接地，第一单片放大器的输出与第二单片放大器的输入连接，第一单片放大器的输出还通过固定衰减器接地，第二单片放大器的输出与隔离器的一端连接，隔离器的另一端为信号输出端，第二单片放大器的输出还通过电桥分别与检波二极管和电阻连接。
本发明所述的单刀单掷开关包括依次串联的电容C1、PIN二极管D1、PIN二极管D2和电容C2，PIN二极管D2上并联有匹配电阻R1，电容C1与PIN二极管D1的正极连接，PIN二极管D1的正极还与电感L1的一端连接，电感L1的另一端接地，PIN二极管D1的负极与PIN二极管D2的正极之间依次并联有PIN二极管D3、D4、D5和D6，PIN二极管D3、D4、D5和D6的负极分别接地，PIN二极管D2的负极与电容C2连接，PIN二极管D2的负极还与电感L2的一端连接，电感L2的另一端通过电容C3接地，电感L2的另一端还与偏置电压输入相连。
本发明所述的低通滤波器包括输入端Vin、输出端Vout、电阻R1、R2、R3、一阶滤波单元和二阶滤波单元，输入端Vin依次串联电阻R1、一阶滤波单元、电阻R3和二阶滤波单元与输出端Vout连接，电阻R1与输出端Vout之间并联有电阻R2。
本发明所述的一阶滤波单元为单极点滤波器，它包括运算放大器、电容C1和电阻R4，运算放大器的正输入端接地，电容C1和电阻R4分别并联在运算放大器的负输入端与输出端之间。
本发明所述的二阶滤波单元包括运算放大器、倍数乘法器和电容C2，运算放大器与倍数乘法器串联，运算放大器的正输入端接地，电容C2并联在运算放大器的负输入端与输出端之间。
本发明的有益效果是：中功率放大器具有理想的阻抗匹配，增强了输出模块的稳定性，同时提高了电路效率，削弱了非线性失真；放大器端口的驻波特性好，有效避免出现放大器自激、寄生杂波增加等现象，增强了放大器使用的稳定性；单刀单掷开关的运用减小了输出模块的损耗、提高了隔离度并缩短了开关响应时间；同时，本输出模块具有电路结构简单，制作容易，成本低且信号输出效果好等特点。
附图说明
图1为本发明电路组成结构示意框图；
图2为本发明中功率放大模块电路结构示意图；
图3为本发明单刀单掷开关电路结构示意图；
图4为本发明低通滤波器电路结构示意图；
图5为本发明低通滤波器一阶滤波单元电路结构示意图；
图6为本发明低通滤波器二阶滤波单元电路结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案：如图1所示，小型化、高稳定性射频信号输出模块，它包括中功率放大模块、单刀单掷开关、耦合器、低通滤波器和隔离器，中功率放大模块的输入与信号输入端连接，中功率放大模块的输出通过单刀单掷开关与耦合器的输入相连，耦合器的一路输出通过低通滤波器与隔离器的输入连接，隔离器的输出与信号输出端连接，耦合器的另两路输出分别为耦合输出和检波输出。
如图2所示，中功率放大模块包括第一单片放大器、第二单片放大器和隔离器，信号输入端与第一单片放大器的输入连接，信号输入端还通过固定衰减器接地，第一单片放大器的输出与第二单片放大器的输入连接，第一单片放大器的输出还通过固定衰减器接地，第二单片放大器的输出与隔离器的一端连接，隔离器的另一端为信号输出端，第二单片放大器的输出还通过电桥分别与检波二极管和电阻连接。
如图3所示，单刀单掷开关包括依次串联的电容C1、PIN二极管D1、PIN二极管D2和电容C2，PIN二极管D2上并联有匹配电阻R1，电容C1与PIN二极管D1的正极连接，PIN二极管D1的正极还与电感L1的一端连接，电感L1的另一端接地，PIN二极管D1的负极与PIN二极管D2的正极之间依次并联有PIN二极管D3、D4、D5和D6，PIN二极管D3、D4、D5和D6的负极分别接地，PIN二极管D2的负极与电容C2连接，PIN二极管D2的负极还与电感L2的一端连接，电感L2的另一端通过电容C3接地，电感L2的另一端还与偏置电压输入相连。
如图4所示，低通滤波器包括输入端Vin、输出端Vout、电阻R1、R2、R3、一阶滤波单元和二阶滤波单元，输入端Vin依次串联电阻R1、一阶滤波单元、电阻R3和二阶滤波单元与输出端Vout连接，电阻R1与输出端Vout之间并联有电阻R2。
如图5所示，一阶滤波单元为单极点滤波器，它包括运算放大器、电容C1和电阻R4，运算放大器的正输入端接地，电容C1和电阻R4分别并联在运算放大器的负输入端与输出端之间。
如图6所示，二阶滤波单元包括运算放大器、倍数乘法器和电容C2，运算放大器与倍数乘法器串联，运算放大器的正输入端接地，电容C2并联在运算放大器的负输入端与输出端之间。
Claims (6)
1.小型化、高稳定性射频信号输出模块，其特征在于：它包括中功率放大模块、单刀单掷开关、耦合器、低通滤波器和隔离器，中功率放大模块的输入与信号输入端连接，中功率放大模块的输出通过单刀单掷开关与耦合器的输入相连，耦合器的一路输出通过低通滤波器与隔离器的输入连接，隔离器的输出与信号输出端连接，耦合器的另两路输出分别为耦合输出和检波输出。
2.根据权利要求1所述的小型化、高稳定性射频信号输出模块，其特征在于：所述的中功率放大模块包括第一单片放大器、第二单片放大器和隔离器，信号输入端与第一单片放大器的输入连接，信号输入端还通过固定衰减器接地，第一单片放大器的输出与第二单片放大器的输入连接，第一单片放大器的输出还通过固定衰减器接地，第二单片放大器的输出与隔离器的一端连接，隔离器的另一端为信号输出端，第二单片放大器的输出还通过电桥分别与检波二极管和电阻连接。
3.根据权利要求1所述的小型化、高稳定性射频信号输出模块，其特征在于：所述的单刀单掷开关包括依次串联的电容C1、PIN二极管D1、PIN二极管D2和电容C2，PIN二极管D2上并联有匹配电阻R1，电容C1与PIN二极管D1的正极连接，PIN二极管D1的正极还与电感L1的一端连接，电感L1的另一端接地，PIN二极管D1的负极与PIN二极管D2的正极之间依次并联有PIN二极管D3、D4、D5和D6，PIN二极管D3、D4、D5和D6的负极分别接地，PIN二极管D2的负极与电容C2连接，PIN二极管D2的负极还与电感L2的一端连接，电感L2的另一端通过电容C3接地，电感L2的另一端还与偏置电压输入相连。
4.根据权利要求1所述的小型化、高稳定性射频信号输出模块，其特征在于：所述的低通滤波器包括输入端Vin、输出端Vout、电阻R1、R2、R3、一阶滤波单元和二阶滤波单元，输入端Vin依次串联电阻R1、一阶滤波单元、电阻R3和二阶滤波单元与输出端Vout连接，电阻R1与输出端Vout之间并联有电阻R2。
5.根据权利要求1或4所述的小型化、高稳定性射频信号输出模块，其特征在于：所述的一阶滤波单元为单极点滤波器，它包括运算放大器、电容C1和电阻R4，运算放大器的正输入端接地，电容C1和电阻R4分别并联在运算放大器的负输入端与输出端之间。
6.根据权利要求1或4所述的小型化、高稳定性射频信号输出模块，其特征在于：所述的二阶滤波单元包括运算放大器、倍数乘法器和电容C2，运算放大器与倍数乘法器串联，运算放大器的正输入端接地，电容C2并联在运算放大器的负输入端与输出端之间。
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Denomination of invention: Miniaturization and high-stability radio-frequency signal output module Effective date of registration: 20160728 Granted publication date: 20150311 Pledgee: Agricultural Bank of China Limited by Share Ltd Chengdu West Branch Pledgor: Jiuhua Yuantong Science and Technology Development Co., Ltd., Chengdu Registration number: 2016510000036 |
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| PLDC | Enforcement, change and cancellation of contracts on pledge of patent right or utility model | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20201224 Granted publication date: 20150311 Pledgee: Agricultural Bank of China Limited by Share Ltd. Chengdu West Branch Pledgor: CHENGDU JIUHUA YUANTONG TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co.,Ltd. Registration number: 2016510000036 |