CN105429649A - 双模收发机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双模收发机，包括：第一收发装置和第二收发装置；其中，第一收发装置包括第一接收链路、第一发射链路、第一射频滤波器、第一收发切换电路和第一天线，第二收发装置包括第二接收链路、第二发射链路，第二射频滤波器、第二收发切换电路和第二天线；所述第一天线、第一射频滤波器和第一收发切换电路串联连接，所述第一收发切换电路连接到第一接收链路和第一发射链路；所述第二天线、第二射频滤波器和第二收发切换电路串联连接，所述第二收发切换电路连接到第二接收链路和第二发射链路；所述第一天线与第二天线垂直放置。

Description

双模收发机

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种双模收发机。

背景技术

随着通信技术的发展，小功率热点覆盖的需求增长，多模小功率低成本小体积的射频收发机得到应用。为了保障多模收发机各个制式之间不相互干扰，需要解决各制式之间的互干扰问题。同时，该收发机还需要具有成本低、体积小、重量轻、性能好的特点。

目前的多模收发机主要包含两种类型：

(1)多个模式的收发链路共用一部分收发链路和天线，采用开关来对共用部分进行切换，这种类型的收发机只能实现多种模式的时分工作，而无法实现多个模式同时工作。

(2)多个模式的收发链路和天线独立，可以支持多个模式同时工作，这种类型的收发机对各模式间的隔离度要求较高，否则会对收发机性能造成影响，尤其是接收链路。在现有技术中，依靠收发链路上的滤波器来解决多个模式间的隔离度问题，但该方案不能解决所有隔离度问题，因为滤波器的带外抑制是有限的，尤其是当两个模式之间的两个频段距离非常近的时候。如TD-LTE(Time-DividedLongTermEvolution，时分长期演进)E频段和WLAN(WirelessLocalAreaNetwork，无线局域网)频段之间仅间隔30MHz，一般滤波器难以实现较好的抑制，需要使用性能较好的腔体滤波器，该滤波器成本高昂，体积大，不利于低成本小体积的收发设备的实现。

发明内容

基于此，有必要针对现有技术成本高昂，体积大的问题，提供一种双模收发机。

一种双模收发机，包括：

第一收发装置和第二收发装置；其中，第一收发装置包括第一接收链路、第一发射链路、第一射频滤波器、第一收发切换电路和第一天线，第二收发装置包括第二接收链路、第二发射链路，第二射频滤波器、第二收发切换电路和第二天线；

所述第一天线、第一射频滤波器和第一收发切换电路串联连接，所述第一收发切换电路连接到第一接收链路和第一发射链路；

所述第二天线、第二射频滤波器和第二收发切换电路串联连接，所述第二收发切换电路连接到第二接收链路和第二发射链路；

所述第一天线与第二天线垂直放置；

所述第一收发装置和第二收发装置分别工作在第一模式和第二模式下，第二发射链路发射信号时，第一天线与第二天线之间产生隔离度，第一天线对第二天线发射的信号进行抑制，将从第二天线接收到的信号的强度降低到预设的信号强度以下。

其中，所述第一射频滤波器和所述第二射频滤波器为陶瓷滤波器。

上述双模收发机，通过互相垂直放置的天线产生隔离度，第二发射链路发射信号时，第一天线与第二天线之间产生隔离度，第一天线对第二天线发射的信号进行抑制，将从第二天线接收到的信号的强度降低到预设的信号强度以下，从而能够有效降低第一收发装置发射的信号对第二收发装置的干扰，抗干扰性能较好，而且，所述双模收发机中采用的第一射频滤波器和第二射频滤波器均为陶瓷滤波器，价格低廉，体积小，有效降低了系统成本。

附图说明

图1为一个实施例的双模收发机的结构示意图；

图2为一个实施例的天线摆放方式的示意图；

图3为一个实施例的时分复用方式下的系统结构示意图；

图4为一个实施例的第二发射链路的发射信号的频谱图；

图5为一个实施例的第二射频滤波器频率相应；

图6为一个实施例的第二发射链路的发射信号经过第二射频滤波器以后的频谱；

图7为一个实施例的第二发射链路的发射信号到达第一天线的频谱图；

图8为一个实施例的第一射频滤波器的频率相应；

图9为一个实施例的第二发射链路的发射信号经过第一射频滤波器以后的频谱图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的双模收发机的实施例进行描述。

图1为一个实施例的双模收发机的结构示意图。如图1所示，本发明的双模收发机可包括：

第一收发装置10和第二收发装置20；其中，第一收发装置10包括第一接收链路101、第一发射链路102、第一射频滤波器103、第一收发切换电路104和第一天线105，第二收发装置20包括第二接收链路201、第二发射链路202，第二射频滤波器203、第二收发切换电路204和第二天线205；

所述第一天线105、第一射频滤波器103和第一收发切换电路104串联连接，所述第一收发切换电路104连接到第一接收链路101和第一发射链路102；

所述第二天线205、第二射频滤波器203和第二收发切换电路204串联连接，所述第二收发切换电路204连接到第二接收链路201和第二发射链路202；

所述第一天线105与第二天线205垂直放置；

所述第一收发装置10和第二收发装置20分别工作在第一模式和第二模式下，第二发射链路202发射信号时，第一天线105与第二天线205之间产生隔离度，第一天线105对第二天线205发射的信号进行抑制，将从第二天线205接收到的信号的强度降低到预设的信号强度以下。

所述第一天线105和第二天线205可以是全向天线，其摆放方式如图2所示。所述第一天线105和第二天线205可以垂直放置，形成交叉极化，两个天线之间的隔离度为25dB。所述第一射频滤波器103和所述第二射频滤波器203可以是陶瓷滤波器。

在一个实施例中，所述第一收发装置10可工作在TD-LTEE频段，所述第二收发装置20可工作在WLAN频段。为了方便描述，下文均以所述第一收发装置10工作在TD-LTEE频段，所述第二收发装置20工作在WLAN频段为例进行说明。

在一个实施例中，所述第一收发装置10的第一发射链路102和第一接收链路101可以时分复用方式发射和接收信号，所述第二收发装置20的第二发射链路202和第二接收链路201也可以时分复用方式发射和接收信号。时分复用方式下的系统结构如图3所示。下面以图3所示的系统为例对本发明的双模收发机的抗干扰原理进行阐述。

实施例一：

当所述第一收发装置以时分复用方式工作时，所述第一收发切换电路104可包括第一开关104a和第一环形器104b，所述第一环形器104b可与第一射频滤波器103以及第一发射链路102相连接，所述第一开关104a可与第一射频滤波器103以及第一接收链路101相连接。所述第一接收链路101可包括串联连接的第一低噪放101a、第一混频器101b、第一中频滤波器101c和第一ADC101d，所述第一发射链路102可包括串联连接的第一DAC102a、第二中频滤波器102b、第一调制器102c和第一功放102d；所述第一低噪放101a可连接到第一开关104a，所述第一功放102d可连接到第一环形器104b。

实施例二：

当所述第二收发装置以时分复用方式工作时，所述第二收发切换电路204可包括第二开关204a和第二环形器204b，所述第二环形器204b可与第二射频滤波器203以及第二发射链路202相连接，所述第二开关204a可与第二射频滤波器203以及第二接收链路201相连接。所述第二接收链路201可包括串联连接的第二低噪放201a、第二混频器201b、第三中频滤波器201c和第二ADC201d，所述第二发射链路202可包括串联连接的第二DAC202a、第四中频滤波器202b、第二调制器202c和第二功放202d；所述第二低噪放201a可连接到第二开关204a，所述第二功放202d可连接到第二环形器204b。

避免第二发射链路202干扰第一接收链路101的过程分两个部分：第一部分是，第二发射链路202在TD-LTEE频段的底噪干扰第一接收链路101；第二部分是，第二发射链路202发射的主信号阻塞第一接收链路101。

第一部分的工作过程如下：第二发射链路202的发射信号的频谱如图4所示，41为第二发射链路202发射的WLAN信号的频谱示意图，42为TD-LTE信号在第一接收链路101前的频谱。其中，频段f1-f2为TD-LTEE频段，频段f3-f4为WLAN频段，P0为第一接收链路101的接收信号的强度，P1为第二发射链路202输出频谱在WLAN频段的强度，P2为第二发射链路202输出频谱在TD-LTEE频段的强度，可以看到除了WLAN频段f3-f4之间有信号以外，在TD-LTEE频段f1-f2之间还存在一定电平的底噪，该底噪明显大于TD-LTE的接收信号，会使得第一接收链101路无法解调。

第二射频滤波器203的频率响应如图5所示(因为滤波的插损较小，在本实施例中暂不与考虑)，从图中可以看到，所述第二射频滤波器203对TD-LTEE频段具有一定的抑制，约20dB，在经过第二射频滤波器203以后，WLAN信号的频谱如图6所示，可以看到，经过第二射频滤波器203以后，TD-LTEE频段的底噪有所下降，但依然高于第一接收链路101的接收信号，依然会使得第一接收链路101无法正常解调信号。

图6所示的WLAN信号经第二天线205发射出去，因为第二天线205与第一天线105之间相互垂直，为交叉极化，可产生25dB的隔离度，因此，WLAN信号达到第一天线之后信号幅度下降了25dB，如图7所示，可以看到WLAN信号71在到达第一天线105以后，在TD-LTEE频段的底噪已经下降到第一接收链路101的接收信号72的信号强度以下，信噪比已达到解调要求，此时WLAN的底噪将不会再影响第一接收链路101的解调。可以看到，如果没有天线之间的隔离度的话，第二射频滤波器203需要实现20+25＝45dBc的抑制，在例如带外30MHz处实现这样的抑制，对于普通滤波器将很难实现，只能采用成本高昂、体积大，重量大的腔体滤波器。而仅仅实现20dBc的抑制则对于普通的陶瓷滤波器即可解决，大大降低了成本、体积和重量。

本实施例中解决互干扰问题的第二部分为：从图7中所示的频谱可以看到第二发射链路202发射的主信号是比较大的，会造成第一接收链路101被阻塞。因此，要求第一射频滤波器103对WLAN频段也需要具有一定的抑制，第一射频滤波器103的频率响应如图8所示。

图7所示的频谱经过第一射频滤波器103以后，频谱变为如图9所示，此时，有用信号已经被抑制，再进入第一接收链路101中将不会使得上行噪声恶化，且第一中频滤波器101c可对WLAN信号再次进行滤波，使其在接收到的信号以下，在变成数字信号以后不会与有用信号发生混叠。至此，第二发射链路202发射的信号对第一接收链路101已不会造成干扰。

同理，第一发射链路对第二接收链路在天线隔离度和滤波器的共同作用下不会造成干扰，使得两个模式都具有较好的性能。

在一个实施例中，所述第一收发装置的第一发射链路和第一接收链路可以频分复用方式发射和接收信号，所述第二收发装置的第二发射链路和第二接收链路也可以频分复用方式发射和接收信号。

实施例三：

当所述第一收发装置以频分复用方式工作时，所述第一收发切换电路可包括第一双工器，所述第一双工器与所述第一射频滤波器、所述第一发射链路以及所述第一接收链路相连接。所述第一接收链路可包括串联连接的第三低噪放、第三混频器、第五中频滤波器和第三ADC，所述第一发射链路包括串联连接的第三DAC、第六中频滤波器、第三调制器和第三功放；所述第三低噪放和第三功放连接到第一双工器。

实施例四：

当所述第二收发装置以频分复用方式工作时，所述第二收发切换电路可包括第二双工器，所述第二双工器与所述第二射频滤波器、所述第二发射链路以及所述第二接收链路相连接。所述第二接收链路可包括串联连接的第四低噪放、第四混频器、第七中频滤波器和第四ADC，所述第二发射链路包括串联连接的第四DAC、第八中频滤波器、第四调制器和第四功放；所述第四低噪放和第四功放连接到第二双工器。

第一收发装置与第二收发装置的工作方式可分为以下几种：

第一收发装置以频分复用方式工作，第二收发装置以时分复用方式工作；

在这种情况下，第一收发装置的结构可如实施例三所述，第二收发装置的结构可如实施例二所述。

第一收发装置以时分复用方式工作，第二收发装置以频分复用方式工作；

在这种情况下，第一收发装置的结构可如实施例一所述，第四收发装置的结构可如实施例二所述。

第一收发装置以时分复用方式工作，第二收发装置以时分复用方式工作；

在这种情况下，第一收发装置的结构可如实施例一所述，第二收发装置的结构可如实施例二所述。

第一收发装置以频分复用方式工作，第二收发装置以频分复用方式工作。

在这种情况下，第一收发装置的结构可如实施例三所述，第四收发装置的结构可如实施例二所述。

频分复用方式下的工作原理与时分复用类似，此处不再赘述。

本发明的双模收发机具有以下优点：

(1)通过互相垂直的天线产生极化作用，抗干扰性能较好。

(2)第一射频滤波器和第二射频滤波器均可采用陶瓷滤波器，价格低廉，体积小，有效降低了系统成本。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种双模收发机，其特征在于，包括：

第一收发装置和第二收发装置；其中，第一收发装置包括第一接收链路、第一发射链路、第一射频滤波器、第一收发切换电路和第一天线，第二收发装置包括第二接收链路、第二发射链路，第二射频滤波器、第二收发切换电路和第二天线；

所述第一天线、第一射频滤波器和第一收发切换电路串联连接，所述第一收发切换电路连接到第一接收链路和第一发射链路；

所述第二天线、第二射频滤波器和第二收发切换电路串联连接，所述第二收发切换电路连接到第二接收链路和第二发射链路；

所述第一天线与第二天线垂直放置；

所述第一收发装置和第二收发装置分别工作在第一模式和第二模式下，第一射频滤波器对第二发射天线发射的信号进行频谱过滤，第二发射链路发射信号时，第一天线与第二天线之间产生隔离度，第一天线对第二天线发射的信号进行抑制，将从第二天线接收到的信号的强度降低到预设的信号强度以下。

2.根据权利要求1所述的双模收发机，其特征在于，所述第一收发切换电路包括第一环形器和第一开关；

所述第一环形器与第一射频滤波器以及第一发射链路相连接，所述第一开关与第一射频滤波器以及第一接收链路相连接。

3.根据权利要求2所述的双模收发机，其特征在于，所述第一接收链路包括串联连接的第一低噪放、第一混频器、第一中频滤波器和第一ADC，所述第一发射链路包括串联连接的第一DAC、第二中频滤波器、第一调制器和第一功放；

所述第一低噪放连接到第一开关，所述第一功放连接到第一环形器。

4.根据权利要求2所述的双模收发机，其特征在于，所述第二收发切换电路包括第二环形器和第二开关；

所述第二环形器与第二射频滤波器以及第二发射链路相连接，所述第二开关与第二射频滤波器以及第二接收链路相连接。

5.根据权利要求4所述的双模收发机，其特征在于，所述第二接收链路包括串联连接的第二低噪放、第二混频器、第三中频滤波器和第二ADC，所述第二发射链路包括串联连接的第二DAC、第四中频滤波器、第二调制器和第二功放；

所述第二低噪放连接到第二开关，所述第二功放连接到第二环形器。

6.根据权利要求1所述的双模收发机，其特征在于，所述第一收发切换电路包括第一双工器；

所述第一双工器与所述第一射频滤波器、所述第一发射链路以及所述第一接收链路相连接。

7.根据权利要求6所述的双模收发机，其特征在于，所述第一接收链路包括串联连接的第三低噪放、第三混频器、第五中频滤波器和第三ADC，所述第一发射链路包括串联连接的第三DAC、第六中频滤波器、第三调制器和第三功放；

所述第三低噪放和第三功放连接到第一双工器。

8.根据权利要求6所述的双模收发机，其特征在于，所述第二收发切换电路包括第二双工器；

所述第二双工器与所述第二射频滤波器、所述第二发射链路以及所述第二接收链路相连接；

或者，所述第二收发切换电路包括第二环形器和第二开关；

所述第二环形器与第二射频滤波器以及第二发射链路相连接，所述第二开关与第二射频滤波器以及第二接收链路相连接。

9.根据权利要求8所述的双模收发机，其特征在于，所述第二接收链路包括串联连接的第四低噪放、第四混频器、第七中频滤波器和第四ADC，所述第二发射链路包括串联连接的第四DAC、第八中频滤波器、第四调制器和第四功放；

所述第四低噪放和第四功放连接到第二双工器；

或者，所述第二接收链路包括串联连接的第二低噪放、第二混频器、第三中频滤波器和第二ADC，所述第二发射链路包括串联连接的第二DAC、第四中频滤波器、第二调制器和第二功放；

所述第二低噪放连接到第二开关，所述第二功放连接到第二环形器。

10.根据权利要求1所述的双模收发机，其特征在于，所述第一射频滤波器和所述第二射频滤波器为陶瓷滤波器。