CN108988890A - 一种基于ad9371的宽带无线射频电路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及基于AD9371的宽带无线射频电路，属于无线射频通信领域，包括接收无线信号的天线、第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、本振荡器、功率放大器、巴伦、AD9371，天线连接第一开关，第一开关连接有滤波器组和第二开关，滤波器组包括多个不同频段的滤波器，滤波器组中的滤波器根据频段预先划分为两组，分别连接一个低噪声放大器，频段较低的一组连接低噪声放大器后还连接一个低通滤波器，然后该两组再连接第二开关，再连接可变衰减器，再连接第三开关，第三开关再次划分为两组，频段较低的一组连接第四开关，频段较高的一组通过低通滤波器后与本振信号混频，再连接中频滤波器、低频滤波器，再依次连接第四开关、功率放大器、巴伦、AD9371。

Description

一种基于AD9371的宽带无线射频电路
技术领域
本发明属于无线射频通信技术领域，涉及一种基于AD9371的宽带无线射频电路。
背景技术
近年来，移动通信技术飞速发展，从第二代到第三代起步型移动通信技术、到已经被广泛应用的第四代移动通信技术，以及目前也即将被商用的第五代移动通信技术，无一不彰显移动通信技术发展的重要性。在通信系统中，射频前端电路是整个通信系统最关键的部分，它是连接通信系统与无线信道的接口。随着移动通信技术的快速发展，射频前端的设计要求也变得越来越高，如体积更小、通信频段更多、功耗更低、通信性能更强等。
传统的射频前端接收电路有以下特点：第一，传统的射频前端接收电路只是针对某一个固定频段进行设计的，其通信频段比较少，工作带宽也比较低，所以可适用的通信场景也是有限的。第二，现有的用于软件无线电的宽带射频前端接收电路最大频段覆盖范围为70MHz～6000MHz，并且其外部增益比较低。第三，传统的射频前端接收电路对低频信号处理的能力较强并且较简单，在混频时一般都是采用下变频的混频方式。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种工作频段范围广，频谱资源利用率高的基于AD9371的宽带无线射频电路，
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于AD9371的宽带无线射频电路，包括接收无线信号的天线、第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、本振荡器、功率放大器、巴伦、RF收发器AD9371，所述天线连接第一开关，所述第一开关的第一触点连接有滤波器组，第二触点连接第二开关的第三触点，所述滤波器组包括多个不同频段的滤波器，所述滤波器组中的滤波器根据频段预先划分为两组，分别连接一个与该频段相对应的低噪声放大器，在两组中频段较低的一组连接低噪声放大器后还连接有一个低通滤波器，然后该两组再分别连接第二开关的第一和第二触点，所述第二开关连接有一可变衰减器，所述可变衰减器连接有第三开关，所述第三开关将从可变衰减器出来的信号根据频段不同再次划分为两组，频段较低的一组直接连接至第四开关，频段较高的一组通过一个低通滤波器后再通过混频器与本振荡器发出的本振信号进行混频，再通过一个中频滤波器进行中频信号选择，再通过一个低频滤波器滤除预设高频信号，最后连接至第四开关，所述第四开关将两路无线信号送到功率放大器进行信号放大，再通过巴伦发送到RF收发器AD9371进行信号处理。
进一步，所述滤波器组包括一个选择开关，选择开关将接收到的信号进行频段选择，将信号发送至不同的滤波器进行处理。
进一步，滤波器组中具体滤波器的设计频段为0MHz～500MHz，500MHz～1000MHz，1000MHz～1500MHz，1500MHz～2000MHz，2000MHz～2500MHz，2500MHz～3000MHz，3000MHz以上(相当于3000MHz～6000MHz)。
进一步，滤波器组中的滤波器采用低通滤波器和高通滤波器相结合的方式进行滤波设计。
进一步，滤波器组通过选择开关分成七条分路，第一分路包括一个500MHz低频滤波器，第二分路包括一个500MHz高频滤波器和一个1000MHz低频滤波器，第三分路包括一个1000MHz高频滤波器和一个1500MHz低频滤波器，第四分路包括一个1500MHz高频滤波器和一个2000MHz低频滤波器，第五分路包括一个2000MHz高频滤波器和一个2500MHz低频滤波器，第六分路包括一个2500MHz高频滤波器和一个3000MHz低频滤波器，第五分路包括一个3000MHz高频滤波器。
进一步，包括第五开关和第六开关，所述滤波器组的第一分路至第四分路连接第五开关的不同触点，再连接至一个低噪声放大器；所述滤波器组的第五分路至第七分路连接第六开关的不同触点，再连接至另一个低噪声放大器。
进一步，与第一分路至第四分路连接的低噪声放大器的频段范围为10MHz～2000MHz，与第五分路至第七分路连接我的低噪声放大器的频段范围为2000MHz～6000MHz。
进一步，与10MHz～2000MHz低噪声放大器连接的低频滤波器频段为2500MHz。
进一步，所述第三开关以500MHz为界限，500MHz以上频段的信号直通到第四开关，500MHz以下的信号通过一个频段范围为10MHz～500MHz的低通滤波器再与本振信号混频。
本发明解决了传统的射频前端接收电路存在的问题，根据第五代移动通信的特点设计出了一种基于AD9371的宽带无线射频电路。该方案的有益效果为：(1)本发明中射频前端接收电路的频段范围为10MHz～6000MHz，几乎涵盖了所有通信系统的频段，可以应用于大多数无线通信系统中。(2)由于AD9371射频芯片对信号的处理能力有限，本发明通过对射频前端接收电路的处理，可以对接收到的信号进行增益调整，使得AD9371射频芯片对接收到的微弱的信号有了更加灵活的处理。(3)本发明中设计的频段范围为10MHz～6000MHz射频前端接收电路对软件无线电的教学研究也有一定的帮助。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
图1为本发明实施例所述宽带射频前端接收电路总框图；
图2为本发明实施例所述基于AD9371的宽带无线射频电路的具体实施框图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。
如图1、图2所示，一种基于AD9371的宽带无线射频电路，包括接收无线信号的天线、第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、本振荡器、功率放大器、巴伦、RF收发器AD9371，所述天线连接第一开关，所述第一开关的第一触点连接有滤波器组，第二触点连接第二开关的第三触点，所述滤波器组包括多个不同频段的滤波器，所述滤波器组中的滤波器根据频段预先划分为两组，分别连接一个与该频段相对应的低噪声放大器，在两组中频段较低的一组连接低噪声放大器后还连接有一个低通滤波器，然后该两组再分别连接第二开关的第一和第二触点，所述第二开关连接有一可变衰减器，所述可变衰减器连接有第三开关，所述第三开关将从可变衰减器出来的信号根据频段不同再次划分为两组，频段较低的一组直接连接至第四开关，频段较高的一组通过一个低通滤波器后再通过混频器与本振荡器发出的本振信号进行混频，再通过一个中频滤波器进行中频信号选择，再通过一个低频滤波器滤除预设高频信号，最后连接至第四开关，所述第四开关将两路无线信号送到功率放大器进行信号放大，再通过巴伦发送到RF收发器AD9371进行信号处理。
可选地，所述滤波器组包括一个选择开关，选择开关将接收到的信号进行频段选择，将信号发送至不同的滤波器进行处理。
可选地，滤波器组中具体滤波器的设计频段为0MHz～500MHz，500MHz～1000MHz，1000MHz～1500MHz，1500MHz～2000MHz，2000MHz～2500MHz，2500MHz～3000MHz，3000MHz以上(相当于3000MHz～6000MHz)。
可选地，滤波器组中的滤波器采用低通滤波器和高通滤波器相结合的方式进行滤波设计。
可选地，滤波器组通过选择开关分成七条分路，第一分路包括一个500MHz低频滤波器，第二分路包括一个500MHz高频滤波器和一个1000MHz低频滤波器，第三分路包括一个1000MHz高频滤波器和一个1500MHz低频滤波器，第四分路包括一个1500MHz高频滤波器和一个2000MHz低频滤波器，第五分路包括一个2000MHz高频滤波器和一个2500MHz低频滤波器，第六分路包括一个2500MHz高频滤波器和一个3000MHz低频滤波器，第五分路包括一个3000MHz高频滤波器。
可选地，包括第五开关和第六开关，所述滤波器组的第一分路至第四分路连接第五开关的不同触点，再连接至一个低噪声放大器；所述滤波器组的第五分路至第七分路连接第六开关的不同触点，再连接至另一个低噪声放大器。
可选地，与第一分路至第四分路连接的低噪声放大器的频段范围为10MHz～2000MHz，与第五分路至第七分路连接我的低噪声放大器的频段范围为2000MHz～6000MHz。
可选地，与10MHz～2000MHz低噪声放大器连接的低频滤波器频段为2500MHz。
可选地，所述第三开关以500MHz为界限，500MHz以上频段的信号直通到第四开关，500MHz以下的信号通过一个频段范围为10MHz～500MHz的低通滤波器再与本振信号混频。
工作原理：1、天线接收空中的无线信号，并通过开关对接收到的信号进行频段选择，并且将选择的信号送入到滤波器组中，其中，滤波器组中具体滤波器的设计频段为
0MHz～500MHz，500MHz～1000MHz，1000MHz～1500MHz，1500MHz～2000MHz，
2000MHz～2500MHz，2500MHz～3000MHz，3000MHz以上(即3000MHz～6000MHz)。为了保证滤波的效果，这里没有直接采用带通滤波器而是采用低通滤波器和高通滤波器相结合的方式进行滤波设计。
2、由于没有频段范围如此宽的低噪声放大器，即使存在但其放大效果也不理想，所以接收到的信号通过不同的频段划分后通过不同的低噪声放大器对接收到的信号进行放大。如果接收到的信号在0MHz～2000MHz范围的，则低噪声放大器选择10MHz～2000MHz范围的，如果接收到的信号在2000MHz以上,则低噪声放大器选择2000MHz～6000MHz范围的。
3、低噪声放大器在对有用信号进行放大的同时也会对其它干扰的信号进行放大，但是鉴于AD9371对信号的处理能力，以及简化接收电路的复杂度，这里只在10MHz～2000MHz范围的低噪声放大器后进行了一次0MHz～2500MHz范围的低通滤波。
4、滤波后得到的无线信号以及经过低噪声放大器后未进行低通滤波的无线信号，通过开关送至可变衰减器，进行功率增益的调整。
5、从衰减器出来的信号通过开关一分为二，一路(500MHz以上)进行直通，另一路信号通过一个低通滤波器后再与本振信号进行混频，其低通滤波器的范围为10MHz～500MHz。
6、混频后的无线信号送至中频滤波器，经过中频滤波器对无线信号再次进行中频信号的选择，且在中频滤波后又加上一个低通滤波器来滤除高于2500MHz的频率成分。
7、将上述两路无线信号通过开关后再送到功率放大器进行信号的放大，然后将放大后的信号通过巴伦送到AD9371中进行信号的处理。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (9)

1.一种基于AD9371的宽带无线射频电路，其特征在于：包括接收无线信号的天线、第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、本振荡器、功率放大器、巴伦、RF收发器AD9371，所述天线连接第一开关，所述第一开关的第一触点连接有滤波器组，第二触点连接第二开关的第三触点，所述滤波器组包括多个不同频段的滤波器，所述滤波器组中的滤波器根据频段预先划分为两组，分别连接一个与该频段相对应的低噪声放大器，在两组中频段较低的一组连接低噪声放大器后还连接有一个低通滤波器，然后该两组再分别连接第二开关的第一和第二触点，所述第二开关连接有一可变衰减器，所述可变衰减器连接有第三开关，所述第三开关将从可变衰减器出来的信号根据频段不同再次划分为两组，频段较低的一组直接连接至第四开关，频段较高的一组通过一个低通滤波器后再通过混频器与本振荡器发出的本振信号进行混频，再通过一个中频滤波器进行中频信号选择，再通过一个低频滤波器滤除预设高频信号，最后连接至第四开关，所述第四开关将两路无线信号送到功率放大器进行信号放大，再通过巴伦发送到RF收发器AD9371进行信号处理。
2.根据权利要求1所述的一种基于AD9371的宽带无线射频电路，其特征在于：所述滤波器组包括一个选择开关，选择开关将接收到的信号进行频段选择，将信号发送至不同的滤波器进行处理。
3.根据权利要求2所述的一种基于AD9371的宽带无线射频电路，其特征在于：滤波器组中具体滤波器的设计频段为0MHz～500MHz，500MHz～1000MHz，1000MHz～1500MHz，1500MHz～2000MHz，2000MHz～2500MHz，2500MHz～3000MHz，3000MHz以上。
4.根据权利要求1-3任一所述的一种基于AD9371的宽带无线射频电路，其特征在于：滤波器组中的滤波器采用低通滤波器和高通滤波器相结合的方式进行滤波设计。
5.根据权利要求4所述的一种基于AD9371的宽带无线射频电路，其特征在于：滤波器组通过选择开关分成七条分路，第一分路包括一个500MHz低频滤波器，第二分路包括一个500MHz高频滤波器和一个1000MHz低频滤波器，第三分路包括一个1000MHz高频滤波器和一个1500MHz低频滤波器，第四分路包括一个1500MHz高频滤波器和一个2000MHz低频滤波器，第五分路包括一个2000MHz高频滤波器和一个2500MHz低频滤波器，第六分路包括一个2500MHz高频滤波器和一个3000MHz低频滤波器，第五分路包括一个3000MHz高频滤波器。
6.根据权利要求5所述的一种基于AD9371的宽带无线射频电路，其特征在于：包括第五开关和第六开关，所述滤波器组的第一分路至第四分路连接第五开关的不同触点，再连接至一个低噪声放大器；所述滤波器组的第五分路至第七分路连接第六开关的不同触点，再连接至另一个低噪声放大器。
7.根据权利要求6所述的一种基于AD9371的宽带无线射频电路，其特征在于：与第一分路至第四分路连接的低噪声放大器的频段范围为10MHz～2000MHz，与第五分路至第七分路连接我的低噪声放大器的频段范围为2000MHz～6000MHz。
8.根据权利要求7所述的一种基于AD9371的宽带无线射频电路，其特征在于：与10MHz～2000MHz低噪声放大器连接的低频滤波器频段为2500MHz。
9.根据权利要求1所述的一种基于AD9371的宽带无线射频电路，其特征在于：所述第三开关以500MHz为界限，500MHz以上频段的信号直通到第四开关，500MHz以下的信号通过一个频段范围为10MHz～500MHz的低通滤波器再与本振信号混频。
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RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20181211

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