CN111313928B - 支持多种制式的超宽带收发机架构及相应的无线门禁装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种支持多种制式的超宽带收发机架构及相应的无线门禁装置，支持多种制式的超宽带收发机架构包括发射机组、接收机组、发射锁相环组以及接收锁相环组，发射机组包括多个发射混频器,接收机组包括多个接收混频器，发射锁相环组通过第一开关组与发射机组连接；接收锁相环组通过第二开关组与接收机组连接，同时通过第三开关组与发射机组连接。本发明的支持多种制式的超宽带收发机架构能通过控制不同开关的开闭实现不同的控制模式，形成灵活可配的组合，支持多种工作制式，兼容性高，满足适应不同应用场景的需求，功耗、成本低，性能高。

Description

支持多种制式的超宽带收发机架构及相应的无线门禁装置

技术领域

本发明涉及收发机领域，特别涉及一种支持多种制式的超宽带收发机架构及相应的无线门禁装置。

背景技术

收发机是用于提供在两个方向上的通信的无线通信设备中的调制解调器设备的主要组件，同时具有发送和接收的能力。随着通信技术的发展，现有技术中的无线通信射频收发机系统常需要同时兼容TDD、FDD、MIMO以及CA等不同的工作制式以及场景，同时需要满足低功耗、低成本以及高性能等设计需求，对射频收发系统的架构设计提出了很大的挑战。

故需要提供一种支持多种制式的超宽带收发机架构来解决上述技术问题。

发明内容

本发明提供一种支持多种制式的超宽带收发机架构及相应的无线门禁装置，以解决现有技术中的无线通信射频收发机系统不能同时兼容TDD、FDD、MIMO以及CA等不同的工作制式以及场景，兼容性低的问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种支持多种制式的超宽带收发机架构，其包括：

发射机组，包括多个发射混频器,用于向目标发送信号；

接收机组，包括多个接收混频器，用于接收来自目标的信号；

发射锁相环组，包括多个发射锁相环合成器，通过第一开关组与所述发射机组连接，用于为所述发射机组提供载波频率以使得所述发射机组能形成转换信号；以及

接收锁相环组，包括多个接收锁相环合成器，通过第二开关组与所述接收机组连接，同时通过第三开关组与所述发射机组连接，用于为所述发射机组和所述接收机组提供载波频率以使得所述发射机组和所述接收机组能形成转换信号。

在本发明中，所述发射混频器的数量与所述发射锁相环合成器的数量一致，所述接收混频器的数量与所述接收锁相环合成器的数量一致，每个所述发射混频器和对应的一个所述发射锁相环合成器之间连接第一支线，所述第一开关组包括设置在每个所述第一支线上的第一开关，每个所述接收混频器和对应的一个所述接收锁相环合成器之间连接第二支线，所述第二开关组包括设置在N-1个所述第二支线上的第二开关。

其中，相邻的所述第一支线之间连接有第三支线，所述第三支线连接在所述第一开关和所述发射混频器之间，相邻的所述第二支线之间连接有第四支线，所述第四支线连接在所述第二开关和所述接收混频器之间，所述第三开关组包括连接在所述第三支线上的第一转接开关和连接在所述第四支线上的第二转接开关。

进一步的，在每个所述第一支线和对应一个所述第二支线之间连接有第五支线，所述第五支线一端连接在所述第一开关和所述发射混频器之间，另一端连接在所述第二开关和所述接收混频器之间，所述第三开关组还包括设置在所述第五支线上的第三转接开关。

在本发明中，所述发射机组包括两个所述发射混频器，所述接收机组包括两个所述接收混频器，所述发射锁相环组包括两个所述发射锁相环合成器，所述接收锁相环组包括两个所述接收锁相环合成器；

两个所述发射锁相环合成器和两个所述发射混频器之间形成两条第一支线；两个所述接收锁相环合成器和两个所述接收混频器之间形成两条第二支线；

在两条所述第一支线上设置有第一开关，在一条所述第二支线上设置有第二开关；

在两条所述第一支线之间的第三支线上设置有第一转接开关，在两条所述第二支线之间的第四支线上设置有第二转接开关，在每条所述第一支线和对应的所述第二支线之间的第五支线上均设置有第三转接开关。

其中，可通过闭合两个第一开关和一个第二开关，使得每个所述发射锁相环合成器与对应的一个所述发射混频器连接，使得每个所述接收锁相环合成器与对应的一个所述接收混频器连接。

或可通过闭合一个第二开关，同时闭合所述第三转接开关，使得每个所述接收锁相环合成器与对应的一个所述接收混频器及一个所述发射混频器连接。

或可通过闭合一个第一开关，同时闭合所述第一转接开关和所述第二转接开关，使得一个所述发射锁相环合成器与对应的两个所述发射混频器连接，使得一个所述接收锁相环合成器与对应的两个所述接收混频器连接。

或可通过闭合所述第一转接开关、所述第二转接开关以及所述第三转接开关，使得一个所述接收锁相环合成器与两个所述发射混频器、两个所述接收混频器连接。

本发明还包括一种无线门禁装置，其使用上述支持多种制式的超宽带收发机架构。

本发明相较于现有技术，其有益效果为：本发明的支持多种制式的超宽带收发机架构能通过控制不同开关的开闭实现不同的控制模式，形成灵活可配的组合，支持多种工作制式，兼容性高，满足适应不同应用场景的需求，功耗、成本低，性能高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，下面描述中的附图仅为本发明的部分实施例相应的附图。

图1为本发明的支持多种制式的超宽带收发机架构的第一实施例的结构示意图。

图2为图1结构的第一连接形式。

图3为图1结构的第二连接形式。

图4为图1结构的第三连接形式。

图5为图1结构的第四连接形式。

图6为本发明的支持多种制式的超宽带收发机架构的第二实施例的结构示意图。

图7为图6结构的第一连接形式。

图8为图6结构的第二连接形式。

图9为图6结构的第三连接形式。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明术语中的“第一”“第二”等词仅作为描述目的，而不能理解为指示或暗示相对的重要性，以及不作为对先后顺序的限制。

现有技术中的无线通信射频收发机系统常需要同时兼容TDD、FDD、MIMO以及CA等不同的工作制式以及场景。并且为了满足低功耗、低成本以及高性能等设计需求，对射频收发系统的架构设计提出了很大的挑战。

其中，TDD为时分双工(Time Division Duplexing)，收发共用一个射频频点，上、下行链路使用不同的时隙来进行通信。

FDD为频分双工(Frequency Division Duplexing)，收发使用不同的射频频点来进行通信。

MIMO表示多输入多输出，基站侧的多发射天线和移动终端侧的多接收天线的强制性要求允许从一个基站到一个移动终端的多个数据流或数据层的同时传输。

CA是指载波聚合，同时使用两个载波承载信息，是从拓宽传输带宽的角度来提高传输速率。

如下为本发明提供的一种能解决以上技术问题的支持多种制式的超宽带收发机架构的第一实施例。

请参照图1，其中图1为本发明的支持多种制式的超宽带收发机架构的第一实施例的结构示意图。

本发明实施例提供一种支持多种制式的超宽带收发机架构，其包括发射机组、接收机组、发射锁相环组以及接收锁相环组。

其中，发射机组包括多个发射混频器,用于向目标发送信号，本实施例中的发射机组包括两个发射混频器，分别为第一发射混频器111和第二发射混频器112。

接收机组包括多个接收混频器，用于接收来自目标的信号，本实施例中的接收机组包括两个接收混频器，分别为第一接收混频器121和第二接收混频器122。

发射锁相环组包括多个发射锁相环合成器，通过第一开关151组与发射机组连接，用于为发射机组提供载波频率以使得发射机组能形成转换信号，本实施例中的发射锁相环组包括两个发射锁相环合成器，分别为第一发射锁相环合成器131和第二发射锁相环合成器132。

接收锁相环组包括多个接收锁相环合成器，通过第二开关161组与接收机组连接，同时通过第三开关组与发射机组连接，用于为发射机组和接收机组提供载波频率以使得发射机组和接收机组能形成转换信号，本实施例中的发射锁相环组包括两个接收锁相环合成器，分别为第一接收锁相环合成器141和第二接收锁相环合成器142。

如图1，在本实施例中，每个发射混频器111、112和对应的一个发射锁相环合成器131、132之间连接第一支线15，第一开关151组包括设置在每个第一支线15上的第一开关151，每个接收混频器121、122和对应的一个接收锁相环合成器141、142之间连接第二支线16，第二开关161组包括设置在第二接收混频器122和第二接收锁相环合成器142之间的一条第二支线16上的第二开关161。另一条第二支线16上未设置第二开关，以保持第一接收锁相环合成器141与第一接收混频器121的连接，使得第一接收混频器121能时刻接收第一接收锁相环合成器141的载波信号，以用于时刻接收天线的信号进行转换传输，进而用于进行后续的信号的调整调解。

其中，相邻的第一支线15之间连接有第三支线17，第三支线17连接在第一开关151和发射混频器112之间，相邻的第二支线16之间连接有第四支线18，第四支线18连接在第二开关161和接收混频器122之间，第三开关组包括连接在第三支线17上的第一转接开关171和连接在第四支线18上的第二转接开关181。

另外，在每个第一支线15和对应一个第二支线16之间连接有第五支线19，第五支线19一端连接在第一开关151和发射混频器之间，另一端连接在第二开关161和接收混频器之间，第三开关组还包括设置在第五支线19上的第三转接开关191。

本实施例的两个发射锁相环合成器131、132和两个发射混频器111、112之间形成两条第一支线15；两个接收锁相环合成器141、142和两个接收混频器121、122之间形成两条第二支线16。

在两条第一支线15上设置有第一开关151，在一条第二支线16上设置有第二开关161；

在两条第一支线15之间的第三支线17上设置有第一转接开关171，在两条第二支线16之间的第四支线18上设置有第二转接开关181，在每条第一支线15和对应的第二支线16之间的第五支线19上均设置有第三转接开关191。

本实施例的支持多种制式的超宽带收发机架构控制不同开关的开闭实现不同的控制模式的工作原理如下：

如图2，可通过闭合两个第一开关151和一个第二开关161，使得每个发射锁相环合成器131、132与对应的一个发射混频器111、112连接，使得每个接收锁相环合成器141、142与对应的一个接收混频器121、122连接，能适用于FDD和CA工作制式。

如图3，可通过闭合一个第二开关161，同时闭合第三转接开关191，使得每个接收锁相环合成器与对应的一个接收混频器及一个发射混频器连接，即第一接收锁相环合成器141同时与第一发射混频器111和第一接收混频器121连接，第二接收锁相环合成器142同时与第二发射混频器112和第二接收混频器122连接，能适用于TDD和CA工作制式。

如图4，可通过闭合一个第一开关151，同时闭合第一转接开关171和第二转接开关181，使得一个发射锁相环合成器与对应的两个发射混频器连接，使得一个接收锁相环合成器与对应的两个接收混频器连接，即第一发射锁相环合成器131同时与第一发射混频器111和第二发射混频器112连接，第一接收锁相环合成器141同时与第一接收混频器121和第二接收混频器122连接，能适用于FDD和MIMO工作制式。

如图5，可通过闭合第一转接开关171、第二转接开关181以及第三转接开关191(可以理解的是，仅闭合图1中的中部位置的第三转接开关191即可)，使得一个接收锁相环合成器与两个发射混频器、两个接收混频器连接，即第一接收锁相环合成器141同时与第一发射混频器111、第二发射混频器112、第一接收混频器121和第二接收混频器122连接，能适用于TDD和MIMO工作制式。

这样即完成了本实施例的支持多种制式的超宽带收发机架构控制不同开关的开闭以适应于不同的工作制式的过程。

本实施例的支持多种制式的超宽带收发机架构通过控制不同开关的开闭实现不同的控制模式，形成灵活可配的组合，支持多种工作制式，兼容性高，满足适应不同应用场景的需求，功耗、成本低。

如下为本发明提供的一种能解决以上技术问题的支持多种制式的超宽带收发机架构的第二实施例。

请参照图6，其中图6为本发明的支持多种制式的超宽带收发机架构的第二实施例的结构示意图。

其中，发射机组包括多个发射混频器,用于向目标发送信号，本实施例中的发射机组包括两个发射混频器，分别为第一发射混频器111、第二发射混频器112以及第三发射混频器113。

接收机组包括多个接收混频器，用于接收来自目标的信号，本实施例中的接收机组包括两个接收混频器，分别为第一接收混频器121、第二接收混频器122以及第三接收混频器123。

发射锁相环组包括多个发射锁相环合成器，通过第一开关151组与发射机组连接，用于为发射机组提供载波频率以使得发射机组能形成转换信号，本实施例中的发射锁相环组包括两个发射锁相环合成器，分别为第一发射锁相环合成器131、第二发射锁相环合成器132以及第三发射锁相环合成器133。

接收锁相环组包括多个接收锁相环合成器，通过第二开关161组与接收机组连接，同时通过第三开关组与发射机组连接，用于为发射机组和接收机组提供载波频率以使得发射机组和接收机组能形成转换信号，本实施例中的发射锁相环组包括两个接收锁相环合成器，分别为第一接收锁相环合成器141、第二接收锁相环合成器142以及第三接收锁相环合成器143。

如图6，在本实施例中，每个发射混频器和对应的一个发射锁相环合成器之间连接第一支线15，第一开关151组包括设置在每个第一支线15上的第一开关151，每个接收混频器和对应的一个接收锁相环合成器之间连接第二支线16，第二开关161组包括设置在第二接收混频器122和第二接收锁相环合成器142之间、以及第三接收混频器123和第三接收锁相环合成器143之间的一条第二支线16上的第二开关161，另一条第二支线16上未设置第二开关，以保持第一接收锁相环合成器141与第一接收混频器121的连接，使得第一接收混频器121能时刻接收第一接收锁相环合成器141的载波信号，以用于时刻接收天线的信号进行转换传输，进而用于进行后续的信号的调整调解。

其中，相邻的第一支线15之间连接有第三支线17，第三支线17连接在第一开关151和发射混频器之间，相邻的第二支线16之间连接有第四支线18，第四支线18连接在第二开关161和接收混频器之间，第三开关组包括连接在第三支线17上的第一转接开关171和连接在第四支线18上的第二转接开关181。

另外，在每个第一支线15和对应一个第二支线16之间连接有第五支线19，第五支线19一端连接在第一开关151和发射混频器之间，另一端连接在第二开关161和接收混频器之间，第三开关组还包括设置在第五支线19上的第三转接开关191。

本实施例的三个发射锁相环合成器和三个发射混频器之间形成三条第一支线15；三个接收锁相环合成器和三个接收混频器之间形成三条第二支线16。

在三条第一支线15上设置有第一开关151，在两条第二支线16上设置有第二开关161；

在三条第一支线15之间的第三支线17上设置有第一转接开关171，在三条第二支线16之间的第四支线18上设置有第二转接开关181，在每条第一支线15和对应的第二支线16之间的第五支线19上均设置有第三转接开关191。

本实施例的支持多种制式的超宽带收发机架构控制不同开关的开闭实现不同的控制模式的工作原理如下：

可通过闭合三个第一开关151和两个第二开关161，使得每个发射锁相环合成器与对应的一个发射混频器连接，使得每个接收锁相环合成器与对应的一个接收混频器连接，能适用于FDD和CA工作制式，其类似图2为简单的一对一结构，未配图。

如图7，可通过闭合两个第二开关161，同时闭合第三转接开关191，使得每个接收锁相环合成器与对应的一个接收混频器及一个发射混频器连接，即第一接收锁相环合成器141同时与第一发射混频器111和第一接收混频器121连接，第二接收锁相环合成器142同时与第二发射混频器112和第二接收混频器122连接，第三接收锁相环合成器143同时与第三发射混频器113和第三接收混频器123连接，能适用于TDD和CA工作制式。

如图8，可通过闭合一个第一开关151，同时闭合第一转接开关171和第二转接开关181，使得一个发射锁相环合成器与对应的两个发射混频器连接，使得一个接收锁相环合成器与对应的两个接收混频器连接，即第一发射锁相环合成器131同时与第一发射混频器111、第二发射混频器112、第三发射混频器113连接，第一接收锁相环合成器141同时与第一接收混频器121、第二接收混频器122、第三接收混频器123连接，能适用于FDD和MIMO工作制式。

如图9，可通过闭合第一转接开关171、第二转接开关181以及第三转接开关191(可以理解的是，仅闭合图6中的中部位置的第三转接开关191即可)，使得一个接收锁相环合成器与两个发射混频器、两个接收混频器连接，即第一接收锁相环合成器141同时与第一发射混频器111、第二发射混频器112、第三发射混频器113、第一接收混频器121、第二接收混频器122、第三接收混频器123连接，能适用于TDD和MIMO工作制式。

这样即完成了本实施例的支持多种制式的超宽带收发机架构控制不同开关的开闭以适应于不同的工作制式的过程。

其中，本实施例中的支持多种制式的超宽带收发机架构可应用在无线门禁装置上，以使得多种不同工作制式的无线信号均能控制门禁的开闭，兼容性强，功耗低。

总结以上两个实施例为本发明提供的支持多种制式的超宽带收发机架构包括发射机组、接收机组、发射锁相环组以及接收锁相环组。

发射机组包括多个发射混频器,用于向目标发送信号。

接收机组包括多个接收混频器，用于接收来自目标的信号。

发射锁相环组包括多个发射锁相环合成器，通过第一开关151组与发射机组连接，用于为发射机组提供载波频率以使得发射机组能形成转换信号。

接收锁相环组包括多个接收锁相环合成器，通过第二开关161组与接收机组连接，同时通过第三开关组与发射机组连接，用于为发射机组和接收机组提供载波频率以使得发射机组和接收机组能形成转换信号。

其中，发射混频器的数量与发射锁相环合成器的数量一致，接收混频器的数量与接收锁相环合成器的数量一致，每个发射混频器和对应的一个发射锁相环合成器之间连接第一支线15，第一开关151组包括设置在每个第一支线15上的第一开关151，每个接收混频器和对应的一个接收锁相环合成器之间连接第二支线16，第二开关161组包括设置在N-1个第二支线16上的第二开关161。

相邻的第一支线15之间连接有第三支线17，第三支线17连接在第一开关151和发射混频器之间，相邻的第二支线16之间连接有第四支线18，第四支线18连接在第二开关161和接收混频器之间，第三开关组包括连接在第三支线17上的第一转接开关171和连接在第四支线18上的第二转接开关181。

另外，在每个第一支线15和对应一个第二支线16之间连接有第五支线19，第五支线19一端连接在第一开关151和发射混频器之间，另一端连接在第二开关161和接收混频器之间，第三开关组还包括设置在第五支线19上的第三转接开关191。综上所述，虽然本发明已以上述实施例揭露如上，但上述实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (8)

1.一种支持多种制式的超宽带收发机架构，其特征在于，包括：

发射机组，包括多个发射混频器,用于向目标发送信号；

接收机组，包括多个接收混频器，用于接收来自目标的信号；

发射锁相环组，包括多个发射锁相环合成器，通过第一开关组与所述发射机组连接，用于为所述发射机组提供载波频率以使得所述发射机组能形成转换信号；以及

接收锁相环组，包括多个接收锁相环合成器，通过第二开关组与所述接收机组连接，同时通过第三开关组与所述发射机组连接，用于为所述发射机组和所述接收机组提供载波频率以使得所述发射机组和所述接收机组能形成转换信号；

所述发射混频器的数量与所述发射锁相环合成器的数量一致，所述接收混频器的数量与所述接收锁相环合成器的数量一致，每个所述发射混频器和对应的一个所述发射锁相环合成器之间连接第一支线，所述第一开关组包括设置在每个所述第一支线上的第一开关，每个所述接收混频器和对应的一个所述接收锁相环合成器之间连接第二支线，所述第二开关组包括设置在N-1个所述第二支线上的第二开关，以保持其中一个接收锁相环合成器与对应的一个所述接收混频器的连接，使得一个所述接收混频器能时刻接收一个接收锁相环合成器的载波信号；

相邻的所述第一支线之间连接有第三支线，所述第三支线连接在所述第一开关和所述发射混频器之间，相邻的所述第二支线之间连接有第四支线，所述第四支线连接在所述第二开关和所述接收混频器之间，所述第三开关组包括连接在所述第三支线上的第一转接开关和连接在所述第四支线上的第二转接开关。

2.根据权利要求1所述的支持多种制式的超宽带收发机架构，其特征在于，在每个所述第一支线和对应一个所述第二支线之间连接有第五支线，所述第五支线一端连接在所述第一开关和所述发射混频器之间，另一端连接在所述第二开关和所述接收混频器之间，所述第三开关组还包括设置在所述第五支线上的第三转接开关。

3.根据权利要求1所述的支持多种制式的超宽带收发机架构，其特征在于，所述发射机组包括两个所述发射混频器，所述接收机组包括两个所述接收混频器，所述发射锁相环组包括两个所述发射锁相环合成器，所述接收锁相环组包括两个所述接收锁相环合成器；

两个所述发射锁相环合成器和两个所述发射混频器之间形成两条第一支线；两个所述接收锁相环合成器和两个所述接收混频器之间形成两条第二支线；

在两条所述第一支线上设置有第一开关，在一条所述第二支线上设置有第二开关；

在两条所述第一支线之间的第三支线上设置有第一转接开关，在两条所述第二支线之间的第四支线上设置有第二转接开关，在每条所述第一支线和对应的所述第二支线之间的第五支线上均设置有第三转接开关。

4.根据权利要求3所述的支持多种制式的超宽带收发机架构，其特征在于，通过闭合两个第一开关和一个第二开关，使得每个所述发射锁相环合成器与对应的一个所述发射混频器连接，使得每个所述接收锁相环合成器与对应的一个所述接收混频器连接。

5.根据权利要求3所述的支持多种制式的超宽带收发机架构，其特征在于，通过闭合一个第二开关，同时闭合所述第三转接开关，使得每个所述接收锁相环合成器与对应的一个所述接收混频器及一个所述发射混频器连接。

6.根据权利要求3所述的支持多种制式的超宽带收发机架构，其特征在于，通过闭合一个第一开关，同时闭合所述第一转接开关和所述第二转接开关，使得一个所述发射锁相环合成器与对应的两个所述发射混频器连接，使得一个所述接收锁相环合成器与对应的两个所述接收混频器连接。

7.根据权利要求3所述的支持多种制式的超宽带收发机架构，其特征在于，通过闭合所述第一转接开关、所述第二转接开关以及所述第三转接开关，使得一个所述接收锁相环合成器与两个所述发射混频器、两个所述接收混频器连接。

8.一种无线门禁装置，其特征在于，使用权利要求1-7中任一所述的支持多种制式的超宽带收发机架构。

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