CN114039615B - 一种天线收发电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种天线收发电路，包括接收机、第一滤波器、功分合路器、第一滤波合路器、第二滤波合路器和天线接口单元；接收机的发射端经第一滤波器与功分合路器的第一分路端连接，接收机的接收端与所述第二滤波合路器的合路端连接，第二滤波合路器的第一分路端与第一滤波合路器的第二分路端连接，第二滤波合路器的第二分路端与功分合路器的第二分路端连接，功分合路器的合路端与第一滤波合路器的第一分路端连接，第一滤波合路器的合路端与天线接口单元连接。本发明通过第一滤波合路器、第二滤波合路器、第一滤波器以及功分合路器的组合使用，实现了接收机同时发送和接收数据。

Description

一种天线收发电路
技术领域
本发明属于卫星定位授时技术领域，尤其涉及一种天线收发电路。
背景技术
目前，业界天线主要用于接收卫星定位授时信息，只需要单方向接收卫星信号，我们称作RNSS信号，在电路上不需要做特殊处理，信号可以直接进入接收机获取数据。此外也存在用户需要测量自身至卫星的距离并计算位置的情形，此情形必须由外部系统通过用户的应答来完成，我们称作RDSS信号，此时天线既需要接收卫星信号又需要向外发送短报文。RNSS导航信号的民用载波频率通常使用B1（1561.09MHz）、B2（1207.14 MHz）、B3（1268.52MHz）以及L1（1575.42 MHz）频点，RDSS导航信号的载波频率通常使用L波段（上行，1615.68MHz），S波段（下行，2491.75 MHz）。如图1所示，由于上述收发信号频点的不一致必定会带来相互的干扰，所以业内通常的做法是在天线与接收机之间增加切换电路，在设备只需要被动接收卫星数据时，切换电路的开关导通到RNSS，在设备需要向外部发送短报文时，切换电路的开关导通到RDSS，采用此种技术的电路只能单向接收或发送，不能同时发送和接收。如图2所示，在需要长时间接收卫星信号对设备进行驯服时，不能进行短报文发送，不然设备恒温晶振或铷钟无法有效锁定，在晶振或铷钟锁定后进行短报文发送时，设备对卫星信号的接收会中断从而导致设备进入守时状态，并且在短报文发送完后将切换电路的开关切换回RNSS通道后，设备需要重新驯服并完成锁定，此时设备的授时精度会明显降低。据此设备在发送短报文时设备不进入守时的实现研究很有必要。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种天线收发电路。解决的技术问题为：在发送短报文时设备进入守时状态而带来的授时精度降低问题。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种天线收发电路，包括接收机、第一滤波器、功分合路器、第一滤波合路器、第二滤波合路器和天线接口单元；所述接收机的发射端经第一滤波器与所述功分合路器的第一分路端连接，所述接收机的接收端与所述第二滤波合路器的合路端连接；所述第二滤波合路器的第一分路端与所述第一滤波合路器的第二分路端连接，所述第二滤波合路器的第二分路端与所述功分合路器的第二分路端连接；所述功分合路器的合路端与所述第一滤波合路器的第一分路端连接，所述第一滤波合路器的合路端与所述天线接口单元连接；所述第一滤波合路器的第一分路端设有第二滤波器，所述第一滤波合路器的第二分路端设有第三滤波器；所述第二滤波合路器的第一分路端设有第四滤波器，所述第二滤波合路器的第二分路端设有第五滤波器，第二滤波器包含在第一滤波合路器内，第三滤波器包含在第一滤波合路器内。
进一步改进的，所述第一滤波器为标称频率为RDSS上行L波段的声表滤波器；所述第二滤波器的频率通带的上限截止频率高于RDSS 上行L波段且低于RDSS 下行S波段；所述第三滤波器的频率通带的下限截止频率低于RDSS下行S波段且高于RDSS上行L波段；所述第四滤波器的频率通带的下限截止频率低于RDSS下行S波段且高于RDSS上行L波段；所述第五滤波器的频率通带的上限截止频率低于RDSS上行L波段且高于L1频点。
进一步改进的，所述第二滤波器的频率通带为DC-1650MHz；所述第三滤波器的频率通带为2400MHz-6000MHz；所述第四滤波器的频率通带为2400MHz-6000MHz；所述第五滤波器的频率通带为DC-1580MHz。
进一步改进的，所述天线收发电路还包括第一低噪声放大器，所述第一低噪声放大器串联在接收机的接收端和第二滤波合路器的合路端之间。
进一步改进的，所述天线收发电路还包括第二低噪声放大器，所述第二低噪声放大器串联在接收机的发射端和第一滤波器之间。
进一步改进的，所述天线收发电路还包括第六滤波器，所述第六滤波器串联在第二滤波合路器的第一分路端和第一滤波合路器的第二分路端之间。
进一步改进的，所述第六滤波器为标称频率为RDSS下行S波段的声表滤波器。
本发明的有益技术效果包括如下：
1）、通过第一滤波合路器、第二滤波合路器、第一滤波器以及功分合路器的组合使用，实现了接收机同时发送和接收数据。
2）、通过将第一滤波合路器内与其第一分路端连接的第二滤波器的频率通带设置为DC-1650MHz，将第一滤波合路器内与其第二分路端连接的第三滤波器的频率通带设置为2400MHz-6000MHz，将第二滤波合路器内与其第一分路端连接的第四滤波器的频率通带设置为2400MHz-6000MHz，将第二滤波合路器内与其第二分路端连接的第五滤波器的频率通带设置为DC-1580MHz，实现接收机在发送RDSS短报文信号的同时也可以接收RDSS下行信号和RNSS下行信号，从而实现在发送短报文时不会影响设备的同步状态，提高了设备的授时精度，实现高精度授时。
3）、通过在上行信号的发射通路上增加第二低噪声放大器，提高发射通路的带外干扰抑制能力。
4）、通过在下行信号的接收通路上增加第六滤波器，提高接收通路的带外干扰抑制能力。
5）、通过在下行信号的接收通路上增加第一低噪声放大器，提高接收通路的带外干扰抑制能力。
附图说明
图1是现有技术中的天线收发示意图；
图2是现有技术中的天线收发授时和守时工作流程图；
图3是天线收发电路的一种电路图；
图4是天线收发电路的另一种电路图；
图5是北斗搜星测试结果；
图6是GPS搜星测试结果。
具体实施方式
下面将结合实施例，对本发明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付出创造性劳动的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。
如图3所示，本发明提供了一种天线收发电路，包括接收机、收发二合一电路单元和天线接口单元。收发二合一电路单元包括第一滤波器、功分合路器、第一滤波合路器和第二滤波合路器。第一滤波合路器的第一分路端设有第二滤波器，第一滤波合路器的第二分路端设有第三滤波器，第二滤波合路器的第一分路端设有第四滤波器，第二滤波合路器的第二分路端设有第五滤波器。接收机的发射端经第一滤波器与功分合路器的第一分路端连接，接收机的接收端与第二滤波合路器的合路端连接，第二滤波合路器的第一分路端与第一滤波合路器的第二分路端连接，第二滤波合路器的第二分路端与功分合路器的第二分路端连接，功分合路器的合路端与第一滤波合路器的第一分路端连接，第一滤波合路器的合路端与天线接口单元连接。
具体地，如图4所示，第一滤波器使用型号为NDF9219的声表滤波器，该声表滤波器的标称频率为RDSS上行L波段（1615.68MHz）。第一滤波合路器采用的型号为LDPW-162-242+，该器件内部包括：允许通过的频率范围为DC-1650MHz的第一低通滤波网络，允许通过的频率范围为2400MHz-6000MHz的第一高通滤波网络。第一低通滤波网络的第一端与第一滤波合路器的第一分路端连接，第一低通滤波网络的第二端与第一滤波合路器的合路端连接，第一高通滤波网络的第一端与第一滤波合路器的第二分路端连接，第一高通滤波网络的第二端也连接至第一滤波合路器的合路端。第二滤波合路器内部包括：允许通过的频率范围为DC-1580MHz的第二低通滤波网络，允许通过的频率范围为2400MHz-6000MHz的第二高通滤波网络。第二低通滤波网络的第一端与第二滤波合路器的第二分路端连接，第二低通滤波网络的第二端与第二滤波合路器的合路端连接，第二高通滤波网络的第一端与第二滤波合路器的第一分路端连接，第二高通滤波网络的第二端也连接至第二滤波合路器的合路端。功分合路器采用的型号为RPS-2-30+，为一分二的功分合路器。
本实施例的工作原理如下：
在接收机的发射端以突发形式发送用户的短报文信号（RDSS上行信号）时，RDSS上行信号（L波段）输入第一滤波器，第一滤波器对输入的RDSS上行信号进行滤波，选通L波段信号，滤除其他干扰信号，被选通的L波段信号再经功分合路器的第一分路端输入功分合路器中，通过功分合路器进行合路后经功分合路器的合路端输出至第一滤波合路器，经第一滤波合路器的第一低通滤波网络选通L波段信号，再通过第一滤波合路器的合路端输出至天线接口单元，由此实现RDSS短报文上行信号的发射。
在RNSS下行信号和RDSS下行信号接收时，由天线接口单元将天线获取的下行信号输入至第一滤波合路器，第一滤波合路器中包含的两条选通支路（第一低通滤波网络和第一高通滤波网络）对输入的下行信号进行选通。其中RDSS下行信号（S波段）通过第一高通滤波网络，然后由第一滤波合路器的第二分路端输出至第二滤波合路器的第一分路端，而RNSS下行信号（B1频点、B2频点、 B3频点、L1频点）通过第一低通滤波网络，然后由第一滤波合路器的第一分路端输出至功分合路器的合路端进行功分，与此同时发射的RDSS上行信号会反灌入到功分合路器的第二分路端，进而RNSS下行信号和RDSS上行信号会共同输入至第二滤波合路器并由第二滤波合路器的第二低通滤波网络进行滤波， RDSS上行信号L波段将被滤除，得到包含B1、B2、 B3、L1频点的信号，同时从第二滤波合路器的第一分路端输入的RDSS下行信号（S波段）通过第二高通滤波网络进行滤波，进一步的滤除带外干扰，得到S波段信号。由此B1频点、B2频点、 B3频点、L1频点、S波段信号合路后经第二滤波合路器的合路端输出至第一低噪声放大器进行低噪声放大处理，然后输入接收机的接收端。
由此RDSS上行短报文信号的发送和RNSS下行信号、RDSS下行信号的接收之间互不影响，据此实现接收机同时发射和接收信号。
优化地，如图4所示，天线收发电路还包括第一低噪声放大器，第一低噪声放大器采用的型号均为SPF-5043Z，第一低噪声放大器串联在接收机的接收端与第二滤波合路器的合路端之间。本实施例通过第一低噪声放大器对第二滤波合路器输出的信号进行低噪声放大处理，进一步提高了本天线收发电路的带外干扰抑制能力。
优化地，如图4所示，天线收发电路还包括第二低噪声放大器，第二低噪声放大器采用的型号均为SPF-5043Z，第二低噪声放大器串联在接收机的发射端与第一滤波器之间。本实施例通过第二低噪声放大器对接收机的发射端发出的信号进行低噪声放大处理，进一步提高了本天线收发电路的带外干扰抑制能力。
优化地，如图4所示，天线收发电路还包括第六滤波器，第六滤波器采用型号为NDF9200的声表滤波器，该声表滤波器的标称频率为RDSS下行S波段（2491.75MHz），第六滤波器串联在第二滤波合路器的第一分路端与第一滤波合路器的第二分路端之间。本实施例通过第六滤波器对经第一滤波合路器的第二分路端输出的信号进行滤波处理，选通RDSS下行S波段（2491.75MHz），进一步提高本天线收发电路的带外干扰抑制能力。
如图5所示，RDSS短报文发射时设备的北斗搜星数为十六颗。如图6所示，RDSS短报文发射时设备的GPS搜星数为十颗，搜星数量均满足高精度授时要求，由此保证了设备的高授时精度。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (2)

1.一种天线收发电路，其特征在于，包括接收机、第一滤波器、功分合路器、第一滤波合路器、第二滤波合路器和天线接口单元；
所述接收机的发射端经第一滤波器与所述功分合路器的第一分路端连接，所述接收机的接收端与所述第二滤波合路器的合路端连接；
所述第二滤波合路器的第一分路端与所述第一滤波合路器的第二分路端连接，所述第二滤波合路器的第二分路端与所述功分合路器的第二分路端连接；
所述功分合路器的合路端与所述第一滤波合路器的第一分路端连接，所述第一滤波合路器的合路端与所述天线接口单元连接；
所述第一滤波合路器的第一分路端设有第二滤波器，所述第一滤波合路器的第二分路端设有第三滤波器；
所述第二滤波合路器的第一分路端设有第四滤波器，所述第二滤波合路器的第二分路端设有第五滤波器；
所述第一滤波器为标称频率为RDSS上行L波段的声表滤波器；
所述第二滤波器的频率通带的上限截止频率高于RDSS 上行L波段且低于RDSS 下行S波段；
所述第三滤波器的频率通带的下限截止频率低于RDSS下行S波段且高于RDSS上行L波段；
所述第四滤波器的频率通带的下限截止频率低于RDSS下行S波段且高于RDSS上行L波段；
所述第五滤波器的频率通带的上限截止频率低于RDSS上行L波段且高于L1频点；
所述天线收发电路还包括第一低噪声放大器，所述第一低噪声放大器串联在接收机的接收端和第二滤波合路器的合路端之间；
所述天线收发电路还包括第二低噪声放大器，所述第二低噪声放大器串联在接收机的发射端和第一滤波器之间；
所述天线收发电路还包括第六滤波器，所述第六滤波器串联在第二滤波合路器的第一分路端和第一滤波合路器的第二分路端之间；
所述第六滤波器为标称频率为RDSS下行S波段的声表滤波器；
第二滤波器包含在第一滤波合路器内，第三滤波器包含在第一滤波合路器内。
2.根据权利要求1所述的一种天线收发电路，其特征在于：所述第二滤波器的频率通带为DC-1650MHz；所述第三滤波器的频率通带为2400MHz-6000MHz；所述第四滤波器的频率通带为2400MHz-6000MHz；所述第五滤波器的频率通带为DC-1580MHz。
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