CN114553252B - 射频前端组件 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种射频前端组件，包括双工器模块、低噪放模块和接地开关模块；双工器模块具有第一端口、第二端口和天线对接端口，低噪放模块具有第三端口、第四端口、收发端口和功放端口；射频前端组件具有第一工作状态和第二工作状态，在第一工作状态下，第一端口与第四端口插接，第二端口与第三端口插接，触发结构与开关主体错位设置；在第二工作状态下，第一端口与第三端口插接，第二端口与第四端口插接，触发结构对应并触发开关主体。本发明提高结构的紧凑性，减少了模块连接电缆损耗，改善了设备的电性能指标；同时满足了对射频前端组件小型化、大功率、快速切换工作频率的要求，提高了设备的实用性和可靠性。

Description

射频前端组件

技术领域

本发明属于无线通讯技术领域，具体涉及一种射频前端组件。

背景技术

随着现代无线通信的迅速发展，通信设备向着小型化，一体化及低成本的趋势不断发展。

无线通信射频前端组件用于发射和接收信号，属于全双工通信设备。两个不同频段的通信信号通过双工器两段滤波器滤波后分别发射和接收，并相互隔离，接收信号滤波后经过低噪声放大送至接收机。

传统的射频前端设备的各功能模块独立设计，线缆连接，空间利用率低，整机体积大，连接关系复杂，附加损耗大，大大降低了设备的可靠性和实用性。

发明内容

本发明实施例提供一种射频前端组件，旨在优化结构设计，降低构件信号传输的附加损耗，提升使用的可靠性。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种射频前端组件，包括：

双工器模块，具有第一端口、第二端口和天线对接端口，所述双工器模块内部形成有第一滤波腔室和第二滤波腔室，所述第一端口连接于所述第一滤波腔室，所述第二端口连接于所述第二滤波腔室，所述第一滤波腔室和所述第二滤波腔室于所述天线对接端口处合路，并且，所述第一端口和所述第二端口位于所述双工器模块的同一侧；

低噪放模块，具有第三端口、第四端口、收发端口和功放端口，所述低噪放模块形成有低噪放工作部，所述第三端口和所述收发端口分别与所述低噪放工作部连接，所述第四端口与所述功放端口连接，所述第三端口和所述第四端口位于所述低噪放模块的同一侧，所述第三端口能与所述第一端口或所述第二端口插接适配，所述第四端口能与所述第一端口或所述第二端口插接适配；以及

接地开关模块，包括开关主体和触发结构，所述触发结构设于所述双工器模块，所述开关主体设于所述低噪放模块，并与所述低噪放工作部连接；

所述射频前端组件具有第一工作状态和第二工作状态，在所述第一工作状态下，所述第一端口与所述第四端口插接，所述第二端口与所述第三端口插接，所述触发结构与所述开关主体错位设置；在所述第二工作状态下，所述第一端口与所述第三端口插接，所述第二端口与所述第四端口插接，所述触发结构对应并触发所述开关主体。

在一种可能的实现方式中，所述射频前端组件还包括连接结构，所述连接结构具有相互之间可拆卸连接的第一连接体和第二连接体，所述第一连接体设于所述双工器模块和所述低噪放模块的其中之一，所述第二连接体设于所述双工器模块和所述低噪放模块的其中之另一。

在一种可能的实现方式中，所述第一连接体为卡钩，所述第二连接体为与所述卡钩卡接适配的锁定卡扣。

在一种可能的实现方式中，定义所述第一端口和所述第二端口所处的侧面为第一对接侧面，所述第一端口和所述第二端口以所述第一对接侧面的中心点为对称点呈中心对称分布；

定义所述第三端口和所述第四端口所处的侧面为第二对接侧面，所述第三端口和所述第四端口以所述第二对接侧面的中心点为对称点呈中心对称分布。

在一种可能的实现方式中，所述第一对接侧面的边缘环设有对接凸台，所述对接凸台的端面处形成有对接环槽，所述第二对接侧面设有与所述对接环槽插接适配的对接凸环。

在一种可能的实现方式中，所述低噪放模块还包括连接架和低噪放主体，所述低噪放主体为所述低噪放工作部，所述低噪放主体、所述第三端口、所述第四端口和功放端口均设于所述连接架。

在一种可能的实现方式中，所述低噪放主体包括低噪放外壳、隔板和低噪放本体，所述低噪放外壳连接于所述连接架，所述隔板将所述低噪放外壳的内腔分隔成安装腔室和低噪放腔室，所述低噪放本体设于所述安装腔室之内；

所述第三端口连接于所述低噪放本体，所述收发端口连接于所述低噪放腔室。

在一种可能的实现方式中，所述低噪放外壳上设有与所述功放端口对应的线束限位构件。

在一种可能的实现方式中，所述双工器模块还包括双工器外壳和调谐盖板和外盖板，所述双工器外壳和所述调谐盖板围合形成所述第一滤波腔室和所述第二滤波腔室，所述第一端口、所述第二端口和所述天线对接端口均设于所述双工器外壳；

所述外盖板盖设于所述双工器外壳的侧开口处，并与所述调谐盖板间隔设置。

在一种可能的实现方式中，所述双工器外壳的外侧还设有散热翅片。

本申请实施例所示的方案，与现有技术相比，其工作方式如下：

在第一工作状态下，第一端口和第四端口插接，第二端口和第三端口插接，双工器模块和低噪放模块之间实现模块化的一体连接，发射信号进入的路径为功放端口→第四端口→第一端口→第一滤波腔室→天线对接端口，最后送至天线发射输出；接收信号的反馈路径为天线对接端口→第二滤波腔室→第二端口→第三端口→低噪放工作部(主要实现低噪声放大)→收发端口，最后送至接收机；在第一工作状态下，触发结构未能触发开关主体，检测信号未接地。

在第二工作状态下，第一端口和第三端口插接，第二端口和第四端口插接，双工器模块和低噪放模块之间实现模块化的一体连接，发射信号进入的路径为功放端口→第四端口→第二端口→第二滤波腔室→天线对接端口，最后送至天线发射输出；接收信号的反馈路径为天线对接端口→第一滤波腔室→第一端口→第三端口→低噪放工作部(主要实现低噪声放大)→收发端口，最后送至接收机；在第二工作状态下，触发结构触发开关主体，检测信号接地，继而实现监控设备的连接，通过收发端口上传工作状态信息至监控设备。

本申请通过双工器模块和低噪放模块上信号端口的插接，同时实现了信号通路的连接以及双工器模块和低噪放模块的一体化模块连接，安装空间大大缩减，避免通过电缆实现模块之间的连接，有效降低了附加损耗；并且，通过改变双工器模块和低噪放模块的对接方式即可实现开关主体的开闭，并实现工作方式的切换，满足了对射频前端组件小型化、大功率、快速切换工作频率的要求，提高了设备的实用性和可靠性。

附图说明

图1为本发明实施例采用的双工器模块的立体结构示意图一；

图2为本发明实施例采用的双工器模块的立体结构示意图二；

图3为本发明实施例采用的双工器模块的爆炸分解示意图；

图4为图1的B向结构示意图；

图5为图4的A-A剖视图；

图6为本发明实施例采用的低噪放模块的立体结构示意图一；

图7为本发明实施例采用的低噪放模块的立体结构示意图二；

图8为本发明实施例提供的射频前端组件的第一工作状态的组装示意图；

图9为本发明实施例提供的射频前端组件的第一工作状态的模块图；

图10为本发明实施例提供的射频前端组件的第二工作状态的组装示意图；

图11为本发明实施例提供的射频前端组件的第二工作状态的模块图。

附图标记说明：

100、双工器模块；110、第一端口；120、第二端口；130、天线对接端口；140、第一滤波腔室；141、导柱；142、隔板；150、第二滤波腔室；151、导柱；152、隔板；160、第一对接侧面；161、对接凸台；162、对接环槽；170、双工器外壳；171、散热翅片；180、调谐盖板；190、外盖板；

200、低噪放模块；210、第三端口；220、第四端口；230、收发端口；240、功放端口；250、第二对接侧面；251、对接凸环；260、连接架；270、低噪放主体；271、低噪放外壳；272、隔板；273、低噪放本体；274、低噪放腔室；280、线束限位构件；281、限位架；282、限位板；283、线束限位空间；

300、接地开关模块；310、开关主体；320、触发结构；

400、连接结构；410、第一连接体；420、第二连接体；

500、天线；

600、接收机；

700、功率放大器。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请一并参阅图1至图11，现对本发明提供的射频前端组件进行说明。所述射频前端组件，包括双工器模块100、低噪放模块200和接地开关模块300；双工器模块100具有第一端口110、第二端口120和天线对接端口130，双工器模块100内部形成有第一滤波腔室140和第二滤波腔室150，第一端口110连接于第一滤波腔室140，第二端口120连接于第二滤波腔室140，第一滤波腔室140和第二滤波腔室150于天线对接端口130处合路，并且，第一端口110和第二端口120位于双工器模块100的同一侧；低噪放模块200具有第三端口210、第四端口220、收发端口230和功放端口240，低噪放模块200形成有低噪放工作部，第三端口210和收发端口230分别与低噪放工作部连接，第四端口220与功放端口240连接，第三端口210和第四端口220位于低噪放模块200的同一侧，第三端口210能与第一端口110或第二端口120插接适配，第四端口220能与第一端口110或第二端口120插接适配；接地开关模块300包括开关主体310和触发结构320，触发结构320设于双工器模块100，开关主体310设于低噪放模块200，并与低噪放工作部连接。

射频前端组件具有第一工作状态和第二工作状态，在第一工作状态下，第一端口110与第四端口220插接，第二端口120与第三端口210插接，触发结构320与开关主体310错位设置；在第二工作状态下，第一端口110与第三端口210插接，第二端口120与第四端口220插接，触发结构320对应并触发开关主体310。

本实施例的射频前端组件工作方式如下：

如图9所示，在第一工作状态下，第一端口110和第四端口220插接，第二端口120和第三端口210插接，双工器模块100和低噪放模块200之间实现模块化的一体连接，并形成环路，发射信号进入的路径为功率放大器700→功放端口240→第四端口220→第一端口110→第一滤波腔室140(滤除带外杂散信号)→天线对接端口130，最后送至天线500发射输出；接收信号的反馈路径为天线对接端口130→第二滤波腔室150(滤除带外杂散信号)→第二端口120→第三端口210→低噪放工作部(主要实现低噪声放大)→收发端口230，最后送至接收机600；在第一工作状态下，触发结构320未能触发开关主体310，检测信号未接地。

如图11所示，在第二工作状态下，第一端口110和第三端口210插接，第二端口120和第四端口220插接，双工器模块100和低噪放模块200之间实现模块化的一体连接，并形成环路，发射信号进入的路径为功率放大器700→功放端口240→第四端口220→第二端口120→第二滤波腔室150(滤除带外杂散信号)→天线对接端口130，最后送至天线500发射输出；接收信号的反馈路径为天线对接端口130→第一滤波腔室140(滤除带外杂散信号)→第一端口110→第三端口210→低噪放工作部(主要实现低噪声放大)→收发端口230，最后送至接收机600；在第二工作状态下，触发结构320触发开关主体310，检测信号接地，继而实现监控设备的连接，通过收发端口230上传工作状态信息至监控设备。

与现有技术相比，本实施例提供的射频前端组件通过双工器模块100和低噪放模块200上信号端口的插接，同时实现了信号通路的连接以及双工器模块100和低噪放模块200的一体化模块连接，提高结构的紧凑性，安装空间大大缩减，避免通过电缆实现模块之间的连接，减少了模块连接电缆损耗(附加损耗)，改善了设备的电性能指标，有利于提高设备的集成度；并且，通过改变双工器模块100和低噪放模块200的对接方式即可实现开关主体的开闭，并实现工作方式的切换，满足了对射频前端组件小型化、大功率、快速切换工作频率的要求，提高了设备的实用性和可靠性。

本实施例的射频前端组件适用于C频段通信系统中实现发射通道和接收通道异频合路，并提供隔离功能和低噪声放大功能的小型化传输设备，当然，也适用于其他具有类似传输功能的传输设备，在此不做唯一限定。

具体实施时，本实施例的射频前端组件最大外形尺寸可达到240mm×155mm×77mm，结构十分小巧。

具体实施时，第一滤波腔室140和第二滤波腔室150之内分别设有多个导柱(141，151)和隔板(142，152)，第一端口110和第二端口120分别连接于对应的导柱(141，151)；同时，第一滤波腔室140和第二滤波腔室150形成同轴谐振腔，体积小巧，承受功率大，隔离度高，有利于满足一体化连接的结构设计要求。更具体的，第一滤波腔室140和第二滤波腔室150形成同轴腔滤波器结构，其设计灵活多变，可以在满足电性能要求的前提下，进一步提升集成度。

本实施例中，第一滤波腔室140示例性的被示出为L频带滤波器，第二滤波腔室150示例性的被示出为H频带滤波器。在第一工作状态下，发射通道为L频带，接收通道为H频带；在第二工作状态下，发射通道为H频带，接收通道为L频带。

在一些实施例中，天线对接端口130设有安装孔，使得天线对接端口130通过螺纹连接件与天线馈源端口进行连接，不需要在设备中单独设置射频前端组件的独立安装空间，进一步简化射频前端组件的安装结构，有利于设备整体的小型化、低成本设计，且安装便捷可靠。

在具体实施时，本申请的天线对接端口130为FDM48接口，第一端口110和第二端口120均为快插型N-KFD(50Ω)接口；对应的，收发端口230为混装插座，功放端口240为功放连接器，第三端口210和第四端口220均为快插型N-KFD(50Ω)接口，有利于实现快速插拔连接，满足通行设备对射频前端组件快速转换发射通道和接收通道工作频率的要求。各个端口的设置方式并不限于上述方式，能满足装配及信号传输的需求即可，在此不再一一列举。

在一些实施例中，参阅图1至图8及图10，为了提高结构的紧凑性和触发的灵敏性，触发结构320可设置为触发螺钉，开关主体310采用微动开关，触发螺钉的轻微挤压即可触发开关主体310开启。当然，触发结构320也可设置为其他结构，能够保证相对于第一端口110和第二端口120所在表面具有凸出行，并能实现有效的触发接触即可，在此不做唯一限定。

在一些实施例中，参阅图1至图8及图10，射频前端组件还包括连接结构400，连接结构400具有相互之间可拆卸连接的第一连接体410和第二连接体420，第一连接体410设于双工器模块100和低噪放模块200的其中之一，第二连接体420设于双工器模块100和低噪放模块200的其中之另一。本实施例通过设置连接结构400，强化了双工器模块100和低噪放模块200之间的机械连接，避免双工器模块100上的端口与低噪放模块200上的端口连接失效，保证使用的可靠性；并且，通过可拆卸连接的设置方式，使得双工器模块100和低噪放模块200之间能快速切换对接姿态，继而实现工作状态的快速切换。

作为连接结构400的一种具体实施方式，参阅图1至图8及图10，第一连接体410为卡钩，第二连接体420为与卡钩卡接适配的锁定卡扣(例如)。本实施例的第一连接体410和第二连接体420之间的连接方式简单，能在双工器模块100和低噪放模块200的对接方向上提供可靠的压紧力，保证整体结构的稳定性和信号传输的可靠性。

在另外一些实施例中，图中未示出，第一连接体410可以是内螺纹座，第二连接体可以是转动连接于双工器模块100或低噪放模块200的螺纹销。当然，第一连接体410和第二连接体420的具体设置方式能满足连接可靠、拆装方便的要求即可，在此不再一一列举。

在一些实施例中，参阅图1及图6，定义第一端口100和第二端口120所处的侧面为第一对接侧面160，第一端口110和第二端口120以第一对接侧面160的中心点为对称点呈中心对称分布；定义第三端口210和第四端口220所处的侧面为第二对接侧面250，第三端口210和第四端口220以第二对接侧面250的中心点为对称点呈中心对称分布。本实施例通过对称式的设计，方便在不同的对接状态下使第一连接体410与第二连接体420进行连接，能够在很大程度上简化连接结构400的设计，同时还能保证双工器模块100的同轴腔滤波器设计，最大程度的缩小射频前端组件所占用的空间。

在一些实施例中，参阅图1、图5、图6、图8及图10，第一对接侧面160的边缘环设有对接凸台161，对接凸台161的端面处形成有对接环槽162，第二对接侧面250设有与对接环槽162插接适配的对接凸环251。本实施例中，对接环槽162与对接凸环251配合实现双工器模块100与低噪放模块200的预定位，提高装配的便捷性；同时，对接凸台161还能与对接凸环251配合，在对接后对第一端口110、第二端口120、第三端口210和第四端口220形成围合保护，避免外力直接冲击各个端口，有利于提升连接的可靠性。

作为低噪放模块200的一种具体实施方式，参阅图6至图8及图10，低噪放模块200还包括连接架260和低噪放主体270，低噪放主体270为低噪放工作部，低噪放主体270、第三端口210、第四端口220和功放端口240均设于连接架260。连接架260提供了各个端口和低噪放主体270的连接平台，其能根据双工器模块100的实际结构做出灵活调整，使得低噪放模块200整体更加简单紧凑，便于与双工器模块100进行安装。

在上述实施例的基础上，参阅图6至图8及图10，低噪放主体270包括低噪放外壳271、隔板272和低噪放本体273，低噪放外壳271连接于连接架260，隔板272将低噪放外壳271的内腔分隔成安装腔室和低噪放腔室274，低噪放本体273设于安装腔室之内；第三端口210连接于低噪放本体273，收发端口230连接于低噪放腔室274。本实施例合理利用低噪放外壳271的内部空间，实现了低噪放的基本功能，同时还能使结构简单紧凑，便于与低噪放主体270外部的其他构件进行组装。

在一些实施例中，参阅图6至图8及图10，为了方便与功率放大器700通过电缆进行连接，低噪放外壳271上设有与功放端口对应的线束限位构件280。线束限位构件280能在垂直于布线路径的方向上限制电缆的位置，提升布线设计的合理性，避免电缆磨损。

作为线束限位构件的一种具体实施方式，参阅图6至图8及图10，线束限位构件280包括限位架281和限位板282，限位架281连接于低噪放外壳271，并形成有限位槽，限位板282活动连接于限位架281，并与限位槽围合形成线束限位空间283。

本实施例在使用时，先移动限位板282，暴露出限位槽，随后将电缆放置于限位槽中，最后重新将限位板282进行复位固定即可。其操作简单，限位效果好，且结构占用空间小。

作为限位架281和限位板282连接方式的一种具体实施方式，限位架281和限位板282之间可通过螺纹连接件进行固定；或者，限位架281和限位板282之前可通过卡扣结构实现连接，在此不做唯一限定。

更具体的，限位板282为薄金属片，其能提供较好的弹性，便于压紧电缆。

在一些实施例中，限位架281与低噪放外壳271通过球铰结构连接，便于调节限位架281的角度，继而有利于进行更加灵活的布线设计。

在一些实施例中，参阅图1至图4、图8及图10，双工器模块100还包括双工器外壳170和调谐盖板180和外盖板190，双工器外壳170和调谐盖板180围合形成第一滤波腔室140和第二滤波腔室150，第一端口110、第二端口120和天线对接端口130均设于双工器外壳170；外盖板190盖设于双工器外壳170的侧开口处，并与调谐盖板180间隔设置。

本实施例中，外盖板190与调谐盖板180之间的间隔空间能起到防水的作用，调谐盖板180上设有调谐孔，用于安装调谐螺钉，继而实现滤波器频率的调谐。本实施例的双工器模块100结构简单紧凑，防护等级高，使用便捷性好。

具体实施时，调谐盖板180与双工器外壳170之间，以及外盖板190与双工器外壳170之间通过螺纹连接件实现可拆卸连接；同时，调谐盖板180平行于外盖板190设置。

在一些实施例中，参阅图1至图4、图8及图10，为了提升散热性能，双工器外壳170的外侧还设有散热翅片171。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种射频前端组件，其特征在于，包括：

双工器模块，具有第一端口、第二端口和天线对接端口，所述双工器模块内部形成有第一滤波腔室和第二滤波腔室，所述第一端口连接于所述第一滤波腔室，所述第二端口连接于所述第二滤波腔室，所述第一滤波腔室和所述第二滤波腔室于所述天线对接端口处合路，并且，所述第一端口和所述第二端口位于所述双工器模块的同一侧；

低噪放模块，具有第三端口、第四端口、收发端口和功放端口，所述低噪放模块形成有低噪放工作部，所述第三端口和所述收发端口分别与所述低噪放工作部连接，所述第四端口与所述功放端口连接，所述第三端口和所述第四端口位于所述低噪放模块的同一侧，所述第三端口能与所述第一端口或所述第二端口插接适配，所述第四端口能与所述第一端口或所述第二端口插接适配；以及

接地开关模块，包括开关主体和触发结构，所述触发结构设于所述双工器模块，所述开关主体设于所述低噪放模块，并与所述低噪放工作部连接；

所述射频前端组件具有第一工作状态和第二工作状态，在所述第一工作状态下，所述第一端口与所述第四端口插接，所述第二端口与所述第三端口插接，所述触发结构与所述开关主体错位设置；在所述第二工作状态下，所述第一端口与所述第三端口插接，所述第二端口与所述第四端口插接，所述触发结构对应并触发所述开关主体。

2.如权利要求1所述的射频前端组件，其特征在于，所述射频前端组件还包括连接结构，所述连接结构具有相互之间可拆卸连接的第一连接体和第二连接体，所述第一连接体设于所述双工器模块和所述低噪放模块的其中之一，所述第二连接体设于所述双工器模块和所述低噪放模块的其中之另一。

3.如权利要求2所述的射频前端组件，其特征在于，所述第一连接体为卡钩，所述第二连接体为与所述卡钩卡接适配的锁定卡扣。

4.如权利要求1或2所述的射频前端组件，其特征在于，定义所述第一端口和所述第二端口所处的侧面为第一对接侧面，所述第一端口和所述第二端口以所述第一对接侧面的中心点为对称点呈中心对称分布；

定义所述第三端口和所述第四端口所处的侧面为第二对接侧面，所述第三端口和所述第四端口以所述第二对接侧面的中心点为对称点呈中心对称分布。

5.如权利要求4所述的射频前端组件，其特征在于，所述第一对接侧面的边缘环设有对接凸台，所述对接凸台的端面处形成有对接环槽，所述第二对接侧面设有与所述对接环槽插接适配的对接凸环。

6.如权利要求1所述的射频前端组件，其特征在于，所述低噪放模块还包括连接架和低噪放主体，所述低噪放主体为所述低噪放工作部，所述低噪放主体、所述第三端口、所述第四端口和功放端口均设于所述连接架。

7.如权利要求6所述的射频前端组件，其特征在于，所述低噪放主体包括低噪放外壳、隔板和低噪放本体，所述低噪放外壳连接于所述连接架，所述隔板将所述低噪放外壳的内腔分隔成安装腔室和低噪放腔室，所述低噪放本体设于所述安装腔室之内；

所述第三端口连接于所述低噪放本体，所述收发端口连接于所述低噪放腔室。

8.如权利要求7所述的射频前端组件，其特征在于，所述低噪放外壳上设有与所述功放端口对应的线束限位构件。

9.如权利要求1所述的射频前端组件，其特征在于，所述双工器模块还包括双工器外壳和调谐盖板和外盖板，所述双工器外壳和所述调谐盖板围合形成所述第一滤波腔室和所述第二滤波腔室，所述第一端口、所述第二端口和所述天线对接端口均设于所述双工器外壳；

所述外盖板盖设于所述双工器外壳的侧开口处，并与所述调谐盖板间隔设置。

10.如权利要求9所述的射频前端组件，其特征在于，所述双工器外壳的外侧还设有散热翅片。

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