CN201294517Y - 收发切换用大功率射频开关模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种收发切换用大功率射频开关模块，包括用于增加发射和接收链路隔离度的射频电子单刀单掷开关电路－SW1，用于完成收发切换的射频电子单刀双掷开关电路SW2，DET1、DET2和MCU电路，起隔离作用的环行器，其中SW1的一端接DET1的一端，另一端接环行器，SW2的公共端接环行器一端，SW2的一端接DET2的一端，MCU电路分别与DET1、DET2电路、单刀单掷开关电路、单刀双掷开关电路连接。本新型利用电子电路代替传统的继电器电路，在满足大功率使用的情况下、开关次数不受限制，不会存在切换多次后产生老化的现象，大大提高了系统的可靠性，延长了使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种射频开关模块，尤其是一种用于同频双工系统收发切换用大功率射频开关模块。
背景技术
现在铁路通信中使用的457MHz～459MHz频段工作方式有两种：频分双工和同频双工。当系统是频分双工时上行频段为457MHz～459MHz、下行频段为467MHz～469MHz，而同频双工时上下行都使用457MHz～459MHz，此时就需要一个射频开关来切换上、下行信号，传统系统中使用射频继电器来完成此任务，但是射频继电器在大功率情况下的切换会严重缩短射频继电器使用寿命，这样系统使用寿命将大大缩短，并且系统时刻存在着继电器疲劳失效而引起系统瘫痪的隐患。
实用新型内容
本实用新型需要解决的技术问题是提供一种安全可靠，使用寿命长的同频双工系统收发切换用大功率射频开关模块。
为解决上述问题，本实用新型所采取的技术方案是：
一种收发切换用大功率射频开关模块，包括用于增加发射和接收链路隔离度的射频电子单刀单掷开关电路-SW1，用于完成收发切换的射频电子单刀双掷开关电路-SW2，DET1、DET2和控制装置电路，起隔离作用的环行器，其中SW1的一端接DET1的一端，另一端接环行器，SW2的公共端接环行器一端，SW2的一端接DET2的一端，控制装置电路分别与DET1、DET2电路、单刀单掷开关电路、单刀双掷开关电路连接。
该模块设有三个端口：端口1为下行功放的输出-DW.L，接DET1的另一端，端口2为上行低噪放的输入-UP.L，接SW2的另一端，端口3为天线端口-ANT，接环行器的另一端。
该模块还包括用于设置控制装置工作参数以及上传信息的RS485通讯电路，故障检测电路，该电路与控制装置电路连接，通过RS485通讯电路与监控盘或计算机通信，报告模块的工作状态，该电路与控制装置电路连接，大功率负载，其一端连接DET2的另一端，另一端接地。
所述单刀单掷开关电路利用二极管的单向导电隔离特性搭建而成，其输入端通过耦合电容C1、二极管D1-Dn、电容C2与输出端相连，该电路控制端VC1通过电感L1与二极管D1正极相连，控制端VC2通过电感L2与二极管Dn的负极相连。
所述单刀双掷开关电路利用二极管的单向导电隔离特性搭建而成，该开关电路公共端即环行器通过电容C3、λ/4传输线、二极管D1、电容C5连接到UP.L，环行器还通过电容C3、λ/4传输线、电容C4连接到功率检测电路，控制端口VC2通过电感L1连接到二极管D1的正极，控制端口VC1通过二极管D3连接到λ/4传输线和电容C4的节点，通过并联的电容C1二极管D2接地，并且通过电容C2连接到二极管D1负极。
所述控制装置电路主要包括SW1、SW2驱动电路，该SW1、SW2驱动电路包括微控制器MCU和三极管Q1、Q2，场效应管Q3、Q4，其中三极管Q1、Q2的基极、场效应管Q3、Q4的控制极接MCU输出控制线，场效应管Q3、Q4的源极接分别接电源Vdd2、Vdd1，场效应管Q3、Q4的漏极分别接三极管Q2、Q1的集电极，三极管Q2、Q1的发射极接地，场效应管Q3的漏极与三极管Q2的集电极的节点接单刀单掷开关电路和单刀双掷开关电路的控制端口VC2，场效应管Q4的漏极与三极管Q1的集电极的节点接单刀单掷开关电路和单刀双掷开关电路的控制端口VC1。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本新型利用电子电路代替传统的继电器电路，在满足大功率使用的情况下、开关次数不受限制，不会存在切换多次后产生老化的现象，大大提高了系统的可靠性，延长了使用寿命；集成了故障自检功能、时延调整功能、通过RS485查询状态功能，提高了模块的智能化和应用范围；本新型的开关模块根据有、无下行信号来自动完成收发切换，更灵活的适用于同频双工系统和包含同频双工的系统。
附图说明
图1是本新型的原理结构框图；
图2为本新型单刀单掷开关电路原理图；
图3为本新型单刀双掷开关电路原理图；
图4为SW1、SW2驱动电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：
如图1所示，一种收发切换用大功率射频开关模块，该模块设有三个端口：端口1为DW.L即下行功放的输出，端口2为UP.L即上行低噪放的输入，端口3为ANT即天线接口；该模块电路部分包括射频电子单刀单掷开关电路SW1，射频电子单刀双掷开关电路SW2，控制装置电路，环行器，DET1、DET2即功率检测电路，故障检测电路，RS485通讯电路，大功率负载；其中单刀单掷开关电路SW1的一端接DET1的一端，另一端接环行器，环行器的另一端接天线(ANT)，DET1的另一端接DW.L端口，单刀双掷开关电路SW2的公共端接环行器，一端接UP.L，另一端接DET2一端，DET2的另一端接大功率负载，大功率负载另一端接地，控制装置电路分别与功率检测电路、故障检测电路、RS485通讯电路、单刀单掷开关电路SW1、单刀双掷开关电路SW2连接。
图2所示为单刀单掷开关电路的电路原理图，该电路利用二极管的单向导电隔离特性搭建而成，其输入端(in)依次通过耦合电容C1、二极管D1-Dn、耦合电容C2与输出端(out)相连，该电路控制端VC1通过电感L1与二极管D1正极相连，控制端VC2通过电感L2与二极管Dn的负极相连。
图3所示为单刀双掷开关电路的电路原理图，该电路也是利用二极管的单向导电隔离特性搭建而成，该开关电路公共端即环行器通过耦合电容C3、λ/4传输线、二极管D1、电容C5连接到UP.L，同时环行器还通过耦合电容C3、λ/4传输线、电容C4连接到功率检测电路，控制端口VC2通过电感L1连接到二极管D1的正极，控制端口VC1通过二极管D3连接到λ/4传输线和电容C4的节点，通过并联的电容C1二极管D2接地，并且通过电容C2连接到二极管D1负极。
图4所示为射频电子开关和射频电子单刀双掷开关的驱动电路原理图，本新型采用控制装置电路进行检测和控制，该电路主要包括SW1、SW2驱动电路，该SW1、SW2驱动电路包括微控制器MCU和三极管Q1、Q2，场效应管Q3、Q4，其中三极管Q1、Q2的基极、场效应管Q3、Q4的控制极接MCU输出控制线，场效应管Q3、Q4的源极接分别接电源Vdd2、Vdd1，场效应管Q3、Q4的漏极分别接三极管Q2、Q1的集电极，三极管Q2、Q1的发射极接地，场效应管Q3的漏极与三极管Q2的集电极的节点接单刀单掷开关电路和单刀双掷开关电路的控制端口VC2，场效应管Q4的漏极与三极管Q1的集电极的节点接单刀单掷开关电路和单刀双掷开关电路的控制端口VC1。
工作原理：
该新型模块的控制装置电路根据DET1所提供的功率检测值确定SW1、SW2的工作状态：当DET1检测下行功率满足发射切换要求，控制装置电路控制开关断开接收链路、接通发射链路；当DET1检测下行功率不满足发射切换要求，控制装置电路控制开关断开发射链路、接通接收链路；同时还通过故障检测电路实现故障的自我检测，并通过RS485通信电路进行通讯，报告工作状态，RS485通讯电路还用来设置控制装置电路工作参数，调整SW1、SW2由接收到发射或由发射到接收切换的时延，满足不同系统的使用。模块中内置的大功率负载可以承受反馈的功率，不用外接负载，方便安装使用。
该模块在刚上电或无下行信号(DW.L端口无输入功率)的时候，功率检测电路DET1的检测电压低于要求的功率值，模块处于接收状态，此时，控制装置电路的VC2为高电平，VC1为低电平，即ANT到UP.L链路导通，DW.L到ANT链路断开，此时DW.L到ANT链路射频电子单刀单掷开关电路开关断开，ANT到UP.L链路的射频单刀双掷开关导通为ANT到UP.L。
当有下行突发信号而且功率的强度满足发射切换要求的功率时，控制装置电路控制射频电子单刀双掷开关断开接收，模块处于发射导通状态，此时，控制装置电路控制VC2由高电平变为低电平，VC1由低电平变为高电平，此时，ANT到UP.L链路断开，DW.L到ANT链路导通，即DW.L到ANT链路射频电子单刀单掷开关电路开关导通，ANT到负载导通，完成了一次从收到发的切换。
Claims (8)
1、一种收发切换用大功率射频开关模块，包括用于增加发射和接收链路隔离度的射频电子单刀单掷开关电路-SW1，用于完成收发切换的射频电子单刀双掷开关电路-SW2，功率检测DET1和控制装置电路，起隔离作用的环行器，其中SW1的一端接DET1的一端，另一端接环行器，SW2的公共端接环行器一端，控制装置电路分别与DET1电路、单刀单掷开关电路、单刀双掷开关电路连接。
2、根据权利要求1所述的收发切换用大功率射频开关模块，其特征在于该模块设有三个端口：端口1为下行功放的输出-DW.L，接DET1的另一端，端口2为上行低噪放的输入-UP.L，接SW2的另一端，端口3为天线端口-ANT，接环行器的另一端。
3、根据权利要求1或2所述的收发切换用大功率射频开关模块，其特征在于还包括用于设置控制装置工作参数以及上传信息的RS485通讯电路，该电路与控制装置电路连接。
4、根据权利要求3所述的收发切换用大功率射频开关模块，其特征在于还包括故障检测电路，该电路与控制装置电路连接，通过RS485通讯电路与监控盘或计算机通信，报告模块的工作状态。
5、根据权利要求4所述的收发切换用大功率射频开关模块，其特征在于还包括大功率负载和DET2，其连接为DET2的一端连接SW2，另一端连接大功率负载，大功率负载的另一端接地。
6、根据权利要求1所述的收发切换用大功率射频开关模块，其特征在于所述单刀单掷开关电路利用二极管的单向导电隔离特性搭建而成，其输入端通过耦合电容C1、二极管D1-Dn、电容C2与输出端相连，该电路控制端VC1通过电感L1与二极管D1正极相连，控制端VC2通过电感L2与二极管Dn的负极相连。
7、根据权利要求1所述的收发切换用大功率射频开关模块，其特征在于所述单刀双掷开关电路利用二极管的单向导电隔离特性搭建而成，该开关电路公共端即环行器通过电容C3、λ/4传输线、二极管D1、电容C5连接到UP.L，环行器还通过电容C3、λ/4传输线、电容C4连接到功率检测电路，控制端口VC2通过电感L1连接到二极管D1的正极，控制端口VC1通过二极管D3连接到λ/4传输线和电容C4的节点，通过并联的电容C1二极管D2接地，并且通过电容C2连接到二极管D1负极。
8、根据权利要求1所述的收发切换用大功率射频开关模块，其特征在于所述控制装置电路主要包括SW1、SW2驱动电路，该SW1、SW2驱动电路包括微控制器MCU和三极管Q1、Q2，场效应管Q3、Q4，其中三极管Q1、Q2的基极、场效应管Q3、Q4的控制极接MCU输出控制线，场效应管Q3、Q4的源极接分别接电源Vdd2、Vdd1，场效应管Q3、Q4的漏极分别接三极管Q2、Q1的集电极，三极管Q2、Q1的发射极接地，场效应管Q3的漏极与三极管Q2的集电极的节点接单刀单掷开关电路和单刀双掷开关电路的控制端口VC2，场效应管Q4的漏极与三极管Q1的集电极的节点接单刀单掷开关电路和单刀双掷开关电路的控制端口VC1。
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Legal Events
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| GR01 | Patent grant | ||
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Assignee: SHIJIAZHUANG SINTEK COMMUNICATION TECHNOLOGY CO., LTD. Assignor: Xu Zhaodong Contract record no.: 2012130000074 Denomination of utility model: High-power radio-frequency switch module capable of switching between transmission and receive Granted publication date: 20090819 License type: Exclusive License Record date: 20120508 |
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| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Assignee: SHIJIAZHUANG SINTEK COMMUNICATION TECHNOLOGY CO., LTD. Assignor: Xu Zhaodong Contract record no.: 2012130000074 Denomination of utility model: High-power radio-frequency switch module capable of switching between transmission and receive Granted publication date: 20090819 License type: Exclusive License Record date: 20120508 |
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| LICC | Enforcement, change and cancellation of record of contracts on the licence for exploitation of a patent or utility model | ||
| CX01 | Expiry of patent term | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20090819 |