CN207266015U - 一种射频收发器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种射频收发器，包括分腔屏蔽壳体、均设置在分腔屏蔽壳体上的信号发射端口、天线端口和信号接收端口，以及均设置在分腔屏蔽壳体内的射频发射模块、射频接收模块和双工器；射频发射模块包括依次连接的温度补偿衰减器、第一功率放大器、第二功率放大器、第一滤波器、模拟预失真器、末级功率放大器和隔离器；射频接收模块包括依次连接的第一低噪声放大器、第二滤波器和第二低噪声放大器；信号发射端口与温度补偿衰减器连接，隔离器与双工器连接，双工器与第一低噪声放大器连接，第二低噪声放大器与信号接收端口连接。本实用新型具有高隔离度、高效率、高线性度、高接收灵敏度、通信可靠的优点，实用性强，便于推广使用。
Description
技术领域
本实用新型属于无线收发器技术领域，具体涉及一种高隔离度、高效率和高线性度的射频收发器。
背景技术
射频是一种高频交流变化电磁波的简称。电流流过导体，导体周围会形成磁场；交变电流通过导体，导体周围会形成交变的电磁场，称为电磁波。在电磁波频率低于100kHz时，电磁波会被地表吸收，不能形成有效的传输，但电磁波频率高于100kHz时，电磁波可以在空气中传播，并经大气层外缘的电离层反射，形成远距离传输能力，这种具有远距离传输能力的高频电磁波称为射频。我国在2016年发射了一颗S波段的通信卫星， S波段是指频率范围在1550MHz～3400MHz的电磁波频段。S波段通信卫星系统由空间段、地面段和用户终端组成，空间段计划由多颗地球同步轨道移动通信卫星组成，服务范围涵盖灾难救援、个人通信、海洋运输、远洋渔业、航空客运、两极科考、国际维和等。卫星移动通信系统可为应急救灾、偏远地区、特殊行业以及特殊人群进行服务。在S波段卫星移动通信发展中，军民共用卫星移动通信将成为新热点，用户容量、产业规模将上一个大台阶。目前S波段卫星的地面配套设备中所使用的射频模块主要为基于LDMOS(Laterally Diffused Metal OxideSemiconductor)技术的射频模块，LDMOS是一种双扩散结构的功率器件，基于LDMOS技术的射频模块存在效率低、耗电量大、线性度差和隔离度低的不足。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供了一种采用分腔屏蔽壳体进行物理隔离的高隔离度射频收发器，该射频收发器使用模拟预失真器抵消了第一功率放大器和第二功率放大器所产生的信号失真量，提高了射频收发器的线性度，并且采用氮化镓功率放大器作为末级功率放大器，效率高。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种射频收发器，其特征在于：包括分腔屏蔽壳体、设置在所述分腔屏蔽壳体上的信号发射端口、天线端口和信号接收端口，以及设置在所述分腔屏蔽壳体内的射频发射模块、射频接收模块和双工器；所述射频发射模块包括依次连接的温度补偿衰减器、第一功率放大器、第二功率放大器、第一滤波器、模拟预失真器、末级功率放大器和隔离器；所述射频接收模块包括依次连接的第一低噪声放大器、第二滤波器和第二低噪声放大器；所述信号发射端口的输出端与温度补偿衰减器的输入端连接，所述隔离器的输出端与双工器的输入端连接，所述双工器的输出端与所述第一低噪声放大器的输入端连接，所述第二低噪声放大器输出端与所述信号接收端口的输入端连接，所述双工器与天线端口连接。
上述的一种射频收发器，其特征在于：所述分腔屏蔽壳体包括屏蔽腔体一、屏蔽腔体二、屏蔽腔体三、屏蔽腔体四和屏蔽腔体五，所述温度补偿衰减器和第一功率放大器均固定安装在屏蔽腔体一内，所述第二功率放大器固定安装在屏蔽腔体二内，所述第一滤波器和模拟预失真器均固定安装在屏蔽腔体三内，所述末级功率放大器的固定安装在屏蔽腔体四内，所述隔离器、双工器和所述射频接收模块均固定安装屏蔽腔体五内。
上述的一种射频收发器，其特征在于：所述射频发射模块的发射信号频率范围为1980MHz～2010MHz，所述射频接收模块的接收信号频率范围为 2170MHz～2200MHz。
上述的一种射频收发器，其特征在于：所述末级功率放大器为氮化镓功率放大器。
上述的一种射频收发器，其特征在于：所述模拟预失真器包括MAX2009 芯片。
上述的一种射频收发器，其特征在于：所述第一滤波器和第二滤波器均为声表面滤波器。
上述的一种射频收发器，其特征在于：所述分腔屏蔽壳体为铝合金分腔屏蔽壳体。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
1、本实用新型通过设置分腔屏蔽壳体，对射频发射模块和射频接收模块进行了物理隔离，提高了射频发射模块与射频接收模块相互的隔离度，降低了大功率的射频发射模块对射频接收模块的影响，进一步提高了射频收发器的的接收灵敏度。
2、本实用新型通过设置模拟预失真器和氮化镓末级功率放大器，抵消了第一功率放大器和第二功率放大器所产生的信号失真量，提高了射频发射模块的线性度，降低了第一频段信号的通信误码率，提高了通信的可靠性。
3、本实用新型通过设置氮化镓末级功率放大器，降低了射频发射模块的功率损耗，提高了射频收发器的效率，可以广泛使用于电池供电或者要求功率损耗低的场合，实用性强，便于推广使用。
4、本实用新型通过将分腔屏蔽壳体分为五个腔体，对射频收发模块中的第一功率放大器、第二功率放大器、模拟预失真器和末级功率放大器进行逐级隔离，有效地防止了各级信号的相互串扰，进一步提高了射频发射模块与射频接收模块相互的隔离度。
综上所述，本实用新型具有高隔离度、高效率、高线性度、高接收灵敏度、通信可靠的优点，可广泛应用于电池供电或者对功率损耗要求低的场合，实用性强，便于推广使用。
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本实用新型的电路原理框图。
图2为本实用新型分腔屏蔽壳体的结构示意图。
附图标记说明:
1—信号发射端口； 2—温度补偿衰减器； 3—第一功率放大器；
4—第二功率放大器； 5—第一滤波器； 6—模拟预失真器；
7—末级功率放大器； 8—隔离器； 9—双工器；
10—天线端口； 11—第一低噪声放大器； 12—第二滤波器；
13—第二低噪声放大器； 14—信号接收端口； 15—屏蔽腔体一；
16—屏蔽腔体二； 17—屏蔽腔体三； 18—屏蔽腔体四；
19—屏蔽腔体五。
具体实施方式
如图1所示的一种射频收发器，包括分腔屏蔽壳体、设置在所述分腔屏蔽壳体上的信号发射端口1、天线端口10和信号接收端口14，以及设置在所述分腔屏蔽壳体内的射频发射模块、射频接收模块和双工器9；所述射频发射模块包括依次连接的温度补偿衰减器2、第一功率放大器3、第二功率放大器4、第一滤波器5、模拟预失真器6、末级功率放大器7和隔离器8；所述射频接收模块包括依次连接的第一低噪声放大器11、第二滤波器12和第二低噪声放大器13；所述信号发射端口1的输出端与温度补偿衰减器2的输入端连接，所述隔离器8的输出端与双工器9的输入端连接，所述双工器9的输出端与所述第一低噪声放大器11的输入端连接，所述第二低噪声放大器13输出端与所述信号接收端口14的输入端连接，所述双工器9与天线端口10连接。
需要说明的是，所述分腔屏蔽壳体的设置是为了将所述射频发射模块和所述射频接收模块进行物理隔离，降低大功率的所述射频发射模块对所述射频接收模块的影响，由于所述射频发射模块和所述射频接收模块的隔离度增大，因而提高了所述射频收发器的接收灵敏度；所述射频发射模块的设置是为了将所述发射信号进行功率放大后通过双工器9和天线端口 10辐射至空间中；所述射频接收模块的设置是为了接收来自空间中的接收信号并且对所述接收信号进行多级低噪声放大后输入到信号接收端口14；所述双工器9的设置是为了将所述发射信号和所述接收信号进行隔离，使所述射频发射模块能将所述发射信号通过天线端口10发射至S波段的通信卫星，同时使得所述射频接收模块能够接收到来自所述S波段的通信卫星的所述接收信号；所述模拟预失真器6的设置是为了抵消所述第一功率放大器3和第二功率放大器4在进行电压放大过程中所产生的信号失真量，提高了信号的线性度；所述末级功率放大器7为氮化镓功率放大器，由于所述氮化镓功率放大器具有高效率、低功耗的特点，因而提高射频收发器的效率，使得射频收发器可以广泛使用于电池供电或者要求功率损耗低的场合，实用性强，便于推广使用。
如图2所示，所述分腔屏蔽壳体包括屏蔽腔体一15、屏蔽腔体二16、屏蔽腔体三17、屏蔽腔体四18和屏蔽腔体五19，所述温度补偿衰减器2 和第一功率放大器3均固定安装在屏蔽腔体一15内，所述第二功率放大器4固定安装在屏蔽腔体二16内，所述第一滤波器5和模拟预失真器6 均固定安装在屏蔽腔体三17内，所述末级功率放大器7的固定安装在屏蔽腔体四18内，所述隔离器8、双工器9和所述射频接收模块均固定安装屏蔽腔体五19内。
需要说明的是，所述第一功率放大器3的设置是为了对发射信号进行第一级电压增益放大，所述第二功率放大器4的设置是为了对发射信号进行第二级电压增益放大，通过设置屏蔽腔体一15和屏蔽腔体二16，对两级电压增益的信号进行了物理隔离，并且防止电压增益信号与模拟预失真器6内的预处理信号发生串扰；所述屏蔽腔体三17的设置是为了防止模拟预失真器6内进行预失真处理的信号与末级功率放大器7中的大功率信号发生串扰；所述屏蔽腔体四18和屏蔽腔体五19的设置是为了防止末级功率放大器7中大功率信号与接收信号发生串扰，对所述射频发射模块和射频接收模块进行了物理隔离，提高了发射信号和接收信号的准确性和可靠性。
所述射频发射模块的发射信号频率范围为1980MHz～2010MHz，所述射频接收模块的接收信号频率范围为2170MHz～2200MHz。
所述末级功率放大器7为氮化镓功率放大器。优选地，末级功率放大器7为GREE公司生产的CGH27030F氮化镓功率放大器。
所述模拟预失真器6包括MAX2009芯片。
所述第一滤波器5和第二滤波器12均为声表面滤波器。所述声表面滤波器具有工作频率高、通频带宽、选频特性好、体积小和重量轻的优点，满足射频收发器使用需求。
所述分腔屏蔽壳体为铝合金分腔屏蔽壳体。所述铝合金分腔屏蔽壳体重量轻、耐磨，屏蔽效果好，能满足射频收发器使用需求。本实施例中，所述分腔屏蔽壳体是长为180mm、宽为62mm、高为26mm的长方体屏蔽壳体。
本实用新型使用时，首先，信号发射端口1接收到频率范围为1980MHz 至2010MHz的发射信号，所述发射信号经温度补偿衰减器2补偿发射信号随温度变化的损耗后依次经第一功率放大器3和第二功率放大器4进行两级电压增益得到预放大信号；其次，第一滤波器5滤除所述预放大信号中的杂波信号后输入到模拟预失真器6中，模拟预失真器6抵消预放大信号中的失真量提高所述预放大信号的线性度后输入到末级功率放大器7进行功率放大得到大功率信号，所述大功率信号经隔离器8隔离后输入到双工器9中，双工器9将大功率信号经与天线端口10相接的天线后辐射到空间中，然后，S波段的通信卫星接收到发射信号并且将频率范围为2170MHz 至2200MHz的接收信号发送到空间，所述天线接收该信号并且经天线端口 10输入至双工器9中，双工器9将所述接收信号输入至第一低噪声放大器11中进行信号放大处理得到预放大信号，所述预放大信号经第二滤波器 12滤除杂波后输入至第二低噪声放大器13再次进行信号放大处理得到放大信号，最后，所述放大信号输入到接收端口14。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
Claims (7)
1.一种射频收发器，其特征在于：包括分腔屏蔽壳体、设置在所述分腔屏蔽壳体上的信号发射端口(1)、天线端口(10)和信号接收端口(14)，以及设置在所述分腔屏蔽壳体内的射频发射模块、射频接收模块和双工器(9)；所述射频发射模块包括依次连接的温度补偿衰减器(2)、第一功率放大器(3)、第二功率放大器(4)、第一滤波器(5)、模拟预失真器(6)、末级功率放大器(7)和隔离器(8)；所述射频接收模块包括依次连接的第一低噪声放大器(11)、第二滤波器(12)和第二低噪声放大器(13)；所述信号发射端口(1)的输出端与温度补偿衰减器(2)的输入端连接，所述隔离器(8)的输出端与双工器(9)的输入端连接，所述双工器(9)的输出端与所述第一低噪声放大器(11)的输入端连接，所述第二低噪声放大器(13)输出端与所述信号接收端口(14)的输入端连接，所述双工器(9)与天线端口(10)连接。
2.按照权利要求1所述的一种射频收发器，其特征在于：所述分腔屏蔽壳体包括屏蔽腔体一(15)、屏蔽腔体二(16)、屏蔽腔体三(17)、屏蔽腔体四(18)和屏蔽腔体五(19)，所述温度补偿衰减器(2)和第一功率放大器(3)均固定安装在屏蔽腔体一(15)内，所述第二功率放大器(4)固定安装在屏蔽腔体二(16)内，所述第一滤波器(5)和模拟预失真器(6)均固定安装在屏蔽腔体三(17)内，所述末级功率放大器(7)的固定安装在屏蔽腔体四(18)内，所述隔离器(8)、双工器(9)和所述射频接收模块均固定安装屏蔽腔体五(19)内。
3.按照权利要求1所述的一种射频收发器，其特征在于：所述射频发射模块的发射信号频率范围为1980MHz～2010MHz，所述射频接收模块的接收信号频率范围为2170MHz～2200MHz。
4.按照权利要求1所述的一种射频收发器，其特征在于：所述末级功率放大器(7)为氮化镓功率放大器。
5.按照权利要求1所述的一种射频收发器，其特征在于：所述模拟预失真器(6)包括MAX2009芯片。
6.按照权利要求1所述的一种射频收发器，其特征在于：所述第一滤波器(5)和第二滤波器(12)均为声表面滤波器。
7.按照权利要求1所述的一种射频收发器，其特征在于：所述分腔屏蔽壳体为铝合金分腔屏蔽壳体。
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