CN208028884U - 一种射频收发装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种射频收发装置,包括天线阵面、TR组件、功分合成网络和通信接口；所述天线阵面包括多个天线单元，所述TR组件包括多个信号收发单元，所述天线单元与信号收发单元数目相同且一一对应连接，各信号收发单元还与功分合成网络连接，所述功分合成网络通过通信接口与基带信号处理板连接。本实用新型中天线阵面的每个天线单元具有两种极化模式，在信号收发过程中能够根据需要对天线单元极化模式进行切换，相比与传统的单极化天线构成的天线阵面，减小了所需的天线数目；并且每一个信号收发单元均能够通过可调衰减器和可调移相器，调节控制收发信号的幅度和相位，从而使得TR组件的信号发射和信号接收更加灵活准确。
Description
技术领域
本实用新型涉及无线通信领域，特别是涉及一种射频收发装置。
背景技术
射频收发装置是无线通信系统的关键器件，无线通信系统中的信息传输，必然会涉及到射频收发装置的信号收发；随着无线通信系统的普及，射频收发装置在通信领域起到了越来越重要的作用；就目前而言，在无线通信基站、有源相控阵雷达等无线通讯/探测设施中，射频收发装置均有着广泛的应用，射频收发装置中，信号的幅度、相位、功率、调制/解调频率等直接影响到信号传输的性能，对于无线通讯设施的工作具有着非常重要的意义。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种射频收发装置，天线阵面中每个天线单元均由双极化天线和极化切换开关构成，具有两种极化模式，在信号收发过程中能够根据需要对天线单元极化模式进行切换，相比与传统的单极化天线构成的天线阵面，减小了所需的天线数目；并且每一个信号收发单元均能够通过可调衰减器和可调移相器，调节控制收发信号的幅度和相位，从而使得TR组件的信号发射和信号接收更加灵活准确。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种射频收发装置，包括天线阵面、TR组件、功分合成网络和通信接口；
所述天线阵面包括多个天线单元，所述TR组件包括多个信号收发单元，所述天线单元与信号收发单元数目相同且一一对应连接，各信号收发单元还与功分合成网络连接，所述功分合成网络通过通信接口与基带信号处理板连接；
所述天线单元包括双极化天线和极化切换开关，所述双极化天线通过极化切换开关与对应的信号收发单元连接；
所述信号收发单元包括可调衰减器、可调移相器、第一收发切换开关、射频发射通道、射频接收通道和第二收发切换开关；所述射频发射通道的输入端与第一收发切换开关连接，射频发射通道的输出端与第二收发切换开关连接；所述射频接收通道的输入端与第二收发切换开关连接，射频接收通道的输出端与第一收发切换开关连接；所述第一收发切换开关还与可调移相器连接，可调移相器与可调衰减器连接，可调衰减器与功分合成网络连接；所述第二收发切换开关与对应天线单元的极化切换开关连接。
其中，所述射频发射通道包括射频调制器、射频滤波器和功率放大器，所述射频调制器的输入端与第一收发切换开关连接，所述射频调制器的输出端依次通过射频滤波器和功率放大器与第二收发切换开关连接。
其中，所述射频接收通道包括低噪声放大器、功分器一、第一混频器、第一基带滤波器、第一AD转换器、第一移相器、第二混频器、第二基带滤波器、第二AD转换器、第二移相器和解调器；
所述低噪声放大器的输入端与第二收发切换开关连接，低噪声放大器的输出端与功分器一连接，功分器一的输出端分别与第一混频器的第一输入端和第二混频器的第一输入端连接；所述第一移相器和第二移相器的输入端均接入本振信号，第一移相器的输出端与第一混频器的第二输入端连接，第二移相器的输出端与第二混频器的第二输入端连接，所述第一混频器的输出端依次通过第一基带滤波器、第一AD转换器与解调器连接，第二混频器的输出端依次通过第二基带滤波器、第二AD转换器与解调器连接，所述解调器的输出端与第一收发切换开关连接。
所述第一移相器和第二移相器的移相相位相差90度；所述本振信号的频率与射频收发装置的信号接收频率相同。
本实用新型的有益效果是：（1）天线阵面中每个天线单元均由双极化天线和极化切换开关构成，具有两种极化模式，在信号收发过程中能够根据需要对天线单元极化模式进行切换，相比与传统的单极化天线构成的天线阵面，减小了所需的天线数目；（2）每一个信号收发单元均能够通过可调衰减器和可调移相器，调节控制收发信号的幅度和相位，从而使得TR组件的信号发射和信号接收更加灵活准确；（3）射频接收通道中，接收到的射频信号经低噪放和功分器后，分别送入第一混频器和第二混频器进行混频，由于本振信号频率与射频收发装置的接收频率相同，且第一移相器和第二移相器的移相相位相差90度，故第一混频器和第二混频器进行混频后能够得到两路正交的零中频信号，两路信号分别经过基带滤波和AD转换后送入解调器进行解调；由于采用零中频的方式进行射频接收，只需要一次混频就能够将信号转换到基带，显著降低了射频接收通道的复杂度。
附图说明
图1为本实用新型的系统原理框图；
图2为信号收发单元的原理框图；
图3为射频发射通道的原理框图；
图4为射频接收通道的原理框图；
图5为功分合成网络的一个实施例示意图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。
如图1所示，一种射频收发装置，包括天线阵面、TR组件、功分合成网络和通信接口；
所述天线阵面包括多个天线单元，所述TR组件包括多个信号收发单元，所述天线单元与信号收发单元数目相同且一一对应连接，各信号收发单元还与功分合成网络连接，所述功分合成网络通过通信接口与基带信号处理板连接；
所述天线单元包括双极化天线和极化切换开关，所述双极化天线通过极化切换开关与对应的信号收发单元连接；
如图2所示，所述信号收发单元包括可调衰减器、可调移相器、第一收发切换开关、射频发射通道、射频接收通道和第二收发切换开关；所述射频发射通道的输入端与第一收发切换开关连接，射频发射通道的输出端与第二收发切换开关连接；所述射频接收通道的输入端与第二收发切换开关连接，射频接收通道的输出端与第一收发切换开关连接；所述第一收发切换开关还与可调移相器连接，可调移相器与可调衰减器连接，可调衰减器与功分合成网络连接；所述第二收发切换开关与对应天线单元的极化切换开关连接。
在本申请的实施例中，第一收发切换开关、第二收发切换开关和极化切换开关可采用SPDT开关。
如图3所示，所述射频发射通道包括射频调制器、射频滤波器和功率放大器，所述射频调制器的输入端与第一收发切换开关连接，所述射频调制器的输出端依次通过射频滤波器和功率放大器与第二收发切换开关连接。
如图4所示，所述射频接收通道包括低噪声放大器、功分器一、第一混频器、第一基带滤波器、第一AD转换器、第一移相器、第二混频器、第二基带滤波器、第二AD转换器、第二移相器和解调器；
所述低噪声放大器的输入端与第二收发切换开关连接，低噪声放大器的输出端与功分器一连接，功分器一的输出端分别与第一混频器的第一输入端和第二混频器的第一输入端连接；所述第一移相器和第二移相器的输入端均接入本振信号，第一移相器的输出端与第一混频器的第二输入端连接，第二移相器的输出端与第二混频器的第二输入端连接，所述第一混频器的输出端依次通过第一基带滤波器、第一AD转换器与解调器连接，第二混频器的输出端依次通过第二基带滤波器、第二AD转换器与解调器连接，所述解调器的输出端与第一收发切换开关连接。
所述第一移相器和第二移相器的移相相位相差90度；所述本振信号的频率与射频收发装置的信号接收频率相同。
所述功分合成网络的功分路数与信号收发单元的个数相同，如图5所示，在本申请的实施例中，设信号收发单元的个数为16，则功分合成网络包括5个1分4的功分器，分别为功分器二、功分器三、功分器四、功分器五和功分器六，通信接口通过功分器二分别与功分器三、功分器四、功分器五和功分器六连接，功分器功分器三、功分器四、功分器五和功分器六均连接4个信号收发单元；需要说明的是，功分器也可作为合路器使用；在信号发射过程中，基带信号处理板通过通信接口和功分合成网络向TR组件（TR组件中的各个信号收发单元）传输数据，功分合成网络起功率分配作用；在信号接收过程中，TR组件（TR组件中的各个信号收发单元）通过功分合成网络和通信接口向基带信号处理板传输数据，功分合成网络起功率合成作用。
本实用新型的工作原理如下：射频发射过程中，功分合成网络通过通信接口从基带信号处理板接收待发送信号，进行功率分配后分别传输给各个信号收发单元的可调衰减器，信号收发单元中，第一收发切换开关和第二收发切换开关均切换到射频发射通道，可调衰减器和可调移相器对信号进行幅度和相位调节，并通过第一开关切换开关将调节后的信号传输给射频发射通道，在射频发射通道中进行调制、滤波放大后，通过第二收发切换开关传输给天线阵面中对应的天线单元进行发射；射频接收过程中，各信号收发单元的第一收发切换开关和第二收发切换开关均切换到射频接收通道；各信号收发单元中，射频接收通道通过第二收发切换单元，从对应的天线单元中获取接收到的射频信号，并对射频信号进行零中频接收解调，解调后的信号经可调衰减器和可调移相器的幅相调节后，传输给功分合成网络，由功分合成网络对来自信号接收单元的信号进行合成，将合成后的信号通过通信接口传输给基带信号处理板。
本实用新型中，由于天线阵面中每个天线单元均由双极化天线和极化切换开关构成，故天线单元具有两种极化模式，在信号收发过程中能够根据需要对天线单元极化模式进行切换；而传统的天线单元中，要想在两种极化模式下工作，往往需要两根单极化天线，故本实用新型相比与传统的单极化天线构成的天线阵面，减小了所需的天线的数目；每一个信号收发单元均能够通过可调衰减器和可调移相器，调节控制收发信号的幅度和相位，从而使得TR组件的信号发射和信号接收更加灵活准确；射频接收通道中，接收到的射频信号经低噪放和功分器后，分别送入第一混频器和第二混频器进行混频，由于本振信号频率与射频收发装置的接收频率相同，且第一移相器和第二移相器的移相相位相差90度，故第一混频器和第二混频器进行混频后能够得到两路正交的零中频信号，两路信号分别经过基带滤波和AD转换后送入解调器进行解调；由于采用零中频的方式进行射频接收，只需要一次混频就能够将信号转换到基带，显著降低了射频接收通道的复杂度。
Claims (5)
1.一种射频收发装置，其特征在于：包括天线阵面、TR组件、功分合成网络和通信接口；
所述天线阵面包括多个天线单元，所述TR组件包括多个信号收发单元，所述天线单元与信号收发单元数目相同且一一对应连接，各信号收发单元还与功分合成网络连接，所述功分合成网络通过通信接口与基带信号处理板连接；
所述天线单元包括双极化天线和极化切换开关，所述双极化天线通过极化切换开关与对应的信号收发单元连接；
所述信号收发单元包括可调衰减器、可调移相器、第一收发切换开关、射频发射通道、射频接收通道和第二收发切换开关；所述射频发射通道的输入端与第一收发切换开关连接，射频发射通道的输出端与第二收发切换开关连接；所述射频接收通道的输入端与第二收发切换开关连接，射频接收通道的输出端与第一收发切换开关连接；所述第一收发切换开关还与可调移相器连接，可调移相器与可调衰减器连接，可调衰减器与功分合成网络连接；所述第二收发切换开关与对应天线单元的极化切换开关连接。
2.根据权利要求1所述的一种射频收发装置，其特征在于：所述射频发射通道包括射频调制器、射频滤波器和功率放大器，所述射频调制器的输入端与第一收发切换开关连接，所述射频调制器的输出端依次通过射频滤波器和功率放大器与第二收发切换开关连接。
3.根据权利要求1所述的一种射频收发装置，其特征在于：所述射频接收通道包括低噪声放大器、功分器一、第一混频器、第一基带滤波器、第一AD转换器、第一移相器、第二混频器、第二基带滤波器、第二AD转换器、第二移相器和解调器；
所述低噪声放大器的输入端与第二收发切换开关连接，低噪声放大器的输出端与功分器一连接，功分器一的输出端分别与第一混频器的第一输入端和第二混频器的第一输入端连接；所述第一移相器和第二移相器的输入端均接入本振信号，第一移相器的输出端与第一混频器的第二输入端连接，第二移相器的输出端与第二混频器的第二输入端连接，所述第一混频器的输出端依次通过第一基带滤波器、第一AD转换器与解调器连接，第二混频器的输出端依次通过第二基带滤波器、第二AD转换器与解调器连接，所述解调器的输出端与第一收发切换开关连接。
4.根据权利要求3所述的一种射频收发装置，其特征在于：所述第一移相器和第二移相器的移相相位相差90度。
5.根据权利要求3所述的一种射频收发装置，其特征在于：所述本振信号的频率与射频收发装置的信号接收频率相同。
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Assignee: Chengdu Nan Jiao Science and Technology Ltd. Assignor: Chengdu Chuangyijia Science & Technology Co., Ltd. Contract record no.: 2018510000071 Denomination of utility model: Radio frequency transmitting-receiving device Granted publication date: 20181030 License type: Common License Record date: 20181130 |