CN208461822U - 射频衰减器及终端 - Google Patents

Abstract

一种射频衰减器及终端，其中的射频衰减器包括：控制器、多个锁存器和多组射频衰减模块，多组射频衰减模块用于对应衰减多组不同信道的射频信号；控制器通过多个锁存器分别与多组射频衰减模块相连；其中，每组射频衰减模块包括选频电路和衰减电路，选频电路包括双工器、多个阻抗电路和多个滤波器，衰减电路包括多个衰减芯片组，每个衰减芯片组包括多个级联的衰减芯片；双工器的输出端分别与多个阻抗电路的输入端连接，多个阻抗电路的输出端分别与多个衰减芯片组的输入端连接，多个衰减芯片组的输出端分别与多个滤波器的输入端相连。上述射频衰减器及终端可实现对特定频段射频信号的选频和衰减值的控制，进而实现对射频功能的自动化测试。

Description

射频衰减器及终端

技术领域

本实用新型涉及通信技术领域，尤其涉及一种射频衰减器及终端。

背景技术

射频衰减器位于基站和终端设备之间，通过调节射频衰减器的衰减值，可以模拟射频信号在无线信道中不同距离下的功率衰减，从而实现对实际应用场景的模拟，评估终端设备的射频性能。

现有射频衰减器通常为全频段衰减，无法实现对特定频段射频信号的选频和衰减值的精确控制，从而影响对射频性能的自动化测试。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供一种射频衰减器及终端，可通过衰减器模块中增加选频电路，实现对特定频段射频信号的选频和衰减值的控制，进而实现对射频功能的自动化测试。

本实用新型实施例一方面提供了一种射频衰减器，包括：

控制器、多个锁存器和多组射频衰减模块，所述多组射频衰减模块用于对应衰减多组不同信道的射频信号；

所述控制器通过多个所述锁存器分别与多组所述射频衰减模块相连；

其中，每组所述射频衰减模块包括选频电路和衰减电路，所述选频电路包括双工器、多个阻抗电路和多个滤波器，所述衰减电路包括多个衰减芯片组，每个所述衰减芯片组包括多个级联的衰减芯片；

所述双工器的输出端分别与多个所述阻抗电路的输入端连接，多个所述阻抗电路的输出端分别与多个所述衰减芯片组的输入端连接，多个所述衰减芯片组的输出端分别与多个所述滤波器的输入端相连。

本实用新型实施例一方面还提供了一种终端，包括前述实施例提供的射频衰减器。

本实用新型各实施例，通过在射频衰减模块中增加阻抗电路和滤波器以实现对特定频段信号的选频和衰减值的控制，通过在衰减电路中采用多个衰减芯片级联的形式，增大衰减值的可调范围，可实现对射频信号的选频和衰减值的精确控制，从而实现对射频性能的自动化测试。

附图说明

图1为本实用新型一实施例提供的射频衰减器的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的射频衰减器中的衰减电路的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的射频衰减器中的5G信道的衰减芯片级联结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的射频衰减器中的2.4G信道的衰减芯片级联结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的射频衰减器中的滤波器42的结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的射频衰减器中的π型电阻衰减网络的具体结构图；

图7是本实用新型实施例提供的射频衰减器中的阻抗电路20的具体电路结构示意图；

图8为本实用新型实施例提供的射频衰减器中的双工器40与阻抗电路20的具体电路结构示意图；

图9为本实用新型实施例提供的射频衰减器中设置切换按键和为信道切换按键的结构示意图；

图10是本实用新型实施例提供的射频衰减器中增加衰减值按键和减少衰减值按键结构示意图；

图11是本实用新型实施例提供的射频衰减器中RS232串口电路的电路结构示意图；

图12为本实用新型另一实施例提供的射频衰减器的结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为实现预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

请参阅图1，图1为本实用新型一实施例提供的射频衰减器的结构示意图。该射频衰减器包括：

控制器10、多个锁存器20和多组射频衰减模块30，多组射频衰减模块30用于对应衰减多组不同信道的射频信号。例如，Wi-Fi(Wireless-Fidelity)2.4G的射频信号和5G的射频信号，各自对应一组射频衰减模块30。

控制器10通过多个锁存器20分别与多组射频衰减模块30相连，射频衰减模块30数量为锁存器20的数量的多倍，多倍即2倍以及2倍以上。例如，射频衰减模块30为4组，则锁存器20可以为2组。又如，射频衰减模块30为6组，则锁存器也可以为2组。锁存器20可以使得多个射频信道共用一组数据，同时工作。

控制器10控制多组射频衰减模块30对应的不同信道的射频信号的功率衰减值的调节。

具体地，每组射频衰减模块30包括选频电路和衰减电路50。

该选频电路包括双工器40、多个阻抗电路41和多个滤波器42，双工器40可实现多信道信号的分离。该选频电路对每个通路的2.4G和5G信道分别进行阻抗匹配和滤波，滤出外界干扰信号，以实现对上述特定频段信号的选频和衰减值精确控制。

需要说明的是，图1以4组射频衰减模块30、每组射频衰减模块30用于衰减2个信道的射频信号为例，每组射频衰减模块30中包括2个阻抗电路41、2个衰减电路42和2个滤波器43。4组射频衰减模块30通过2个锁存器20与控制器10相连。

衰减电路50包括多个衰减芯片组，衰减芯片组与信道相对应，例如信道为1个2.4G和1个5G的射频信号的信道，则衰减芯片组也分2组，分别对应这两个信道，每个衰减芯片组包括多个级联的衰减芯片，例如，参见图2。图2为衰减电路50的结构示意图。图2中的衰减电路50包括2个衰减芯片组，分别是衰减芯片组51和衰减芯片组52，每个衰减芯片组都包括4个级联的衰减芯片，衰减芯片具体为可编程衰减器芯片。其中衰减芯片组51包括衰减芯片511、衰减芯片512、衰减芯片513和衰减芯片514，衰减芯片组52包括衰减芯片521、衰减芯片522、衰减芯片523和衰减芯片524。级联的衰减芯片可设置更大的衰减值调节范围。四个衰减芯片级联最大可以提供124dB的衰减值，调节精度为1dB。衰减芯片级联的具体结构参见图3、图4，其中图3是5G信道的衰减芯片级联结构图，图4是2.4G信道的衰减芯片级联结构图。

双工器42的输入端连接射频(RF)输入，双工器42的输出端分别与多个阻抗电路41的输入端连接，例如图1中的多个阻抗电路41的输出端分别与多个衰减芯片组的输入端连接，例如，与图2中的衰减芯片组51和衰减芯片组52的输入端连接，多个衰减芯片组的输出端分别与多个滤波器42的输入端相连，例如图1中的衰减芯片组51和衰减芯片组52的输出端分别与2个滤波器42的输入端相连。

射频衰减模块30中对一组2.4G和5G信道分别进行阻抗匹配和滤波，滤出外界干扰信号，以实现对上述特定频段信号的选频和衰减值精确控制。

上述射频衰减器的工作原理在于：控制器10控制多组射频衰减模块30对应的不同信道的射频信号的功率衰减值的调节，射频衰减模块30包括选频电路和衰减电路50，该选频电路包括双工器40、多个阻抗电路41和多个滤波器42，双工器40可实现多信道信号的分离。该选频电路对每个通路的2.4G和5G信道分别进行阻抗匹配和滤波，滤出外界干扰信号，以实现对上述特定频段信号的选频和衰减值精确控制。

本实用新型实施例中，通过在射频衰减模块中增加阻抗电路和滤波器以实现对特定频段信号的选频和衰减值的控制，通过在衰减电路中采用多个衰减芯片级联的形式，增大衰减值的可调范围，可实现对射频信号的选频和衰减值的精确控制，从而实现对射频性能的自动化测试。

在本实用新型的另一个实施例中，控制器10具体为单片机10，单片机10的具体型号可以是STC15系列单片机。衰减芯片511、衰减芯片512、衰减芯片513、衰减芯片514、衰减芯片521、衰减芯片522、衰减芯片523和衰减芯片524为可编程衰减器芯片。滤波器42为π型滤波器，由一个电阻和两个电容构成。连接关系如图5所示。电容421的一端与电阻422的一端相连，另一端接地，电阻422的另一端与电容423的一端相连，电容423的另一端接地。

进一步地，单片机10的一个或多个第一通用输入/输出(GPIO，General PurposeInput Output)端口连接锁存器20，每一个锁存器20连接两组射频衰减模块30。工作原理在于，在单片机10和衰减芯片组51、衰减芯片组52之间增加锁存器20来提高此2个衰减芯片组驱动能力，并使得对应的2组2.4G和5G的信道可以共用一组数据，同时工作。多个衰减芯片都需要进行独立的衰减值设置，为了共用数据和地址总线，通过锁存器20进行锁存，虽然衰减芯片自身带锁存功能，但为保证驱动能力，避免单片机10无法驱动多组衰减芯片，使用锁存器20来增强驱动能力。在对下一组衰减芯片进行衰减值设定时，保持上一组衰减芯片的衰减值稳定不变，直到单片机10对该上一组衰减芯片重新锁存。

进一步地，在多个级联的衰减芯片的首个衰减芯片的输入端连接有π型电阻衰减网络，π型电阻衰减网络包括：第一电阻、第二电阻和第三电阻，第一电阻的一端连接第二电阻的一端，第一电阻的另一端接地，第二电阻的另一端连接第三电阻的一端，第三电阻的另一端接地。π型电阻衰减网络是从硬件上使2.4G信道和5G信道的衰减值一致。π型电阻衰减网络的具体结构图如图6所示。电阻621、电阻622和电阻623，电阻621的一端连接电阻622的一端，电阻621的另一端接地，电阻622的另一端连接电阻623的一端，电阻623的另一端接地。

进一步地，阻抗电路20包括三个相同的具有预设电容量的第一电容、第二电容和第三电容。阻抗电路20的具体电路结构参见图7，电容701的一端连接电容702的一端，电容701的另一端接地，电容702的另一端连接电容703的一端，电容703的另一端接地。

阻抗电路20中电容的预设电容量和信道相对应。例如，2.4G信道使用10pF的电容，5G信道使用2.4pF电容搭建阻抗电路进行阻抗匹配。双工器40与阻抗电路20的具体电路结构示意图如图8所示。图8中的阻抗电路20分别对应2.4G信道和5G信道的阻抗电路为阻抗电路21和阻抗电路22。

通过仿真系统(ADS，Advanced Design System)对上述选频电路进行仿真，可以看出2.4G和5G信号的S11参数较其他频段衰减更大，表明射频信号在这两个频段阻抗匹配良好，而其他频段信号则会出现阻抗失配的情况，导致信号无法正常通过选频电路，从而实现对这两个特定频段信号的选频特性。

进一步地，在每组射频衰减模块中的各滤波器43的输出端共同连接一个双工器44，双工器44的输入端连接各滤波器43，双工器44的输出端连接当前射频衰减模块中的射频(RF)输出。采用双工器41和双工器44来实现对2.4G和5G信号的分离和合路，减少噪声的引入和器件本身的插损，实现双频信号在外部共用一个射频连接器，可简化电路设计。

单片机10的第二GPIO端口连接控制按键，该控制按键可包括设置切换按键、信道切换按键、增加衰减值按键和减少衰减值按键中的一个或多个。具体地，控制按键可以有6个，对应地，设置切换按键的功能为按键设置和串口设置切换；信道切换按键的功能为在2.4G信道和5G信道之间切换；增加衰减值按键的功能是按照该按键的设置增加衰减值，例如增加衰减值按键具体为“+1dB”、“+10dB”，分别对应每触发一次增加1dB，每触发一次增加10dB；减少衰减值按键的功能是按照该按键的设置减少衰减值，例如减少衰减值按键具体为“-1dB”、“-10dB”，分别对应每触发一次减少1dB，每触发一次减少10dB。

设置切换按键、信道切换按键为单刀双掷开关，控制方式的切换，通过高低电平来区别，有利于软件编程上的实现，信道切换按键按键循环分别选中4组衰减模块当中的一个信道对应的射频功率的衰减值进行调节。增加衰减值按键和减少衰减值按键为单刀单掷轻触开关，构成增量式的按键效果，按键“+1dB”、“+10dB”、“-1dB”、“-10dB”，不同的组合可以实现在0～124dB范围内快速调节。具体地，此6个按键的电路结构分别参见图9、图10。其中，图9为设置切换按键和为信道切换按键的结构图；图10为增加衰减值按键和减少衰减值按键结构图。

进一步地，射频衰减器还包括RS232串口电路，RS232串口符合美国电子工业联盟(EIA)制定的串行数据通信的接口标准，原始编号全称是EIA-RS-232(简称RS232)。RS232串口电路包括：电平转换芯片、全屏蔽金属RJ45座和两个瞬态二极管(TVS，TransientVoltage Suppressor)，RS232串口电路的电路结构图如图11所示。

进一步地，单片机10的通用异步收发传输器(UART，Universal AsynchronousReceiver/Transmitter)串口连接该电平转换芯片的输入端，该电平转换芯片的输出端连接全屏蔽金属RJ45座，两个ESD二极管并联在该全屏蔽金属RJ45座的输入端。利用单片机10自带的RS232串口来实现可编程的自动化测试需求，由于RS232串口信号可能达到±15V的电压，因此需要在单片机10输出的UART串口输出增加该电平转换芯片，该电路采用+3.3V电源供电，作为电荷泵的电容以及芯片滤波电容采用耐压值为50V的MLCC(Multi-layerCeramic Capacitors)电容，RS232串口连接采用全屏蔽金属RJ45座，信号输入处并联了两个预留的TVS管，此为抗静电放射(ESD，Electro-Static discharge)设计串口可以用来进行程序的下载与调试以及衰减值的自动化设置。

进一步地，射频衰减器还包括液晶显示器(LCD，Liquid Crystal Display)，单片机10通过串行外设接口(SPI，Serial Peripheral Interface)和第三GPIO端口与LCD相连。输入数据通过LCD实时显示数据，LCD通过SPI接口和GPIO与单片机10相连，可以实时显示各个信道的衰减值。LCD内部有LCD驱动模块和字库芯片。字库芯片通过SPI接口与单片机10相连，单片机10通过寻址的方式在字库芯片中找到需要显示的字符的数据，字库芯片传回给单片机10，单片机10再通过串行通信的方式，将要显示的点阵数据传给LCD驱动模块进行显示。

图12为本实用新型另一实施例提供的射频衰减器的结构示意图。该射频衰减器包括上述结构。其中，多组射频衰减模块30用于对应衰减多组不同信道的射频信号，单片机10通过多个锁存器分别与多组射频衰减模块30相连。

本实用新型实施例中没有详述的部分，可参见前述射频衰减器的实施例的描述，此处不再赘述。

本实用新型一实施例还提供一种终端，该终端包括上述图1至图11所示实施例或图12所示实施例中的射频衰减器。

本实用新型实施例中，通过在射频衰减模块中增加阻抗电路和滤波器以实现对特定频段信号的选频和衰减值的控制，通过在衰减电路中采用多个衰减芯片级联的形式，增大衰减值的可调范围，可实现对射频信号的选频和衰减值的精确控制，从而实现对射频性能的自动化测试。

上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中可以参见其它实施例的相关描述。

在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

Claims (13)

1.一种射频衰减器，其特征在于，包括：

控制器、多个锁存器和多组射频衰减模块，所述多组射频衰减模块用于对应衰减多组不同信道的射频信号；

所述控制器通过多个所述锁存器分别与多组所述射频衰减模块相连；

其中，每组所述射频衰减模块包括选频电路和衰减电路，所述选频电路包括双工器、多个阻抗电路和多个滤波器，所述衰减电路包括多个衰减芯片组，每个所述衰减芯片组包括多个级联的衰减芯片；

所述双工器的输出端分别与多个所述阻抗电路的输入端连接，多个所述阻抗电路的输出端分别与多个所述衰减芯片组的输入端连接，多个所述衰减芯片组的输出端分别与多个所述滤波器的输入端相连。

2.根据权利要求1所述的射频衰减器，其特征在于，所述多个级联的衰减芯片的首个衰减芯片的输入端连接有π型电阻衰减网络；

所述π型电阻衰减网络包括：第一电阻、第二电阻和第三电阻；

所述第一电阻的一端连接所述第二电阻的一端，另一端接地；

所述第二电阻的另一端连接所述第三电阻的一端，所述第三电阻的另一端接地。

3.根据权利要求1所述的射频衰减器，其特征在于，每组所述射频衰减模块中的多个所述滤波器的输出端与一个双工器的输入端相连。

4.根据权利要求1所述的射频衰减器，其特征在于，所述控制器为单片机。

5.根据权利要求4所述的射频衰减器，其特征在于，所述单片机的一个或多个第一通用输入/输出端口连接所述锁存器，所述每一个锁存器连接两组所述射频衰减模块。

6.根据权利要求1所述的射频衰减器，其特征在于，所述衰减芯片为可编程衰减器芯片。

7.根据权利要求1所述的射频衰减器，其特征在于，所述阻抗电路包括三个相同的具有预设电容量的第一电容、第二电容和第三电容；

所述第一电容的一端连接所述第二电容的一端，另一端接地；

所述第二电容的另一端连接所述第三电容的一端，所述第三电容的另一端接地。

8.根据权利要求1所述的射频衰减器，其特征在于，所述滤波器为π型滤波器。

9.根据权利要求4所述的射频衰减器，其特征在于，所述单片机的第二通用输入/输出端口连接控制按键，所述控制按键包括设置切换按键、信道切换按键、增加衰减值按键和减少衰减值按键中的一个或多个。

10.根据权利要求9所述的射频衰减器，其特征在于，所述设置切换按键和所述信道切换按键均为单刀双掷开关；

所述增加衰减值按键和减少衰减值按键均为单刀单掷轻触开关。

11.根据权利要求4所述的射频衰减器，其特征在于，所述射频衰减器还包括RS232串口电路；

所述RS232串口电路包括：电平转换芯片、全屏蔽金属RJ45座和两个瞬态二极管；

所述单片机的通用异步收发传输器串口连接所述电平转换芯片的输入端，所述电平转换芯片的输出端连接全屏蔽金属RJ45座，两个所述瞬态二极管并联在所述全屏蔽金属RJ45座的输入端。

12.根据权利要求4所述的射频衰减器，其特征在于，所述单片机通过串行外设接口和第三通用输入/输出端口连接液晶显示器。

13.一种终端，其特征在于，包括上述权利要求1至12中的任一项所述的射频衰减器。