CN212163344U - 具有天线口发射驻波检测保护功能的新型分时收发组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有天线口发射驻波检测保护功能的新型分时收发组件，涉及微波技术领域，该新型分时收发组件还包括发射驻波检测保护电路，发射驻波检测保护电路包括接收耦合微带线、接收检波器、比较器、接收模数转换器以及控制器，接收耦合微带线连接在环形器与接收通道之间，通过耦合微带将接收信号耦合至接收检波器，接收检波器的输出端连接比较器的输入端，比较器的输出端连接控制器，控制器连接并控制发射通道中的功率放大器的电源开关；该电路通过耦合微带线和检波器可以实现发射驻波的检测，控制器可以实现发射通道开关控制，从而在天线口失配时及时关闭发射通道使收发组件免于损毁，有利于长时间安全工作。

Description

具有天线口发射驻波检测保护功能的新型分时收发组件

技术领域

本实用新型涉及微波技术领域，尤其是一种具有天线口发射驻波检测保护功能的新型分时收发组件。

背景技术

随着现代无线通信理论的快速发展与日趋完善，多种多样的射频微波产品也层出不穷。收发组件(TR组件)是射频微波产品中的重要组成部分，其一端接中频处理单元，另一端接天线构成收发单元。分时收发组件是指接收和发射分时进行的收发组件，其内部将环形器U1的三端口分别与发射通道、接收通道、天线口相连，以实现天线口的双向通信功能，结构请参考图1，发射通道主要包括功率放大器D1等器件构成，接收通道主要包括限幅器和低噪声放大器D2等器件构成。

在实际使用中，由于连接器的老化、损坏，以及调测试操作不规范等，会导致TR组件天线口出现负载失配现象，这时发射驻波恶化明显，发射大功率信号会发生强反射。目前，功率放大器芯片发展迅速，采用功率合成方式在X波段的发射功率可达500W以上，而接收限幅器的发展相对滞后，业内常见的限幅器限幅功率最高为100W，因此发射大功率信号发生强反射时，很容易导致接收通道的第一级限幅器烧毁甚至功率放大器烧毁，造成重大损失。

实用新型内容

本发明人针对上述问题及技术需求，提出了一种具有天线口发射驻波检测保护功能的新型分时收发组件，本实用新型的技术方案如下：

一种具有天线口发射驻波检测保护功能的新型分时收发组件，该新型分时收发组件包括环形器以及与环形器相连的发射通道、接收通道和天线口，发射通道中包括功率放大器，该新型分时收发组件还包括发射驻波检测保护电路，发射驻波检测保护电路包括接收耦合微带线、接收检波器、比较器、接收模数转换器以及控制器，接收耦合微带线连接在环形器与接收通道之间，接收耦合微带线的信号耦合至接收检波器，接收检波器的输出端连接比较器的输入端，比较器的输出端连接控制器，控制器连接并控制发射通道中的功率放大器的电源开关。

其进一步的技术方案为，发射驻波检测保护电路还包括接收模数转换器、发射模数转换器、发射耦合微带线以及发射检波器，发射耦合微带线连接在发射通道和环形器之间，发射耦合微带线的信号耦合至发射检波器，发射检波器的输出端连接发射模数转换器的输入端，发射模数转换器的输出端连接控制器；接收检波器的输出端还连接接收模数转换器的输入端，接收模数转换器的输出端也连接控制器。

其进一步的技术方案为，接收检波器采用TLV3501AID。

其进一步的技术方案为，接收模数转换器和发射模数转换器均采用AD8317且工作频率达到10GHz。

本实用新型的有益技术效果是：

本申请公开了一种具有天线口发射驻波检测保护功能的新型分时收发组件，该收发组件内置发射驻波检测保护电路，发射驻波检测保护电路采用耦合微带线和检波器可以检测到天线口失配导致的发射信号强反射情况，从而实现发射驻波的检测，该电路还可以实现发射通道开关控制，从而在天线口失配时及时关闭发射通道使收发组件免于损毁，减小了天线口驻波恶化损伤收发组件的隐患，有利于保障收发组件长时间安全工作。

另外，该收发组件内置的发射驻波检测保护电路还可以增加模数转换器，从而使得控制器可以进行发射驻波的实时监控、显示和回报，便于调试。该发射驻波检测保护电路基于耦合微带线、对数检波器、比较器、模数转换器和控制器构成，尺寸小、结构简单、易于实现，耦合微带线经过仿真可灵活调整工作频率范围与耦合度。

附图说明

图1是现有的收发组件的结构示意图。

图2是本申请的新型分时收发组件的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步说明。

本申请公开了一种具有天线口发射驻波检测保护功能的新型分时收发组件，该新型分时收发组件除了包括环形器U1、发射通道、接收通道和天线口构成的常规电路之外，还包括新增的发射驻波检测保护电路，常规电路的结构即如图1所示，环形器U1的三端口分别与发射通道、接收通道、天线口相连，发射通道中包括功率放大器D1。

请参考图2，本申请新增的发射驻波检测保护电路包括接收耦合微带线M1、接收检波器、比较器、接收模数转换器以及控制器，接收耦合微带线M1连接在环形器U1与接收通道之间，接收耦合微带线M1的信号耦合至接收检波器，接收检波器的输出端连接比较器的一个输入端输出检波电压，比较器的另一个输入端连接参考电压，参考电压可以根据实际需要合理配置。比较器的输出端连接控制器，本申请中的控制器可以采用FPGA或单片机实现，控制器连接并控制发射通道中的功率放大器D1的电源开关。

当天线口适配导致发射驻波恶化明显时，发射反射信号的功率会增大，从而引起接收检波器的检波电压明显降低，比较器此时对检波电压和参考电压比较后即会产生相应电平作为1Bit报警信号输入控制器，控制器以此控制功率放大器D1的电源开关就能将功率放大器D1下电，保护收发组件的安全。

另外，该发射驻波检测保护电路还包括接收模数转换器AD1、发射模数转换器AD2、发射耦合微带线M2以及发射检波器，发射耦合微带线M2连接在发射通道和环形器U1之间，发射耦合微带线M2的信号耦合至发射检波器，发射检波器的输出端连接发射模数转换器AD2的输入端，发射模数转换器AD2的输出端连接控制器。接收检波器的输出端还连接接收模数转换器AD1的输入端，接收模数转换器AD1的输出端也连接控制器。

由此，接收检波器获取到接收通道的检波电压可以通过AD1实时反馈给控制器，同样的，发射检波器获取到发射通道的检波电压可以通过AD2实时反馈给控制器。由此控制器可以将接收到的数据转换为检波信号的功率，在耦合微带线的耦合度数据已知的情况下，即可实时获取到发射信号功率和反射信号功率，那么本领域技术人员都知道的是，反射信号功率与发射信号功率之比即为回波损耗γ，根据公知的如下公式即可利用回波损耗γ计算出反射系数为reternLoss＝20|lg(γ)|，根据公知的如下公式即可利用回波损耗γ计算出发射驻波SWR＝(1+γ)/(1-γ)，由此可以对发射驻波进行实时监测，则控制器还可以连接到中频处理单元从而对发射驻波进行实时回报。需要说明的是，虽然上述过程中涉及到对信号的计算，但上述过程中的计算过程以及计算公式都是本领域常用的，这是本申请为了显示该电路具有实时监测并回报发射驻波的功能，而该功能是由发射驻波检测保护电路的电路结构所决定的，属于AD1和AD2将信号反馈给控制器后、控制器完全可以实现的功能，因此本申请实际并没有涉及到对计算机程序的改进。

以上所述的仅是本申请的优选实施方式，本实用新型不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种具有天线口发射驻波检测保护功能的新型分时收发组件，所述新型分时收发组件包括环形器以及与所述环形器相连的发射通道、接收通道和天线口，所述发射通道中包括功率放大器，其特征在于，所述新型分时收发组件还包括发射驻波检测保护电路，所述发射驻波检测保护电路包括接收耦合微带线、接收检波器、比较器、接收模数转换器以及控制器，所述接收耦合微带线连接在所述环形器与所述接收通道之间，所述接收耦合微带线的信号耦合至所述接收检波器，所述接收检波器的输出端连接所述比较器的输入端，所述比较器的输出端连接所述控制器，所述控制器连接并控制所述发射通道中的功率放大器的电源开关。

2.根据权利要求1所述的新型分时收发组件，其特征在于，所述发射驻波检测保护电路还包括接收模数转换器、发射模数转换器、发射耦合微带线以及发射检波器，所述发射耦合微带线连接在所述发射通道和所述环形器之间，所述发射耦合微带线的信号耦合至所述发射检波器，所述发射检波器的输出端连接所述发射模数转换器的输入端，所述发射模数转换器的输出端连接所述控制器；所述接收检波器的输出端还连接所述接收模数转换器的输入端，所述接收模数转换器的输出端也连接所述控制器。

3.根据权利要求1或2所述的新型分时收发组件，其特征在于，所述接收检波器采用TLV3501AID。

4.根据权利要求2所述的新型分时收发组件，其特征在于，所述接收模数转换器和所述发射模数转换器均采用AD8317且工作频率达到10GHz。

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