CN220629330U - 一种双收发集成共馈器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种集群通信技术领域的双收发集成共馈器，旨在解决现有技术中的射频前端双工器，功能较为单一，仅能实现单收发通路共用一个天馈端传输，还不具备放大接收电磁波电平功能的问题。包括发射端口、隔离器、同频合路器、半集成总元件双工器、放大器、微带工分器和接收端口。本发明适用于集群通信设备射频前端，能够在两路发射电磁波与两路接收电磁波彼此具备抗干扰隔离度的情况下共用一个天馈端，并且兼具将接收到的微弱电磁波信号电平放大后传输到系统中接收处理单元的功能，其功能多样，利于小型化设计，降低了制造成本，功能集成度高，性能稳定，可有效降低能耗，可应用于不同频段的通信系统设备当中，其适用范围广，市场价值高。

Description

一种双收发集成共馈器

技术领域

本实用新型涉及集群通信技术领域，具体是涉及一种双收发集成共馈器。

背景技术

随着我国自主知识产权的集群通信PDT标准推出，国内专网集群通信技术迅猛发展。射频前端是在通讯系统中介于天线与基带电路之间的信号处理段，以高频交流电的形式进行传输信号。射频前端包括发射通路和接收通路。其中，接收通路主要包括低噪声放大器、滤波器等器件，以确保有用的射频信号能够完整不失真地从天线拾取出来并输送给后级的处理电路。滤波器在射频前端中起到消除干扰杂讯的效果，允许一定频率范围内的信号通过，阻挡或者衰减工作频段以外的波，从而实现对工作频段以外的波进行有效滤除。

但是，目前的射频前端双工器，其功能较为单一，仅能实现单收发通路共用一个天馈端传输，而不具备放大接收电磁波电平的功能。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种双收发集成共馈器，解决当前的射频前端双工器，仅能实现单收发通路共用一个天馈端传输的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型是采用下述技术方案实现的：

本实用新型提供了一种双收发集成共馈器，包括：发射端口、隔离器、同频合路器、半集成总元件双工器、放大器、微带工分器和接收端口；所述发射端口为两个且分别通过隔离器连接同频合路器的两输入端，所述同频合路器的输出端与半集成总元件双工器的接收端连接，所述半集成总元件双工器的发送端与放大器的输入端连接，所述半集成总元件双工器通过天馈端与外部馈线连接，所述放大器的输出端与微带工分器的输入端连接，所述微带功分器的两输出端分别与一接收端口连接。

进一步的，所述同频合路器包括微带3dB电桥和负载；

所述微带3dB电桥的两输入端分别与两个隔离器连接，所述微带3dB电桥的一输出端与半集成总元件双工器的接收端连接，另一输出端与负载连接。

进一步的，所述放大器为低噪声放大器或高灵敏度放大器。

进一步的，所述隔离器为铁氧体微带隔离器。

进一步的，所述半集成总元件双工器包括：

接收滤波器，所述接收滤波器连接在接收端与天馈端之间，所述接收滤波器包括五级串联的变换器，相邻两级的所述变换器之间通过串联的电感与谐振器和一接地端连接；

发送滤波器，所述发送滤波器连接在发送端与天馈端之间，所述发送滤波器包括五级串联的变换器，相邻两级的所述变换器之间通过串联的电容与谐振器和一接地端连接。

进一步的，所述微带工分器为微带一分二工分器。

进一步的，还包括有直流电源接口，所述放大器的供电端与直流电源接口连接。

与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果是：

1、本实用新型能够实现两路发射电磁波与两路接收电磁波彼此具备抗干扰隔离度的情况下共用一个天馈端，并且兼具将接收到的微弱电磁波信号电平放大后传输到系统中接收处理单元的功能；

2、本实用新型的功能多样，有利于整个产品的小型化设计，从而降低了制造成本，并且功能集成度高，性能稳定，使用于通信设备中可有效降低能耗；

3、本实用新型通过变换内部器件工作频率，能够应用于不同频段的通信系统设备当中，其适用范围广，市场价值高。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型实施例提供的一种双收发集成共馈器的电路图；

图2是图1所示双收发集成共馈器中微带3dB电桥的结构示意图；

图3是图1所示双收发集成共馈器中微带工分器的结构示意图；

图4是图1所示双收发集成共馈器中半集成总元件双工器的电路图；

图中：1、发射端口；2、隔离器；3、同频合路器；31、微带3dB电桥；32、负载；4、半集成总元件双工器；41、接收端；42、发送端；43、天馈端；4A、接收滤波器；4B、发送滤波器；5、放大器；6、微带工分器；7、接收端口；8、直流电源接口。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例一：

如图1所示，本实用新型实施例提供了一种双收发集成共馈器，包括：发射端口1、隔离器2、同频合路器3、半集成总元件双工器4、放大器5、微带工分器6和接收端口7；发射端口1为两个且分别通过隔离器2连接同频合路器3的两输入端，同频合路器3的输出端与半集成总元件双工器4的接收端41连接，半集成总元件双工器4的发送端42与放大器5的输入端连接，半集成总元件双工器4通过天馈端43与外部馈线连接，放大器5的输出端与微带工分器6的输入端连接，放大器5包括有直流电源接口，以便于对其进行供电，微带功分器的两输出端分别与一接收端口7连接。

其工作原理为：来自集群通信系统发射单元发出的两路射频信号，分别经本双收发集成共馈器的两个发射端口1进入内部，而后通过隔离器2输入到同频合路器3中，经同频合路器3将两路发射信号合路后输入到半集总元件双工器4当中滤除杂散谐波信号，然后从天馈端43通过馈线输出到设备所接天线辐射出去；相反，由天线采集到的接收信号经馈线输入到本双收发集成共馈器的天馈端43，而后输入到内部的半集总元件双工器4当中进一步选频滤波，然后输入到放大器5，将较微弱的接收信号电平放大一定倍数后，通过微带功分器6分为两路接收信号，从与之连接的两个接收端口7输出，最终进入集群通信系统设备接收单元进行处理。

本申请使用于集群通信设备射频前端，通过上述设置能够实现两路发射电磁波与两路接收电磁波彼此具备抗干扰隔离度的情况下共用一个天馈端43，并且兼具将接收到的微弱电磁波信号电平放大后传输到系统中接收处理单元的功能，其功能多样，利于整个产品小型化设计，降低了制造成本，功能集成度高，性能稳定，使用于通信设备中可有效降低能耗。还能够通过变换内部器件工作频率，应用于不同频段的通信系统设备当中，其适用范围广，市场价值高。

在本实施例中，同频合路器3包括微带3dB电桥31和负载32；微带3dB电桥31的两输入端分别与两个隔离器2连接，所述微带3dB电桥31的一输出端与半集成总元件双工器4的接收端41连接，另一输出端与负载32连接。

具体的，本申请的两进两出微带3dB电桥31采用四分之一波长微带线3dB支线电桥设计理论，微带PCB板选择合适厚度h及介电常数ε的射频基板，已知空气中的电磁波波长并根据电磁波在微带中导引波长理论/>计算得出主线和支线所需的长度，再根据微带3dB支线电桥设计理论可知主线阻抗和支线阻抗，之后通过电磁仿真软件确定主线及支线宽度，有了以上初步尺寸，便可通过电路仿真及三维电磁仿真软件进行建模仿真验证。

优选的，如图2所示，本申请为小型化设计考虑，将主线与支线通过多次折弯方式排布在微带PCB板上，其减小了板材面积，降低了PCB制造成本。

在本实施例中，如图3所示，本申请的微带功分器6为微带一分二工分器，其采用四分之一波长微带线功分器设计理论，根据产品工作频段选定功分器节数为单节即可满足带宽要求，设定功分器的三个端口阻抗为50Ω，对于单节的一分二功分器，支线阻抗支线长度L为四分之一导引波长，隔离电阻R＝100Ω。优选的，同样采用多次折弯的方式排布带线尺寸，减小体积。

在本实施例中，放大器5可为低噪声放大器或高灵敏度放大器，隔离器2为铁氧体微带隔离器，以上各器件在相关通信器件生产厂家设计技术已经成熟，本申请不再赘述。

具体的，还包括有直流电源接口8，放大器的供电端与直流电源接口8连接。通过直流电源接口8能够方便的对放大器5进行供电，便于进行安装布置。

实施例二：

如图4所示，本实施例提供了一种双收发集成共馈器，其与实施例一的不同之处在于，对半集成总元件双工器4做出了更为详细的说明。

半集成总元件双工器4包括：

接收滤波器4A，接收滤波器4A连接在接收端41与天馈端43之间，接收滤波器4A包括五级串联的变换器，相邻两级的变换器之间通过串联的电感与谐振器和一接地端连接；

发送滤波器4B，发送滤波器4B连接在发送端42与天馈端43之间，发送滤波器4B包括五级串联的变换器，相邻两级的变换器之间通过串联的电容与谐振器和一接地端连接。

需要说明是，相对于传统的带通滤波器合二为一，其优势在于：在达到相同抑制度的情况下，其可以减小双工器的体积为带通滤波器的1/2左右，并且滤波器的插入损耗更小，因此可进一步缩小装置的整体体积。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种双收发集成共馈器，其特征在于，包括：发射端口(1)、隔离器(2)、同频合路器(3)、半集成总元件双工器(4)、放大器(5)、微带工分器(6)和接收端口(7)；所述发射端口(1)为两个且分别通过隔离器(2)连接同频合路器(3)的两输入端，所述同频合路器(3)的输出端与半集成总元件双工器(4)的接收端(41)连接，所述半集成总元件双工器(4)的发送端(42)与放大器(5)的输入端连接，所述半集成总元件双工器(4)通过天馈端(43)与外部馈线连接，所述放大器(5)的输出端与微带工分器(6)的输入端连接，所述微带功分器的两输出端分别与一接收端口(7)连接。

2.根据权利要求1所述的双收发集成共馈器，其特征在于，所述同频合路器(3)包括微带3dB电桥(31)和负载(32)；

所述微带3dB电桥(31)的两输入端分别与两个隔离器(2)连接，所述微带3dB电桥(31)的一输出端与半集成总元件双工器(4)的接收端(41)连接，另一输出端与负载(32)连接。

3.根据权利要求1所述的双收发集成共馈器，其特征在于，所述放大器(5)为低噪声放大器或高灵敏度放大器。

4.根据权利要求1所述的双收发集成共馈器，其特征在于，所述隔离器(2)为铁氧体微带隔离器。

5.根据权利要求1所述的双收发集成共馈器，其特征在于，所述半集成总元件双工器(4)包括：

接收滤波器(4A)，所述接收滤波器(4A)连接在接收端(41)与天馈端(43)之间，所述接收滤波器(4A)包括五级串联的变换器，相邻两级的所述变换器之间通过串联的电感与谐振器和一接地端连接；

发送滤波器(4B)，所述发送滤波器(4B)连接在发送端(42)与天馈端(43)之间，所述发送滤波器(4B)包括五级串联的变换器，相邻两级的所述变换器之间通过串联的电容与谐振器和一接地端连接。

6.根据权利要求1所述的双收发集成共馈器，其特征在于，所述微带工分器(6)为微带一分二工分器。

7.根据权利要求1所述的双收发集成共馈器，其特征在于，还包括有直流电源接口(8)，所述放大器(5)的供电端与直流电源接口(8)连接。