CN220915264U - 一种射频信号多模式隔离器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及射频技术领域，尤其涉及一种射频信号多模式隔离器，包括多模式隔离器电路和射频信号选择电路，所述多模式隔离器电路包括隔离器输入端、隔离器输出端和隔离通道，所述射频信号选择电路包括控制信号发生器和选择开关，输入信号源连接所述隔离器输入端，所述隔离器输入端连接所述隔离通道一端，所述隔离通道另一端连接所述隔离器输出端，所述隔离器输出端连接所述选择开关，所述选择开关受控于控制信号发生器，本实用新型采用了多模式隔离器和射频信号选择电路相结合的设计方案，能够有效地隔离和选择不同频段的信号。

Description

一种射频信号多模式隔离器

技术领域

本实用新型涉及射频技术领域，尤其涉及一种射频信号多模式隔离器。

背景技术

对多频段信号进行处理和选择的射频应用领域，例如通信系统、雷达系统、卫星通信中，不同频段的信号具有不同的特性和应用场景，需要进行分离、选择和过滤。同时，这些应用对信号处理的要求较高，需要具有较高的隔离效果、宽带特性和灵活的调节能力。

目前现有技术中常用的单模式隔离器无法满足多频段信号处理的需求，现有的单模式隔离器难以实现对多频段信号的隔离，易出现信号串扰和干扰，影响系统的性能。同时单模式隔离器的频带范围较窄，无法适应复杂的多频段信号处理需求。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供一种射频信号多模式隔离器。

本实用新型通过以下技术方案实现：

一种射频信号多模式隔离器，包括多模式隔离器电路和射频信号选择电路，所述多模式隔离器电路包括隔离器输入端、隔离器输出端和隔离通道，所述射频信号选择电路包括控制信号发生器和选择开关，输入信号源连接所述隔离器输入端，所述隔离器输入端连接所述隔离通道一端，所述隔离通道另一端连接所述隔离器输出端，所述隔离器输出端连接所述选择开关，所述选择开关受控于控制信号发生器。

进一步的，所述隔离器输入端包括输入匹配网络和输入端口，所述输入匹配网络由电感L1、电感L2和电容C1组成，所述输入信号源通过输入端口分别连接电感L1一端、电容L2一端，电感L1另一端接地，电感L2另一端连接电容C1一端，电容C1另一端连接所述隔离通道一端。

进一步的，所述隔离器输出端包括输出匹配网络和输出端口，所述输出匹配网络由电感L3和电容C2组成，所述隔离通道另一端连接电容C2一端、电感L3一端，电容C2另一端接地，电感L3另一端输出端口，输出端口连接选择开关。

进一步的，所述隔离通道包括LTE频段隔离通道、CDMA频段隔离通道、GSM频段隔离通道、WCDMA频段隔离通道。

进一步的，所述LTE频段隔离通道包括第一隔离电路和第一滤波电路，所述第一隔离电路采用LC滤波器，用于LTE频段的信号隔离和滤波，所述第一滤波电路采用巴特沃斯滤波器，由多个滤波单元组成，用于LTE频段信号的进一步滤波和抑制。

进一步的，所述CDMA频段隔离通道包括第二隔离电路和第二滤波电路，所述第二隔离电路采用低通滤波器和带阻滤波器，低通滤波器用于滤除高于CDMA频段的信号，带阻滤波器用于滤除CDMA频段以外的信号，所述第二滤波电路采用SAW滤波器，用于CDMA频段信号的滤波。

进一步的，所述GSM频段隔离通道包括第三隔离电路和第三滤波电路，所述第三隔离电路采用差分放大器和变压器，差分放大器用于将输入信号转换为差分信号，变压器用于差分信号的隔离和传输，所述第三滤波电路采用LC谐振电路，用于GSM频段信号的滤波和匹配。

进一步的，所述WCDMA频段隔离通道包括第四隔离电路和第四滤波电路，所述第四隔离电路采用两组高频变压器，用于提高第四隔离电路的性能和稳定性，所述第四滤波电路带通滤波器和衰减器组成，用于WCDMA频段信号的滤波和调节信号幅度。

本实用新型的有益效果：

本实用新型采用了多模式隔离器和射频信号选择电路相结合的设计方案，能够有效地隔离和选择不同频段的信号。

本方案具备更高的隔离效果：多模式隔离器采用复合材料和优化的电路结构设计，可以实现更高的隔离效果和更宽的工作频带。

本方案具备更高更宽的工作频带：多模式隔离器可以根据具体需求设计不同的隔离通道数量和频段范围，能够适应不同的工作频带需求。

本方案具备更高的灵活性：射频信号选择电路可以根据控制信号的状态，将不同的频段信号选择到输出端，具有更高的灵活性和可调性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提出的一种射频信号多模式隔离器的结构框图；

图2为本实用新型提出的一种射频信号多模式隔离器的LTE频段隔离通道电路图；

图3为本实用新型提出的一种射频信号多模式隔离器的CDMA频段隔离通道电路图；

图4为本实用新型提出的一种射频信号多模式隔离器的GSM频段隔离通道电路图；

图5为本实用新型提出的一种射频信号多模式隔离器的WCDMA频段隔离通道电路图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

实施例1

参考图1，一种射频信号多模式隔离器，多模式隔离器部分包括输入端、输出端和多个隔离通道。其中，输入端通过输入匹配网络连接到信号源，输出端通过输出匹配网络连接到选择开关。其中每个隔离通道包括一个隔离电路和一个滤波电路，用于隔离和滤波特定频段的信号。

射频信号选择电路部分包括一个控制信号发生器和多个选择开关。控制信号发生器可以产生不同的控制信号，用于控制多模式隔离器的工作模式。选择开关则可以根据控制信号的状态，将不同的频段信号选择到输出端，形成所需的射频信号，由于控制信号发生器和选择开关的连接属于现有技术故在本方案中不多加赘述。

所述的隔离通道包括LTE频段隔离通道、CDMA频段隔离通道、GSM频段隔离通道、WCDMA频段隔离通道。

所述隔离器输出端包括输出匹配网络和输出端口，所述输出匹配网络由电感L3和电容C2组成，所述隔离通道另一端通过输出端口分别连接电容C2一端、电感L3一端，电容C2另一端接地，电感L3另一端连接选择开关。

所述隔离通道包括LTE频段隔离通道、CDMA频段隔离通道、GSM频段隔离通道、WCDMA频段隔离通道。

所述LTE频段隔离通道包括第一隔离电路和第一滤波电路，所述第一隔离电路采用LC滤波器，用于LTE频段的信号隔离和滤波，所述第一滤波电路采用巴特沃斯滤波器，由多个滤波单元组成，用于LTE频段信号的进一步滤波和抑制。

所述CDMA频段隔离通道包括第二隔离电路和第二滤波电路，所述第二隔离电路采用低通滤波器和带阻滤波器，低通滤波器用于滤除高于CDMA频段的信号，带阻滤波器用于滤除CDMA频段以外的信号，所述第二滤波电路采用SAW滤波器，用于CDMA频段信号的滤波。

所述GSM频段隔离通道包括第三隔离电路和第三滤波电路，所述第三隔离电路采用差分放大器和变压器，差分放大器用于将输入信号转换为差分信号，变压器用于差分信号的隔离和传输，所述第三滤波电路采用LC谐振电路，用于GSM频段信号的滤波和匹配。

所述WCDMA频段隔离通道包括第四隔离电路和第四滤波电路，所述第四隔离电路采用两组高频变压器，用于提高第四隔离电路的性能和稳定性，所述第四滤波电路带通滤波器和衰减器组成，用于WCDMA频段信号的滤波和调节信号幅度。

实施例2

参考图2-图5，在实施例1的基础上，本实施例提出四个隔离通道的具体实施方式。

所述LTE频段隔离通道包括第一隔离电路和第一滤波电路，所述第一隔离电路包括电容C3、电容C4和电感L3，电容C1另一端分别连接电容C3一端、电感L3一端，电容C3另一端接地，所述电感L3另一端连接电容C4一端，电容C4另一端接地，所述第一滤波电路包括放大器U1，所述放大器U1的型号为LTC6261，所述放大器U1的反相输入端分别连接电阻R1一端、电容C5一端，电容C5另一端分别连接电阻R2一端、放大器U1的输出端，电阻R2另一端分别连接电阻R1另一端、电阻R3一端、电容C6一端，电阻R3另一端连接电感L3另一端，电容C6另一端接地，所述放大器U1的输出端连接隔离器输出端的输出端口，该输出端口连接选择开关的第一输入端，第一隔离通道利用电感和电容的共振效应，对特定频率的信号具有较高的阻抗，从而实现对该频率信号的隔离和滤波，第一滤波电路采用RC电路的特性，将信号进行不同程度的延迟和相位移动，从而实现对不同频率的信号进行滤波和抑制。

所述CDMA频段隔离通道包括第二隔离电路和第二滤波电路，所述第二隔离电路包括RC低通滤波器和CLC带阻滤波器，所述RC低通滤波器包括电阻R4、电容C7，电容C1另一端分别连接所述电阻R4一端、电容C7另一端，电容C7另一端接地，所述CLC带阻滤波器包括电容C8、电容C9和电感L4，所述电阻R4另一端分别连接电阻C8一端、电感L4一端，电感L4另一端连接电容C9一端，所述电容C8和电容C9另一端均接地，所述第二滤波电路包括SAW滤波器，所述SAW滤波器包括贴片电容C10、贴片电容C11、短路电容C12、电感L5、电感L6、SAW晶片P1和SAW晶片P2，所述电感L4另一端分别连接SAW晶片P1一端、电感L5一端，电感L5另一端分别连接短路电容C12，短路电容C12另一端连接电感L6一端，电感L6另一端分别连接SAW晶片P2一端、隔离器输出端的输出端口，该输出端口连接选择开关的第二输入端，SAW晶片P2另一端分别连接贴片电容C10一端，贴片电容C11一端、SAW晶片P1另一端。贴片电容是匹配电路中常用的元器件，用于实现输入输出阻抗的匹配。在SAW滤波器中将输入信号和输出信号的阻抗匹配到SAW滤波器的输入端和输出端，短路电容用于阻止高频信号的反射和干扰，在SAW滤波器中，电感用于实现输入输出阻抗的匹配和增加匹配电路的带宽。

所述GSM频段隔离通道包括第三隔离电路和第三滤波电路，所述第三隔离电路采用差分放大器和变压器，电容C1另一端连接电感L7一端、电容C13一端，所述电感L7另一端接地，所述电容C13另一端连接差分放大器U2的输入端，所述差分放大器U2的输出端连接变压器T1输入的一端、变压变压器T1输入的另一端接地，变压器输出的一端连接第三滤波电路、电容C14一端，电容C14另一端连接变压器输出的另一端后接地，所述第三滤波电路采用LC谐振电路，所述LC谐振电路包括电感L8和电容C15，所述变压器输出的一端连接电感L8一端，电感L8另一端连接电容C15一端，电容C15另一端连接隔离器输出端的输出端口，该输出端口连接选择开关的第三输入端。差分放大器的输入端可以通过匹配网络与隔离器输入端相连，差分放大器的输出端则连接到变压器的输入端。差分放大器可以将输入信号转换为差分信号，并通过变压器隔离不同隔离通道之间的信号，匹配网络电感、电容由组成是将输入信号与隔离电路的输入阻抗进行匹配，以实现最大传输功率和最小反射损耗，LC谐振电路一般由一个电感和一个电容组成，其中电感和电容串联连接，形成一个谐振回路。在GSM频段的滤波电路中，可以选择合适的电感和电容数值，以实现对GSM频段的滤波和匹配。

所述WCDMA频段隔离通道包括第四隔离电路和第四滤波电路，所述第四隔离电路采用两组高频变压器T2和T3，电容C1另一端连接电容C16一端，电容C16另一端连接第一级变压器T2输入的一端，第一级变压器T2输入的另一端接地，第一级变压器T2输出的一端连接电容C20一端，电容C20另一端连接第二级变压器T3输入的一端，第二级变压器T3输出的一端分别连接电容C17一端、电感L9一端，电感L9另一端连接第四滤波电路，电容C17另一端连接第二级变压器T3输出的另一端后接地,所述第四滤波电路包括LC滤波器和衰减器，所述LC滤波器包括电容C18、电容C19、电感L10,电感L9另一端分别连接电容C18一端、电感L10一端，电容C18另一端接地，所述电感L10另一端连接电容C19一端、衰减器一端，电容C19另一端接地，所述衰减器另一端连接隔离器输出端的输出端口，该输出端口连接选择开关的第四输入端。两个变压器的主要目的是实现更好的信号隔离和匹配效果。隔离电路中的第一级变压器T2可以实现对信号的隔离和阻抗匹配，将输入信号转换为适合第四隔离电路的信号，第二级变压器T3可以进一步隔离信号，并将其转换为适合第四滤波电路的信号。由于隔离电路和滤波电路的工作频段不同，因此需要通过变压器实现信号的匹配和转换，以确保信号能够顺利地传输和处理，所述衰减器采用可变衰减器或固定衰减器，用于调节信号的幅度和平衡隔离效果，提高信号质量。

本方案中每个隔离通道都连接到同一个选择开关的不同输入端，控制信号发生器可以控制选择开关的状态。通过控制选择开关的状态，可以将不同隔离通道的信号选择到输出端，实现对不同频段的选择。由于所有隔离通道都连接到同一个选择开关，因此这种设计可以实现多个隔离通道之间的快速切换和多个频段之间的选择。

需要注意的是在实际应用场景中，可以根据系统要求和性能需求选择适合的电路结构和器件，上述电路进行优化和调整，以实现更高效的隔离和滤波效果。同时，还需要考虑电路成本、复杂度和稳定性等因素，以实现最佳的性价比和系统性能。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种射频信号多模式隔离器，其特征在于，包括多模式隔离器电路和射频信号选择电路，所述多模式隔离器电路包括隔离器输入端、隔离器输出端和隔离通道，所述射频信号选择电路包括控制信号发生器和选择开关，输入信号源连接所述隔离器输入端，所述隔离器输入端连接所述隔离通道一端，所述隔离通道另一端连接所述隔离器输出端，所述隔离器输出端连接所述选择开关，所述选择开关受控于控制信号发生器。

2.根据权利要求1所述的一种射频信号多模式隔离器，其特征在于，所述隔离器输入端包括输入匹配网络和输入端口，所述输入匹配网络由电感L1、电感L2和电容C1组成，所述输入信号源通过输入端口分别连接电感L1一端、电容L2一端，电感L1另一端接地，电感L2另一端连接电容C1一端，电容C1另一端连接所述隔离通道一端。

3.根据权利要求1所述的一种射频信号多模式隔离器，其特征在于，所述隔离器输出端包括输出匹配网络和输出端口，所述输出匹配网络由电感L3和电容C2组成，所述隔离通道另一端连接电容C2一端、电感L3一端，电容C2另一端接地，电感L3另一端输出端口，输出端口连接选择开关。

4.根据权利要求1所述的一种射频信号多模式隔离器，其特征在于，所述隔离通道包括LTE频段隔离通道、CDMA频段隔离通道、GSM频段隔离通道、WCDMA频段隔离通道。

5.根据权利要求4所述的一种射频信号多模式隔离器，其特征在于，所述LTE频段隔离通道包括第一隔离电路和第一滤波电路，所述第一隔离电路采用LC滤波器，用于LTE频段的信号隔离和滤波，所述第一滤波电路采用巴特沃斯滤波器，由多个滤波单元组成，用于LTE频段信号的进一步滤波和抑制。

6.根据权利要求4所述的一种射频信号多模式隔离器，其特征在于，所述CDMA频段隔离通道包括第二隔离电路和第二滤波电路，所述第二隔离电路采用低通滤波器和带阻滤波器，低通滤波器用于滤除高于CDMA频段的信号，带阻滤波器用于滤除CDMA频段以外的信号，所述第二滤波电路采用SAW滤波器，用于CDMA频段信号的滤波。

7.根据权利要求4所述的一种射频信号多模式隔离器，其特征在于，所述GSM频段隔离通道包括第三隔离电路和第三滤波电路，所述第三隔离电路采用差分放大器和变压器，差分放大器用于将输入信号转换为差分信号，变压器用于差分信号的隔离和传输，所述第三滤波电路采用LC谐振电路，用于GSM频段信号的滤波和匹配。

8.根据权利要求4所述的一种射频信号多模式隔离器，其特征在于，所述WCDMA频段隔离通道包括第四隔离电路和第四滤波电路，所述第四隔离电路采用两组高频变压器，用于提高第四隔离电路的性能和稳定性，所述第四滤波电路带通滤波器和衰减器组成，用于WCDMA频段信号的滤波和调节信号幅度。