S波段自切换双向射频前端制造技术

本发明专利技术涉及S波段自切换双向射频前端，该射频前端用于与收发信机连接，在所述收发信机处于发射状态时，实现功率放大，与收发信机一起实现发送信号；并同时在收发信机处于接收状态时，实现自主切换，进行功率放大后，再与收发信机一起实现接收信号；该射频前端包括接收通道、发射通道、监测电路和自主开关切换电路；所述接收通道包括低噪放芯片和接收滤波器，接收滤波器位于低噪放芯片前段，接收滤波器的输出端连接低噪放芯片的输入端；所述发射通道包括宽带功率放大芯片和发射滤波器，发射滤波器位于宽带功率放大芯片后段，发射滤波器的输入端连接宽带功率放大芯片的输出端。

【技术实现步骤摘要】
S波段自切换双向射频前端
本专利技术涉及电路
，具体涉及一种S波段自切换双向射频前端。
技术介绍
目前在应用于时分双工收发系统的射频前端都配置了外控制电路，其一般都是通过手动外加不同的电平实现切换，虽然这种方案在设备的可靠性能上和远距离通讯方面具有很大的优势，但是同样带来了一系列的问题。一方面增加了设备的复杂度、降低了通信质量，另一方增加了通讯链路的成本。市面上双向功放可以实现双向收发，直接应用于与IEEE802.11b/g兼容的无线通信系统中，例如HYPERLINKTEC公司FL33487产品。但其发射接收频段窄，效率低，无法实现多型装备产品通用化、模块化、标准化。如何考虑实际的战场实际状况，设计一种结构简单的宽带双向射频前端，能够完成自主切换，提高接收灵敏度、降低成本，实现半双工模式下的远距离无线传输，并快速适应多型产品应用成为了亟待解决的技术问题。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术要解决的技术问题是：设计一种结构简单的S波段自切换双向射频前端，能够完成自主切换。本专利技术解决所述技术问题采用的技术方案是：提供一种S波段自切换双向射频前端，其特征在于该射频前端用于与收发信机连接，在所述收发信机处于发射状态时，实现功率放大，与收发信机一起实现发送信号；并同时在收发信机处于接收状态时，实现自主切换，进行功率放大后，再与收发信机一起实现接收信号；该射频前端包括接收通道、发射通道、监测电路和自主开关切换电路；所述接收通道包括低噪放芯片和接收滤波器，接收滤波器位于低噪放芯片前段，接收滤波器的输出端连接低噪放芯片的输入端；所述发射通道包括宽带功率放大芯片和发射滤波器，发射滤波器位于宽带功率放大芯片后段，发射滤波器的输入端连接宽带功率放大芯片的输出端；所述自主开关切换电路包括电平转换电路、第一射频开关和第二射频开关；第一射频开关设于接收滤波器的前段、发射滤波器的后段，且第一射频开关还连接有过电压式防击穿电路，第一射频开关的控制端通过天线端口连接系统天线；第二射频开关设于宽带功率放大芯片的前段、低噪放芯片的后段；第一射频开关和第二射频开关同时与电平转换电路的接收控制端和发射控制端连接，第一射频开关的输入端和控制端分别接收滤波器的输入端和发射滤波器的输出端；第二射频开关的输入端和控制端分别低噪放芯片的输出端和发射滤波器的输入端；所述电平转换电路的射频监测输入端连接监测电路的输出端；所述监测电路与收发信机连接，当收发信机处在发射状态时，监测电路用于将发射模拟信号耦合，检测输出电压控制信号给电平转换电路，此时电平转换电路用于产生开关切换信号控制第一射频开关和第二射频开关，使两个射频开关处于发射状态，从而使发射通道工作，接收通道不工作；当收发信机处在接收状态时，监测电路无耦合信号输出，此时电平转换电路用于切换第一射频开关和第二射频开关，使两个射频开关处于接收状态，从而使接收通道处于接收状态，发射通道不工作。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术采用特定的放大芯片实现S波段放大，采用特殊的控制方式，并采用自动监测电路对收发进行实时控制，实现了一种结构简单、能够完成自主切换的S波段双向功率放大器。其中的发射通路采用了两片功放芯片实现双路合成，提高了发射功率，极大地增加了信号的传输距离；接收通路采用了内置限幅器的低噪放芯片，其噪声低、增益高、抗毁性能强的特性显著提高了接收灵敏度，平衡了收发性能；遵从了均衡对称的设计原则，对双路功放采用了一致的偏置电路以及滤波电路，缩短了切换时间，降低了接收噪声系数。附图说明图1为本专利技术的一种应用场景示意图；图2为本专利技术的总结构框图；图3为本专利技术的电路原理图。图中，射频前端1、接收通道2、发射通道3、监测电路4、自主开关切换电路5、低噪放芯片201和接收滤波器202、发射滤波器302、宽带功率放大芯片301、第一射频开关502、第二射频开关503、电平转换电路501。具体实施方式为使本专利技术的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。本专利技术S波段自切换双向射频前端(简称射频前端，参见图2和图3)，用于与收发信机连接，在所述收发信机处于发射状态时，实现功率放大，与收发信机一起实现发送信号；并同时在收发信机处于接收状态时，实现自主切换，进行功率放大后，再与收发信机一起实现接收信号；该射频前端包括接收通道2、发射通道3、监测电路4和自主开关切换电路5；所述接收通道2包括低噪放芯片201和接收滤波器202，接收滤波器202位于低噪放芯片201前段，接收滤波器202的输出端连接低噪放芯片201的输入端；所述发射通道3包括宽带功率放大芯片301和发射滤波器302，发射滤波器302位于宽带功率放大芯片301后段，发射滤波器302的输入端连接宽带功率放大芯片301的输出端；所述自主开关切换电路5包括电平转换电路501、第一射频开关502和第二射频开关503；第一射频开关502设于接收滤波器202的前段、发射滤波器302的后段，且第一射频开关502还连接有过电压式防击穿电路6，用于在过电压出现时实现瞬间短路，并在微秒级时间内实现自动恢复，第一射频开关502的控制端通过天线端口连接系统天线，输出放大信号；第二射频开关503设于宽带功率放大芯片301的前段、低噪放芯片201的后段；第一射频开关502和第二射频开关503同时与电平转换电路的接收控制端和发射控制端连接，第一射频开关502的输入端和控制端分别接收滤波器202的输入端和发射滤波器302的输出端；第二射频开关503的输入端和控制端分别低噪放芯片201的输出端和发射滤波器302的输入端；所述电平转换电路的射频监测输入端连接监测电路4的输出端；所述监测电路4与收发信机连接，当收发信机处在发射状态时，监测电路4用于将发射模拟信号耦合，检测输出电压控制信号给电平转换电路501，此时电平转换电路501用于产生开关切换信号控制第一射频开关502和第二射频开关503，使两个射频开关处于发射状态，从而使发射通道3工作，接收通道2不工作；当收发信机处在接收状态时，监测电路4无耦合信号输出，此时电平转换电路501用于切换第一射频开关502和第二射频开关503，使两个射频开关处于接收状态，从而使接收通道2处于接收状态，发射通道3不工作。上述几种电路之间通过PCB印制板布线实现交联。所述宽带功率放大芯片301为串联的两片。本专利技术的进一步特征在于所述接收滤波器202前段还连接有偏置电路，所述低噪放芯片201内置有限幅器。本专利技术的进一步特征在于所述限幅器由两个二极管反向并联组成。本专利技术的进一步特征在于宽带功率放大芯片301后段连接有与所述接收滤波器202前段相同的偏置电路，且发射滤波器302与接收滤波器202为相同的滤波器。图3中，监测电路4中DET表示检测模块，其下方的三角形表示运算放大器，输出端的三角形表示耦合器，多个检测模块依次串联，多个运算放大器依次串联，收发信机的信号通过电压转换器连接检测模块和运算放大器的输入端，同时多个检测模块的输出信号均连接在耦合器上，耦合器的输出端连接电平转换电路的射频监测输入端。电平转换电路5包括两个二极管组和信号放大器，信号放大器的输入端连接监测电路的输出端，信号放大器的输出端连接一个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种S波段自切换双向射频前端，其特征在于该射频前端用于与收发信机连接，在所述收发信机处于发射状态时，实现功率放大，与收发信机一起实现发送信号；并同时在收发信机处于接收状态时，实现自主切换，进行功率放大后，再与收发信机一起实现接收信号；该射频前端包括接收通道、发射通道、监测电路和自主开关切换电路；所述接收通道包括低噪放芯片和接收滤波器，接收滤波器位于低噪放芯片前段，接收滤波器的输出端连接低噪放芯片的输入端；所述发射通道包括宽带功率放大芯片和发射滤波器，发射滤波器位于宽带功率放大芯片后段，发射滤波器的输入端连接宽带功率放大芯片的输出端；所述自主开关切换电路包括电平转换电路、第一射频开关和第二射频开关；第一射频开关设于接收滤波器的前段、发射滤波器的后段，且第一射频开关还连接有过电压式防击穿电路，第一射频开关的控制端通过天线端口连接系统天线；第二射频开关设于宽带功率放大芯片的前段、低噪放芯片的后段；第一射频开关和第二射频开关同时与电平转换电路的接收控制端和发射控制端连接，第一射频开关的输入端和控制端分别接收滤波器的输入端和发射滤波器的输出端；第二射频开关的输入端和控制端分别低噪放芯片的输出端和发射滤波器的输入端；所述电平转换电路的射频监测输入端连接监测电路的输出端；所述监测电路与收发信机连接，当收发信机处在发射状态时，监测电路用于将发射模拟信号耦合，检测输出电压控制信号给电平转换电路，此时电平转换电路用于产生开关切换信号控制第一射频开关和第二射频开关，使两个射频开关处于发射状态，从而使发射通道工作，接收通道不工作；当收发信机处在接收状态时，监测电路无耦合信号输出，此时电平转换电路用于切换第一射频开关和第二射频开关，使两个射频开关处于接收状态，从而使接收通道处于接收状态，发射通道不工作。...

【技术特征摘要】
1.一种S波段自切换双向射频前端，其特征在于该射频前端用于与收发信机连接，在所述收发信机处于发射状态时，实现功率放大，与收发信机一起实现发送信号；并同时在收发信机处于接收状态时，实现自主切换，进行功率放大后，再与收发信机一起实现接收信号；该射频前端包括接收通道、发射通道、监测电路和自主开关切换电路；所述接收通道包括低噪放芯片和接收滤波器，接收滤波器位于低噪放芯片前段，接收滤波器的输出端连接低噪放芯片的输入端；所述发射通道包括宽带功率放大芯片和发射滤波器，发射滤波器位于宽带功率放大芯片后段，发射滤波器的输入端连接宽带功率放大芯片的输出端；所述自主开关切换电路包括电平转换电路、第一射频开关和第二射频开关；第一射频开关设于接收滤波器的前段、发射滤波器的后段，且第一射频开关还连接有过电压式防击穿电路，第一射频开关的控制端通过天线端口连接系统天线；第二射频开关设于宽带功率放大芯片的前段、低噪放芯片的后段；第一射频开关和第二射频开关同时与电平转换电路的接收控制端和发射控制端连接，第一射频开关的输入端和控制端分别接收滤波器的输入端和发射滤波器的输出端；第二射频开关的输入端和控制端分别低噪放芯片的输出端和发射滤波器的输入端；所述电平转换电路的射频监测输入端连接监测电路的输出端；所述监测电路与收发信机连接，当收发信机处在发射状态时，监测电路用于将发射模拟信号耦合，检测输出电压控制信号给电平转换电路，此时电平转换电路用于产生开关切换信号控制第一射频开关和第二射频开关，使两个射频开关处于发射状态，从而使发射通道工作，接收通道不工作；当收发信机处在接收状态时，监测电路无耦合信号输出，此时电平转换电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘天保，
申请(专利权)人：天津津航计算技术研究所，
类型：发明
国别省市：天津,12