一种实现4G及5G TDD双向信道模拟器自动收发隔离的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种实现4G及5G TDD双向信道模拟器自动收发隔离的装置，包括第一SPDT和耦合器，端口1通过第一SPDT，切换发射信号和接收信号，发射信号经过第二SPDT传输到端口2，接收信号经过第三SPDT传输到端口3，端口1到端口3的通道，经过耦合器，再放大后送入检波器，得到检波电压，经过比较器后输出高低电平信号，传送给端口4。本实用新型专利技术可以实现快速收发双向通道切换，尤其适用于宽频带4G TD‑LTE及TD‑LTE‑A双向信道模拟器，5G TDD双向信道模拟器，以及其他TDD宽频带双向收发的信道模拟。

An automatic transceiver isolation device for 4G and 5G TDD bidirectional channel simulator

The utility model discloses a device for realizing 4G and 5G TDD bidirectional transceiver isolation automatic channel simulator, including the first SPDT and 1 port through the first coupler, SPDT, and the receiving signal switching signal, transmit signal through the SPDT transmission to the 2 port, the signal is received and a third SPDT transmission to port 3 1 port to port 3 channel, through the coupler, then zoom into the detector, get the demodulation voltage, the comparator output through the high or low level signal is transmitted to the port 4. The utility model can realize fast channel switching bidirectional transceiver, especially suitable for wide band 4G TD and TD LTE LTE A 5G TDD bidirectional channel simulator, two-way channel simulator, and other TDD broadband channel bidirectional transceiver simulation.

【技术实现步骤摘要】
一种实现4G及5GTDD双向信道模拟器自动收发隔离的装置
本技术涉及一种隔离装置，具体是一种实现4G及5GTDD双向信道模拟器自动收发隔离的装置。
技术介绍
目前，TD-LTE及TD-LTE-Advanced是4G主流无线通信技术。随着MIMO技术的演进，无线通信变得越来越复杂。无线信道是复杂多变信号的物理通道，存在着多径衰落、噪声等影响通信性能的不利因素，而这些都是通信系统研究必须重点考虑的问题。信道模拟器对无线信道有较好的近似模拟效果，可大大的缩短研发周期，减少基站与终端外场的测试。随着大规模多天线和高频技术的应用，5G信道模拟将成为5G基站和终端测试的重要工具，但实现难度也更大。在信道模拟器的系统中，射频部分包括了发射机和接收机。传统的信道模拟器发射机和接收机是分开的，包含两个端口：输入口及输出口。见图1。从专利[201410263448.7]及专利[201410189336.7]可以看出，传统信道模拟器中的发射机频率范围0.4～6GHz，功率范围-120～-10dBm；接收机频率范围0.4～6GHz，功率范围-50～+15dBm。MIMO信道模拟器技术正从单向往双向演进。单向信道模拟的天线端口只能工作于收或发中的一种，不能同时进行收发，实际每个端口要么连接射频发射通道，要么连接射频接收通道。单向信道模拟用于移动通信系统测试时，只支持下行或只支持上行，如果要同时支持上下行交互，只能再增加一台信道模拟器。图2中展示了下行测试，从基站发射信号，经过信道模拟机，终端接收信号。双向信道模拟的射频端口连接了接收和发射通道，可以同时进行上下行测试，具有明显的技术优势和应用价值。如果想要实现双向测试，即信道模拟器支持基站和终端均可以发射或接收信号，则必须外接环行器，否则无法满足基站与终端的双向测试，如图3所示。而一般的环行器，使用频带都比较窄，且隔离度也不是很高。这就大大的限制了信道模拟器的使用灵活性，增加了测试时间，同时也意味着信道模拟器的性能指标的降低。普通的环行器，如2.5～2.7GHz，隔离度约25dB，这就意味着：信道模拟器只能用2.5～2.7GHz，如需使用信道模拟器测试其他频点，则需要更换环行器，给测试带来了极大的不方便性；同时，当发射机发射-10dBm信号时，接收机最小可接收的信号被牵制在，<-35dBm的信号则完全被发射信号干扰，接收机无法分辨接收到的哪个才是真正的有用的信号。如果使用频带宽的环行器，如2～4GHz，则隔离度指标会降低，且价格非常昂贵。即使频带继续加宽，也很难实现0.4～6GHz全频段范围。可见，传统的信道模拟器，测试起来比较麻烦，且无法满足双向测试，受外接环行器的影响，频带被限制的非常窄，接收功率和发射功率无法满量程，无法实现真正意义上的大动态范围。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种实现4G及5GTDD双向信道模拟器自动收发隔离的装置，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种实现4G及5GTDD双向信道模拟器自动收发隔离的装置，包括第一SPDT和耦合器，端口1通过第一SPDT，切换发射信号和接收信号，发射信号经过第二SPDT传输到端口2，接收信号经过第三SPDT传输到端口3，端口1到端口3的通道，经过耦合器，再放大后送入检波器，得到检波电压，经过比较器后输出高低电平信号，传送给端口4。作为本技术进一步的方案：端口1为双向端口。作为本技术进一步的方案：端口2为发射端口。作为本技术进一步的方案：端口3为接收端口。作为本技术再进一步的方案：端口4输出高低电平信号。与现有技术相比，本技术的有益效果是：本技术可以实现快速收发双向通道切换，尤其适用于宽频带4GTD-LTE及TD-LTE-A双向信道模拟器，5GTDD双向信道模拟器，以及其他TDD宽频带双向收发的信道模拟。附图说明图1为传统信道模拟器的框图。图2为单向信道模拟器用于测试时的连接方法。图3为传统信道模拟器用于双向测试的连接方法。图4为采用本技术实现的双向信道模拟器。图5为本技术装置的电路图。图6是利用本技术装置实现4G及5GTDD双向控制切换的电路图。图7是利用本技术装置实现的4G及5GTDD双向信道模拟器电路图。图8是本技术装置的具体实施框图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。请参阅图1～8，本技术实施例中，一种实现4G及5GTDD双向信道模拟器自动收发隔离的装置，端口1为公共端口，可传输发射信号和接收信号；端口2传输发射信号，端口3传输接收信号，端口4为高低电平信号。端口1通过射频单刀双掷开关(对应第一SPDT)，切换发射信号和接收信号，发射信号经过第二SPDT传输到端口2，接收信号经过第三SPDT传输到端口3。接收通道，即端口1到端口3的通道，经过一个耦合器，再放大后送入检波器，得到检波电压，经过比较器后输出高低电平信号，传送给端口4。本技术提供了一种基于4G及5GTDD信道模拟器的双向自动收发隔离的装置。4G及5GTDD为时分通信，通信协议中规定了，上行时基站只接收信号不发送信号，下行时基站只发射信号不接收信号。对终端而言，上行时只发射信号，下行时只接收信号。利用4G及5GTDD的时分特性，本技术找到了信道模拟器双向通信自动控制的切换方法。利用本技术装置可实现4G及5GTDD双向信道模拟器，且不影响频带0.4～6GHz，以及全频带-50～+15dBm接收动态。见图4。本技术中采用SPDT，而不是环行器。SPDT很容易实现0.4～6GHz全带覆盖，且隔离度也很高，一般都能达到50dB以上，而且价格非常便宜。采用SPDT，可以实现用简单低成本的电路代替信道模拟器双向测试的环行器，而且真正意义上实现宽频带，大动态双向测试。本技术中采用多级SPDT，主要用于发射信号和接收信号的隔离，为满足大动态范围接收。一般满足0.4～6GHz的SPDT的隔离度，最差都能达到30dB以上。当发射机发射最大信号-10dBm时，漏到接收端的信号也已经被隔离了90dB，漏到接收端的信号很小，也就是说接收端最小的信号，理论上可以达到-10-90＝-100dBm，远远满足最低-50dBm输入。利用两组本技术装置，就可以实现TD-LTE信道模拟器收发双向信号的切换。初始状态下，两组本技术的SPDT默认为打开接收通道。当基站发射信号、终端接收信号的时候，经过本技术第一组接收通道的耦合器耦合到一定的功率，放大后送入检波器就得到相应的检波电压，将比较器的电压置为略小于全功率范围-50～+15dBm对应的检波电压的最小电压，经过比较器后，则得到固定的高电平。(或将比较器的电压置为略大于全功率范围对应的检波电压的最大电压，则得到固定的低电平)。同时，本技术第二组的接收通道，由于检测不到信号，则端口4输出固定的低电平。同样，当基站接收信号、终端发射信号时，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种实现4G及5G TDD双向信道模拟器自动收发隔离的装置，包括第一SPDT和耦合器，其特征在于，端口1通过第一SPDT，切换发射信号和接收信号，发射信号经过第二SPDT传输到端口2，接收信号经过第三SPDT传输到端口3，端口1到端口3的通道，经过耦合器，再放大后送入检波器，得到检波电压，经过比较器后输出高低电平信号，传送给端口4。

【技术特征摘要】
1.一种实现4G及5GTDD双向信道模拟器自动收发隔离的装置，包括第一SPDT和耦合器，其特征在于，端口1通过第一SPDT，切换发射信号和接收信号，发射信号经过第二SPDT传输到端口2，接收信号经过第三SPDT传输到端口3，端口1到端口3的通道，经过耦合器，再放大后送入检波器，得到检波电压，经过比较器后输出高低电平信号，传送给端口4。2.根据权利要求1所述的实现4G及5GTDD双向信道模拟器自...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋政波，解建红，李广兴，韦伟，
申请(专利权)人：上海创远仪器技术股份有限公司，东南大学，
类型：新型
国别省市：上海,31