平衡式射频前端收发电路、系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术实施例公开了一种平衡式射频前端收发电路、系统及其控制方法，属于微波射频技术领域。该电路中的信号发射电路的输入端和信号接收电路的输出端与第一耦合器相连，信号发射电路的输出端和信号接收电路的输入端与第二耦合器相连；或，信号发射电路的输入端和信号接收电路的输出端与第三耦合器相连，信号发射电路的输出端与第四耦合器相连，信号接收电路的输入端与第五耦合器相连；或，信号发射电路的输入端与第六耦合器相连，信号接收电路的输出端与第七耦合器相连，信号发射电路的输出端和信号接收电路的输入端与第八耦合器相连。本发明专利技术实施例可以在不降低收发性能的前提下，简化电路复杂度，减小电路占用面积及实现成本。

Balanced RF front-end transceiver circuit, system and control method

【技术实现步骤摘要】
平衡式射频前端收发电路、系统及其控制方法
本专利技术实施例涉及微波射频
，特别涉及一种平衡式射频前端收发电路、系统及其控制方法。
技术介绍
相控阵组件的快速发展对收发组件的小型化提出了越来越高的要求。在收发组件中，射频前端收发电路的集成是最具挑战的设计之一。通常，射频前端收发电路不仅要求宽频带、低插损、高隔离度等性能指标，还要求具有较小的尺寸来实现高集成度。现有的采用平衡式结构的射频前端收发电路主要由平衡式功率放大器、限幅器、低噪声放大器、切换网络和耦合器组成，其电路结构如图1所示。其中，信号发射电路为：射频信号通过射频端口1经过耦合器coupler1转成两路信号，这两路信号分别经过两路功率放大器（PowerAmplifier）PA1和PA2放大后输出到耦合器coupler2的两端，通过耦合器coupler2合路成单路信号，再通过切换网络接到天线端辐射出去。信号接收电路为：从天线端接收的信号通过切换网络经过耦合器coupler3转成两路信号，这两路信号分别经过两路限幅器和低噪声放大器（LowNoiseAmplifier）LNA1和LNA2输出到耦合器coupler4的两端，通过耦合器coupler4合路成单路信号之后输出到射频端口2。其中，coupler1的隔离端口与负载网络1相连，coupler2的隔离端口与负载网络2相连，coupler3的隔离端口与负载网络3相连，coupler4的隔离端口与负载网络4相连。现有的平衡式射频前端收发电路中，信号发射电路和信号接收电路均使用了两个耦合器，既增加了设计复杂度，也增大了电路占用面积，且随着阵列规模的增大，相控阵组件的成本也急剧提升。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种平衡式射频前端收发电路、系统及其控制方法，用于解决现有的平衡式射频前端收发电路的设计复杂，电路占用面积大、成本高的问题。所述技术方案如下：第一方面，提供了一种平衡式射频前端收发电路，所述平衡式射频前端收发电路包括：耦合器、切换网络、负载网络、平衡式信号发射电路、平衡式信号接收电路和天线；所述耦合器包括第一耦合器和第二耦合器，所述切换网络包括第一切换网络和第二切换网络，且所述负载网络包括第一负载网络和第二负载网络，所述平衡式信号发射电路的输入端和所述平衡式信号接收电路的输出端通过所述第一切换网络与所述第一耦合器相连，所述第一耦合器的隔离端口与所述第一负载网络相连，所述平衡式信号发射电路的输出端和所述平衡式信号接收电路的输入端通过所述第二切换网络与所述第二耦合器相连，所述第二耦合器的隔离端口与所述第二负载网络相连，所述第二耦合器的输入输出端与所述天线相连，所述第一耦合器的输入输出端为所述平衡式射频前端收发电路的射频输入输出端；或者，所述耦合器包括第三耦合器、第四耦合器和第五耦合器，所述切换网络包括第三切换网络和第四切换网络，且所述负载网络包括第三负载网络、第四负载网络和第五负载网络，所述平衡式信号发射电路的输入端和所述平衡式信号接收电路的输出端通过所述第三切换网络与所述第三耦合器相连，所述第三耦合器的隔离端口与所述第三负载网络相连，所述平衡式信号发射电路的输出端与所述第四耦合器相连，所述第四耦合器的隔离端口与所述第四负载网络相连，所述平衡式信号接收电路的输入端与所述第五耦合器相连，所述第五耦合器的隔离端口与所述第五负载网络相连，所述第四耦合器的输出端和所述第五耦合器的输入端通过所述第四切换网络与所述天线相连，所述第三耦合器的输入输出端为所述平衡式射频前端收发电路的射频输入输出端；或者，所述耦合器包括第六耦合器、第七耦合器和第八耦合器，所述切换网络包括第五切换网络，且所述负载网络包括第六负载网络、第七负载网络和第八负载网络，所述平衡式信号发射电路的输入端与所述第六耦合器相连，所述第六耦合器的隔离端口与所述第六负载网络相连，所述平衡式信号接收电路的输出端与所述第七耦合器相连，所述第七耦合器的隔离端口与所述第七负载网络相连，所述平衡式信号发射电路的输出端和所述平衡式信号接收电路的输入端通过所述第五切换网络与所述第八耦合器相连，所述第八耦合器的隔离端口与所述第八负载网络相连，所述第八耦合器的输入输出端与所述天线相连，所述第六耦合器的输入端为所述平衡式射频前端收发电路的射频输入端，所述第七耦合器的输出端为所述平衡式射频前端收发电路的射频输出端。在一个可选的实施方式中，所述平衡式信号发射电路包括第一信号发射电路和第二信号发射电路；所述第一信号发射电路包括第一功率放大器，所述第二信号发射电路包括第二功率放大器；所述第一功率放大器和所述第二功率放大器的输入端为所述平衡式信号发射电路的输入端，所述第一功率放大器和所述第二功率放大器的输出端为所述平衡式信号发射电路的输出端；所述平衡式信号接收电路包括第一信号接收电路和第二信号接收电路；所述第一信号接收电路包括串联的第一限幅器和第一低噪声放大器，所述第二信号接收电路包括串联的第二限幅器和第二低噪声放大器；所述第一限幅器和所述第二限幅器的输入端为所述平衡式信号接收电路的输入端，所述第一低噪声放大器和所述第二低噪声放大器的输出端为所述平衡式信号接收电路的输出端。在一个可选的实施方式中，所述耦合器包括第一耦合器和第二耦合器，所述切换网络包括第一切换网络和第二切换网络，且所述负载网络包括第一负载网络和第二负载网络，则所述第一切换网络包括第一切换元件和第二切换元件，所述第二切换网络包括第三切换元件和第四切换元件；所述第一耦合器的直通端口与所述第一切换元件的公共端口相连，所述第一切换元件的两个射频端口分别与所述第一低噪声放大器的输出端和所述第一功率放大器的输入端相连；所述第一耦合器的耦合端口与所述第二切换元件的公共端口相连，所述第二切换元件的两个射频端口分别与所述第二低噪声放大器的输出端和所述第二功率放大器的输入端相连；所述第二耦合器的耦合端口与所述第三切换元件的公共端口相连，所述第三切换元件的两个射频端口分别与所述第一限幅器的输入端和所述第一功率放大器的输出端相连；所述第二耦合器的直通端口与所述第四切换元件的公共端口相连，所述第四切换元件的两个射频端口分别与所述第二限幅器的输入端和所述第二功率放大器的输出端相连。在一个可选的实施方式中，所述耦合器包括第三耦合器、第四耦合器和第五耦合器，所述切换网络包括第三切换网络和第四切换网络，且所述负载网络包括第三负载网络、第四负载网络和第五负载网络，则所述第三切换网络包括第五切换元件和第六切换元件，所述第四切换网络包括第七切换元件；所述第三耦合器的耦合端口与所述第五切换元件的公共端口相连，所述第五切换元件的两个射频端口分别与所述第一低噪声放大器的输出端和所述第一功率放大器的输入端相连；所述第三耦合器的直通端口与所述第六切换元件的公共端口相连，所述第六切换元件的两个射频端口分别与所述第二低噪声放大器的输出端和所述第二功率放大器的输入端相连；所述第一功率放大器的输出端与所述第四耦合器的直通端口相连，所述第二功率放大器的输出端与所述第四耦合器的耦合端口相连，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种平衡式射频前端收发电路，其特征在于，所述平衡式射频前端收发电路包括：耦合器、切换网络、负载网络、平衡式信号发射电路、平衡式信号接收电路和天线；/n所述耦合器包括第一耦合器和第二耦合器，所述切换网络包括第一切换网络和第二切换网络，且所述负载网络包括第一负载网络和第二负载网络，所述平衡式信号发射电路的输入端和所述平衡式信号接收电路的输出端通过所述第一切换网络与所述第一耦合器相连，所述第一耦合器的隔离端口与所述第一负载网络相连，所述平衡式信号发射电路的输出端和所述平衡式信号接收电路的输入端通过所述第二切换网络与所述第二耦合器相连，所述第二耦合器的隔离端口与所述第二负载网络相连，所述第二耦合器的输入输出端与所述天线相连，所述第一耦合器的输入输出端为所述平衡式射频前端收发电路的射频输入输出端；或者，/n所述耦合器包括第三耦合器、第四耦合器和第五耦合器，所述切换网络包括第三切换网络和第四切换网络，且所述负载网络包括第三负载网络、第四负载网络和第五负载网络，所述平衡式信号发射电路的输入端和所述平衡式信号接收电路的输出端通过所述第三切换网络与所述第三耦合器相连，所述第三耦合器的隔离端口与所述第三负载网络相连，所述平衡式信号发射电路的输出端与所述第四耦合器相连，所述第四耦合器的隔离端口与所述第四负载网络相连，所述平衡式信号接收电路的输入端与所述第五耦合器相连，所述第五耦合器的隔离端口与所述第五负载网络相连，所述第四耦合器的输出端和所述第五耦合器的输入端通过所述第四切换网络与所述天线相连，所述第三耦合器的输入输出端为所述平衡式射频前端收发电路的射频输入输出端；或者，/n所述耦合器包括第六耦合器、第七耦合器和第八耦合器，所述切换网络包括第五切换网络，且所述负载网络包括第六负载网络、第七负载网络和第八负载网络，所述平衡式信号发射电路的输入端与所述第六耦合器相连，所述第六耦合器的隔离端口与所述第六负载网络相连，所述平衡式信号接收电路的输出端与所述第七耦合器相连，所述第七耦合器的隔离端口与所述第七负载网络相连，所述平衡式信号发射电路的输出端和所述平衡式信号接收电路的输入端通过所述第五切换网络与所述第八耦合器相连，所述第八耦合器的隔离端口与所述第八负载网络相连，所述第八耦合器的输入输出端与所述天线相连，所述第六耦合器的输入端为所述平衡式射频前端收发电路的射频输入端，所述第七耦合器的输出端为所述平衡式射频前端收发电路的射频输出端。/n...

【技术特征摘要】
1.一种平衡式射频前端收发电路，其特征在于，所述平衡式射频前端收发电路包括：耦合器、切换网络、负载网络、平衡式信号发射电路、平衡式信号接收电路和天线；
所述耦合器包括第一耦合器和第二耦合器，所述切换网络包括第一切换网络和第二切换网络，且所述负载网络包括第一负载网络和第二负载网络，所述平衡式信号发射电路的输入端和所述平衡式信号接收电路的输出端通过所述第一切换网络与所述第一耦合器相连，所述第一耦合器的隔离端口与所述第一负载网络相连，所述平衡式信号发射电路的输出端和所述平衡式信号接收电路的输入端通过所述第二切换网络与所述第二耦合器相连，所述第二耦合器的隔离端口与所述第二负载网络相连，所述第二耦合器的输入输出端与所述天线相连，所述第一耦合器的输入输出端为所述平衡式射频前端收发电路的射频输入输出端；或者，
所述耦合器包括第三耦合器、第四耦合器和第五耦合器，所述切换网络包括第三切换网络和第四切换网络，且所述负载网络包括第三负载网络、第四负载网络和第五负载网络，所述平衡式信号发射电路的输入端和所述平衡式信号接收电路的输出端通过所述第三切换网络与所述第三耦合器相连，所述第三耦合器的隔离端口与所述第三负载网络相连，所述平衡式信号发射电路的输出端与所述第四耦合器相连，所述第四耦合器的隔离端口与所述第四负载网络相连，所述平衡式信号接收电路的输入端与所述第五耦合器相连，所述第五耦合器的隔离端口与所述第五负载网络相连，所述第四耦合器的输出端和所述第五耦合器的输入端通过所述第四切换网络与所述天线相连，所述第三耦合器的输入输出端为所述平衡式射频前端收发电路的射频输入输出端；或者，
所述耦合器包括第六耦合器、第七耦合器和第八耦合器，所述切换网络包括第五切换网络，且所述负载网络包括第六负载网络、第七负载网络和第八负载网络，所述平衡式信号发射电路的输入端与所述第六耦合器相连，所述第六耦合器的隔离端口与所述第六负载网络相连，所述平衡式信号接收电路的输出端与所述第七耦合器相连，所述第七耦合器的隔离端口与所述第七负载网络相连，所述平衡式信号发射电路的输出端和所述平衡式信号接收电路的输入端通过所述第五切换网络与所述第八耦合器相连，所述第八耦合器的隔离端口与所述第八负载网络相连，所述第八耦合器的输入输出端与所述天线相连，所述第六耦合器的输入端为所述平衡式射频前端收发电路的射频输入端，所述第七耦合器的输出端为所述平衡式射频前端收发电路的射频输出端。


2.根据权利要求1所述的平衡式射频前端收发电路，其特征在于，所述平衡式信号发射电路包括第一信号发射电路和第二信号发射电路；所述第一信号发射电路包括第一功率放大器，所述第二信号发射电路包括第二功率放大器；所述第一功率放大器和所述第二功率放大器的输入端为所述平衡式信号发射电路的输入端，所述第一功率放大器和所述第二功率放大器的输出端为所述平衡式信号发射电路的输出端；
所述平衡式信号接收电路包括第一信号接收电路和第二信号接收电路；所述第一信号接收电路包括串联的第一限幅器和第一低噪声放大器，所述第二信号接收电路包括串联的第二限幅器和第二低噪声放大器；所述第一限幅器和所述第二限幅器的输入端为所述平衡式信号接收电路的输入端，所述第一低噪声放大器和所述第二低噪声放大器的输出端为所述平衡式信号接收电路的输出端。


3.根据权利要求2所述的平衡式射频前端收发电路，其特征在于，所述耦合器包括第一耦合器和第二耦合器，所述切换网络包括第一切换网络和第二切换网络，且所述负载网络包括第一负载网络和第二负载网络，则所述第一切换网络包括第一切换元件和第二切换元件，所述第二切换网络包括第三切换元件和第四切换元件；
所述第一耦合器的直通端口与所述第一切换元件的公共端口相连，所述第一切换元件的两个射频端口分别与所述第一低噪声放大器的输出端和所述第一功率放大器的输入端相连；所述第一耦合器的耦合端口与所述第二切换元件的公共端口相连，所述第二切换元件的两个射频端口分别与所述第二低噪声放大器的输出端和所述第二功率放大器的输入端相连；
所述第二耦合器的耦合端口与所述第三切换元件的公共端口相连，所述第三切换元件的两个射频端口分别与所述第一限幅器的输入端和所述第一功率放大器的输出端相连；所述第二耦合器的直通端口与所述第四切换元件的公共端口相连，所述第四切...

【专利技术属性】
技术研发人员：李南，任栋，陆建华，
申请(专利权)人：上海安其威微电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31