收发机前端开关自动控制电路及收发系统

技术领域

本发明涉及电子技术领域，特别是涉及一种收发机前端开关自动控制电路及收发系统。

背景技术

时分双工是一种通信系统的双工方式，接收和传送是在同一频率信道的不同时隙进行的，用保证时间来分离接收与传送信道，可充分利用宽带资源和提高信道利用率，时分双工广泛应用于通信系统中。

在高频时分收发电路系统设计中，通常需要使用逻辑电路中的一个GPIO(General-purpose input/output，通用型输入输出)控制收发电路前端模块中射频开关。使用这种设计架构，我们需要额外的数字电路配合时分系统的时序对射频开关进行控制，该方式控制复杂，并且若时序设计不当容易造成整套系统的性能恶化。

因此，如何简化高频时分收发电路中射频开关的控制电路及逻辑、确保系统稳定性，已成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种收发机前端开关自动控制电路及收发系统，用于解决现有技术中射频开关的控制电路及逻辑复杂、系统稳定性差等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种收发机前端开关自动控制电路，所述收发机前端开关自动控制电路至少包括：

信号接收模块，信号发送模块，射频开关，耦合器及检测模块；

所述信号接收模块连接所述射频开关的第一静触点，用于接收从所述射频开关的第一静触点输入的信号；

所述耦合器连接于所述信号发送模块的输出端与所述射频开关的第二静触点之间，将所述信号发送模块的输出信号分为第一射频信号及第二射频信号输出，其中所述第一射频信号的功率小于所述第二射频信号的功率；

所述检测模块连接所述耦合器的输出端，检测所述第一射频信号并产生相应的开关控制信号；

所述射频开关的控制端连接所述检测模块的输出端，基于所述开关控制信号控制所述射频开关的动触点连通所述第一静触点或所述第二静触点。

可选地，所述信号接收模块包括低噪声放大器。

更可选地，所述信号接收模块还包括输入滤波器，所述输入滤波器的输入端连接所述射频开关，输出端连接所述低噪声放大器的输入端。

可选地，所述信号发送模块包括功率放大器。

更可选地，所述信号发送模块还包括输出滤波器，所述输出滤波器的输入端连接待发送的射频信号，输出端连接所述功率放大器的输入端。

可选地，所述射频开关为单刀双掷结构的开关。

更可选地，所述检测模块包括检测单元及触发单元；所述检测单元连接所述耦合器的输出端，当检测到待发送的射频信号后输出触发控制信号；所述触发单元连接所述检测单元的输出端，基于所述触发控制信号触发所述开关控制信号。

更可选地，所述检测单元包括检波电路。

更可选地，所述触发单元包括施密特触发器。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种收发系统，所述收发系统至少包括：

天线，上述收发机前端开关自动控制电路及信号处理电路；

所述天线连接所述收发机前端开关自动控制电路中射频开关的动触点，用于实现电磁波与射频信号的转换；

所述信号处理电路分别连接所述收发机前端开关自动控制电路中信号接收模块的输出端及信号发送模块的输入端，用于对发送和接收的信号进行处理。

如上所述，本发明的收发机前端开关自动控制电路及收发系统，具有以下有益效果：

本发明的收发机前端开关自动控制电路及收发系统通过检测待发送的射频信号来控制射频开关的工作状态，实现射频接收和发射的自动切换，无需额外逻辑电路对射频前端器件进行收发控制，电路结构简单，逻辑简单，稳定性高，成本低。

附图说明

图1显示为本发明的收发机前端开关自动控制电路的结构示意图。

图2显示为本发明的检测模块的结构示意图。

图3显示为本发明的收发系统的结构示意图。

元件标号说明

1 收发机前端开关自动控制电路

11 信号接收模块

111 低噪声放大器

112 输入滤波器

12 信号发送模块

121 功率放大器

122 输出滤波器

13 射频开关

14 耦合器

15 检测模块

151 检测单元

152 触发单元

2 天线

3 信号处理电路

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1～图3。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

实施例一

如图1所示，本实施例提供一种收发机前端开关自动控制电路1，所述收发机前端开关自动控制电路1包括：

信号接收模块11，信号发送模块12，射频开关13，耦合器14及检测模块15。

如图1所示，所述信号接收模块11连接所述射频开关13的第一静触点，用于接收从所述射频开关13的第一静触点输入的信号。

具体地，在本实施例中，所述信号接收模块11包括低噪声放大器111，所述低噪声放大器111的输入端连接所述射频开关13，输出端输出接收到的信号。所述低噪声放大器111用于将接收的信号进行放大，同时提高信噪比。所述低噪声放大器111可采用任意能放大信号并具有高信噪比的电路结构，在此不一一赘述。

需要说明的是，在对噪声系数要求低的应用场景中，所述信号接收模块11可采用信噪比低的其它前置放大器，不以本实施例为限。

作为本发明的另一种实现方式，所述信号接收模块11还包括输入滤波器112。所述输入滤波器112的输入端连接所述射频开关13，输出端连接所述低噪声放大器111的输入端，所述输入滤波器112对输入的射频信号进行滤波以减小干扰，提高后续信号处理的准确性。

如图1所示，所述信号发送模块12经由所述射频开关13发送信号。

具体地，在本实施例中，所述信号发送模块12包括功率放大器121，所述功率放大器121的输入端连接待发送的射频信号，输出端输出经过功率放大的射频信号。所述功率放大器121用于将待发送的射频信号放大后输出。所述功率放大器121可采用任意能放大信号的电路结构，在此不一一赘述。

作为本发明的另一种实现方式，所述信号发送模块12还包括输出滤波器122。所述输出滤波器122连接于所述功率放大器121的输入端，对待发送的射频信号进行滤波以减小干扰。

如图1所示，所述耦合器14连接于所述信号发送模块12的输出端与所述射频开关13的第二静触点之间，将所述信号发送模块12的输出信号分为第一射频信号及第二射频信号输出，其中，所述第一射频信号的功率小于所述第二射频信号的功率。

具体地，所述耦合器14用于进行功率的分配，将所述信号发送模块12输出的一路射频信号分成两路，分别为所述第一射频信号及所述第二射频信号，所述第一射频信号包含所述信号发送模块12输出的射频信号中少部分的能量，所述第二射频信号包含所述信号发送模块12输出的射频信号中大部分的能量。所述第一射频信号包含的少部分能量能被检测到即可，且越小越好，具体数值在此不一一赘述。

如图1所示，所述检测模块15连接所述耦合器14的输出端，检测所述第一射频信号并产生相应的开关控制信号。

具体地，如图2所示，所述检测模块15包括检测单元151及触发单元152。所述检测单元151连接所述耦合器14的输出端，当检测到射频信号后输出触发控制信号。在本实施例中，所述检测单元151采用检波电路实现，所述检波电路包括检波二极管D及电容C；所述检波二极管D的正极连接所述第一射频信号，负极输出触发控制信号；所述电容C的一端连接所述检波二极管D的负极，另一端接地。所述触发单元152连接所述检测单元151的输出端，基于所述触发控制信号触发并输出所述开关控制信号。在本实施例中，所述触发单元152采用施密特触发器实现，所述施密特触发器可采用隧道二极管结构，接入正反馈的比较器结构或两个交叉耦合的晶体管结构来实现，在此不一一赘述。所述触发单元152也可采用其他具有触发功能的电路结构，不以本实施例为限。

需要说明的是，任意可检测所述耦合器14输出的射频信号，并基于检测到的信号产生开关控制信号的电路结构均适用于本发明的所述检测模块15，不以本实施例为限。

如图1所示，所述射频开关13的控制端连接所述检测模块15的输出端，基于所述开关控制信号控制所述射频开关13的动触点连通所述第一静触点或所述第二静触点。

具体地，在本实施例中，所述射频开关13采用单刀双掷结构的开关，包括一个动触点及两个静触点，所述射频开关13的第一静触点连接所述信号接收模块11，第二静触点连接所述耦合器14，动触点连接外部天线。基于所述开关控制信号的控制，所述射频开关13可实现动触点与第一静触点连接或动触点与第二静触点连接。当所述信号发送模块12发送信号时所述开关控制信号控制所述射频开关13的动触点与第二静触点连接，此时处于收发机处于发射模式下；当所述信号发送模块12不发送信号时所述开关控制信号控制所述射频开关13的动触点与第一静触点连接，此时收发机处于接收模式下。

需要说明的是，所述射频开关13可采用晶体管结构、机械结构或两者结合实现，在此不一一赘述。

本发明的收发机前端开关自动控制电路1的工作原理如下：

当所述信号发送模块12有射频信号输出时，所述耦合器14将射频信号分为功率不同的第一射频信号及第二射频信号。所述检测模块15通过检波的方式检测所述第一射频信号，在检测到所述第一射频信号后产生触发控制信号，并基于所述触发控制信号触发所述开关控制信号以控制所述射频开关13的动触点与第二静触点连接，即处于发送模式下。

当所述信号发送模块12没有射频信号输出时，所述耦合器14输出为零，所述检测模块15检测到的电平为0，则触发控制信号不起效，所述检测模块15输出的开关控制信号不起效，所述射频开关13的动触点与第一静触点连接，即处于接收模式下。

本发明的收发机前端开关自动控制电路1避免使用复杂的电路结构及逻辑关系，可实现射频接收和发射的自动切换，稳定性高，成本低。

实施例二

如图3所示，本实施例提供一种收发系统，所述收发系统包括：

天线2，收发机前端开关自动控制电路1及信号处理电路3。

如图3所示，所述天线2连接所述收发机前端开关自动控制电路1中射频开关13的动触点，用于实现电磁波与射频信号的转换。

具体地，所述天线2即用于发送信号也用于接收信号，通过所述射频开关13实现工作模式的转换。所述天线2可根据使用需要选择单极天线、倒F天线、环形天线、单极子+寄生天线或耦合馈点天线，在此不一一赘述。

如图3所示，所述收发机前端开关自动控制电路1连接所述天线2，用于实现收发模式的自动控制。

具体地，所述收发机前端开关自动控制电路1的结构及原理参见实施例一，在此不一一赘述。

如图3所示，所述信号处理电路3分别连接所述收发机前端开关自动控制电路1中信号接收模块11的输出端及信号发送模块12的输入端，用于对发送和接收的信号进行处理。

具体地，所述信号处理电路3包括但不限于调制解调器、分频器、混频器、数字处理器、滤波器、鉴相器等器件，可基于设计需要进行设置。

本发明的收发系统可实现射频接收和发射的自动切换，系统结构简单，逻辑简单，稳定性高，成本低。

综上所述，本发明提供一种收发机前端开关自动控制电路及收发系统，包括：信号接收模块，信号发送模块，射频开关，耦合器及检测模块；所述信号接收模块连接所述射频开关的第一静触点，用于接收从所述射频开关的第一静触点输入的信号；所述耦合器连接于所述信号发送模块的输出端与所述射频开关的第二静触点之间，将所述信号发送模块的输出信号分为第一射频信号及第二射频信号输出，其中所述第一射频信号的功率小于所述第二射频信号的功率；所述检测模块连接所述耦合器的输出端，检测所述第一射频信号并产生相应的开关控制信号；所述射频开关的控制端连接所述检测模块的输出端，基于所述开关控制信号控制所述射频开关的动触点连通所述第一静触点或所述第二静触点。本发明的收发机前端开关自动控制电路及收发系统通过检测待发送的射频信号来控制射频开关的工作状态，实现射频接收和发射的自动切换，无需额外逻辑电路对射频前端器件进行收发控制，电路结构简单，逻辑简单，稳定性高，成本低。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。