小型化北斗短报文终端射频电路

技术领域

本发明涉及信号处理技术领域，尤其涉及一种小型化北斗短报文终端射频电路。

背景技术

小型化北斗短报文终端，要求接收天线多频点兼容设计，但在实际上实现比较困难，达不到最好的天线指标。为了降低天线的设计难度，优化天线指标，一般B1C、B1A为一副天线，B2b单独一副，B3I、B3A为第三幅天线，S为第四幅的四天线接收实现方案。

小型化北斗短报文终端产品有四个接收天线和一个发射天线。由于天线的小型化要求，天线增益不能更高，按照天线增益≥3dBi(θ＝0°)进行链路预算，射频增益需要≥30dB。

射频链路的性能，直接影响短报文接收终端的整体性能。因此，迫切需要一种可以有效解决接收机与天线间的供电和信号传输问题的方案。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种小型化北斗短报文终端射频电路，通过一根射频电缆实现所有接收频点和发射频点的信号传输与馈电等。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案是：

本发明提供一种小型化北斗短报文终端射频电路，包括：

四路接收天线射频电路，均由三级滤波器和三级放大器组成，且每级滤波器的输出与对应级的放大器的输入连接，所述四路接收天线射频电路的输出均连接至Rx接口；以及

发射天线射频电路，依次由第一级滤波器、三级放大器和第二级滤波器连接而成；

所述四路接收天线射频电路和所述发射天线射频电路设置于同一根射频电缆上。

根据本发明的一个方面，所述四路接收天线射频电路的第一级滤波器均采用低插损滤波器，所述四路接收天线射频电路的第二级滤波器和第三级滤波器均采用高带外抑制滤波器。

根据本发明的一个方面，所述四路接收天线射频电路均还包括：限幅二极管，所述限幅二极管的正极连接于所述四路接收天线射频电路的第一级滤波器的输出和所述四路接收天线射频电路的第一级放大器的输入之间，所述限幅二极管的负极接地。

根据本发明的一个方面，所述四路接收天线射频电路的三级放大器均采用低噪声放大器。

根据本发明的一个方面，所述发射天线射频电路的三级放大器包括：第一级放大器、推动放大器和功率放大器，

所述发射天线射频电路的第一级放大器的输入与所述发射天线射频电路的第一级滤波器的输出连接，所述发射天线射频电路的第一级放大器的输出与所述推动放大器的输入连接；

所述推动放大器的输出与所述功率放大器的输入连接；

所述功率放大器的输出与所述发射天线射频电路的第二级滤波器的输入连接；

所述发射天线射频电路的第二级滤波器的输出与发射天线连接；

所述发射天线射频电路的第一级放大器的输入连接至Tx接口。

根据本发明的一个方面，所述Tx接口为所述发射天线射频电路的输入，所述Tx接口的TTL电平控制所述发射天线射频电路的三级放大器的开启和关闭。

根据本发明的一个方面，所述四路接收天线射频电路包括：B1C、B1A天线接收射频电路；B2b天线接收射频电路；B3I、B3A天线接收射频电路；和S天线接收射频电路；

所述发射天线射频电路为L天线射频电路。

根据本发明的一个方面，所述B1C、B1A天线接收射频电路的第一级滤波器的输入连接B1C、B1A天线；

所述B2b天线接收射频电路的第一级滤波器的输入连接B2b天线；

所述B3I、B3A天线接收射频电路的第一级滤波器的输入连接B3I、B3A天线；

所述S天线接收射频电路的第一级滤波器的输入连接S天线。

根据本发明的一个方面，所述B1C、B1A天线接收射频电路的第一级滤波器为腔体滤波器，所述B2b天线接收射频电路、所述B3I、B3A天线接收射频电路和所述S天线接收射频电路的第一级滤波器均为介质滤波器。

根据本发明的一个方面，所述L天线射频电路的第二级滤波器为腔体滤波器。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

根据本发明的方案，通过在一根射频电缆上设置四路接收天线射频电路和发射天线射频电路，且四路接收天线射频电路的输出均连接到一个接口，实现所有接收频点和发射频点的信号传输与馈电等。在小型化北斗短报文终端的接收机和射频电路之间以“一线通”的方式进行连接，解决了接收机和天线间的供电和信号传输问题。同时还可以解决四个接收天线的射频信号的滤波、放大和合路的难题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示意性表示本发明实施例提供的一种小型化北斗短报文终端射频电路的具体结构及其原理框图。

具体实施方式

此说明书实施方式的描述应与相应的附图相结合，附图应作为完整的说明书的一部分。在附图中，实施例的形状或是厚度可扩大，并以简化或是方便标示。再者，附图中各结构的部分将以分别描述进行说明，值得注意的是，图中未示出或未通过文字进行说明的元件，为所属技术领域中的普通技术人员所知的形式。

此处实施例的描述，有关方向和方位的任何参考，均仅是为了便于描述，而不能理解为对本发明保护范围的任何限制。以下对于优选实施方式的说明会涉及到特征的组合，这些特征可能独立存在或者组合存在，本发明并不特别地限定于优选的实施方式。本发明的范围由权利要求书所界定。

如图1所示，根据本发明的构思，为了提高小型化北斗短报文终端的天线增益，本发明实施例公开一种小型化北斗短报文终端射频电路。该电路主要包括四路接收天线射频电路和发射天线射频电路。其中，四路接收天线射频电路均由三级滤波器和三级放大器组成，且每级滤波器的输出与对应级的放大器的输入连接，四路接收天线射频电路的输出均连接至Rx接口。发射天线射频电路，依次由第一级滤波器、三级放大器和第二级滤波器连接而成。四路接收天线射频电路和发射天线射频电路设置于同一根射频电缆上。示例性的，该射频电缆为SMA射频电缆。

为了满足≥30dB的射频电路增益，四路接收天线射频电路均采用三级放大、三级滤波的方案。一些实施例中，四路接收天线射频电路的第一级滤波器均采用低插损滤波器，四路接收天线射频电路的第二级滤波器和第三级滤波器均采用高带外抑制滤波器，以此满足整机噪声系数和抗2G、3G、4G和5G干扰的功能需求。

一些实施例中，四路接收天线射频电路均还包括：限幅二极管。限幅二极管的正极连接于四路接收天线射频电路的第一级滤波器的输出和四路接收天线射频电路的第一级放大器的输入之间，该限幅二极管的负极接地。如此可使得本实施例的射频电路具有抗大功率烧毁的功能，也就是说，即使第一级放大器的输入端灌入10W带内干扰信号，放大器也不会损坏，并且在干扰信号消失后能不受影响地正常工作。

一些实施例中，四路接收天线射频电路的三级放大器均采用低噪声放大器。示例性的，若四路接收天线射频电路的三级放大器的单个放大器的工作电流为20mA左右，因此，5V供电时，接收电流大约为250mA。

一些实施例中，发射天线射频电路的三级放大器包括：第一级放大器、推动放大器和功率放大器。其中，发射天线射频电路的第一级放大器的输入与发射天线射频电路的第一级滤波器的输出连接，发射天线射频电路的第一级放大器的输出与推动放大器的输入连接。推动放大器的输出与功率放大器的输入连接。功率放大器的输出与发射天线射频电路的第二级滤波器的输入连接。发射天线射频电路的第二级滤波器的输出与发射天线连接。发射天线射频电路的第一级放大器的输入连接至Tx接口。因此，本实施例的Tx接口为发射天线射频电路的输入。

本实施例的发射天线射频电路采用三级放大的方案，可使得发射链路的增益达到40dB左右。

示例性的，发射天线发射信号时+28V供电，电流小于1.8A。利用发射天线射频电路的输入，即Tx接口的TTL电平控制发射天线射频电路的三级放大器的开启和关闭。

本实施例的四路接收天线射频电路包括：B1C、B1A天线接收射频电路；B2b天线接收射频电路；B3I、B3A天线接收射频电路；和S天线接收射频电路。发射天线射频电路为L天线射频电路。

如图1所示，所述B1C、B1A天线接收射频电路的第一级滤波器的输入连接B1C、B1A天线。所述B2b天线接收射频电路的第一级滤波器的输入连接B2b天线。所述B3I、B3A天线接收射频电路的第一级滤波器的输入连接B3I、B3A天线。所述S天线接收射频电路的第一级滤波器的输入连接S天线。

优选地，所述B1C、B1A天线接收射频电路的第一级滤波器为腔体滤波器，所述B2b天线接收射频电路、所述B3I、B3A天线接收射频电路和所述S天线接收射频电路的第一级滤波器均为介质滤波器。由于所述B1C、B1A天线的工作带宽为1559-1592MHz，所述L天线的发射带宽为1610-1626MHz，这两者的带宽只有18MHz的频率间隔，所以，所述B1C、B1A天线接收射频电路的第一级滤波器采用腔体滤波器，可以有效地满足抑制要求。但若所述B1C、B1A天线接收射频电路的第一级滤波器采用介质滤波器，则无法抑制。

所述L天线射频电路的第二级滤波器为腔体滤波器，可以使得在天线发射信号时也不会影响信号的接收。

本实施例的小型化北斗短报文终端射频电路可以解决四个接收天线的射频信号的滤波、放大和合路的难题，并通过同一根电缆的设计，实现短报文接收机和射频电路之间采用“一线通”的方式进行连接。连接的一根电缆上承载了所有接收频点的信号、发射频点的信号和馈电等。

以下对本实施例的小型化北斗短报文终端射频电路的级联参数进行设计。

(1)B1C、B1A天线接收射频电路中三级放大器的级联参数如下：

根据以上级联计算可知，B1C、B1A天线接收射频电路的增益为30dB时，噪声系数为2.04dB，三级放大器的级联输出P1dB为7.6dBm，该路的电流为60mA左右(+5V)，噪声系数常温下为2.04dB，高温下会达到2.35dB左右，噪声系数高的原因为在规定的尺寸空间内，腔体滤波器的插损为1.3dB，再加上限幅器，所以第一级放大器前的插损为1.5dB，导致该路噪声偏大。

(2)B2b天线接收射频电路中三级放大器的级联参数如下：

根据以上级联计算可知，B2b天线接收射频电路的增益为30dB时，噪声系数常温下为1.44dB，三级放大器的级联输出P1dB为5.44dBm，该路电流为60mA左右(+5V)。

(3)B3I、B3A天线接收射频电路中三级放大器的级联参数如下：

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根据以上级联计算可知，B3I、B3A天线接收射频电路的增益为30dB时，噪声系数常温下为1.54dB，三级放大器的级联输出P1dB为5.50dBm，该路电流为60mA左右(+5V)。

(4)S天线接收射频电路中三级放大器的级联参数如下：

根据以上级联计算可知，S天线接收射频电路的增益为30dB时，噪声系数为1.81dB，三级放大器的级联输出P1dB为10.08dBm，该路电流为60mA左右(+5V)。

(5)L天线接收射频电路中三级放大器的级联参数如下：

根据以上级联计算可知，L天线接收射频电路的增益为40dB时，与腔体滤波器输入连接的三级放大器的级联输出功率为40dBm，总电流小于1.8A。各项指标都有余量，均可以满足高低温要求。

对于本发明的方法所涉及的上述各个步骤的序号并不意味着方法执行顺序的先后，各步骤的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明的实施方式的实施过程构成任何限定。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。