專利名稱：收發(fā)切換用大功率射頻開關(guān)模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種射頻開關(guān)模塊，尤其是一種用于同頻雙工系統(tǒng)收發(fā)切 換用大功率射頻開關(guān)模塊。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在鐵路通信中使用的457MHz ~ 459MHz頻段工作方式有兩種頻分雙工和 同頻雙工。當(dāng)系統(tǒng)是頻分雙工時(shí)上行頻段為457MHz ~ 459MHz、下行頻段為 467MHz ~ 469MHz，而同頻雙工時(shí)上下4亍都4吏用457MHz ~ 459MHz,此時(shí)就需要一 個(gè)射頻開關(guān)來切換上、下行信號(hào)，傳統(tǒng)系統(tǒng)中使用射頻繼電器來完成此任務(wù)， 但是射頻繼電器在大功率情況下的切換會(huì)嚴(yán)重縮短射頻繼電器使用壽命，這樣 系統(tǒng)使用壽命將大大縮短，并且系統(tǒng)時(shí)刻存在著繼電器疲勞失效而引起系統(tǒng)癱 瘓的隱患。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型需要解決的技術(shù)問題是提供一種安全可靠，使用壽命長的同頻 雙工系統(tǒng)收發(fā)切換用大功率射頻開關(guān)模塊。
為解決上述問題，本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案是
一種收發(fā)切換用大功率射頻開關(guān)模塊，包括用于增加發(fā)射和接收鏈路隔離 度的射頻電子單刀單擲開關(guān)電路-SWl,用于完成收發(fā)切換的射頻電子單刀雙擲 開關(guān)電路-SW2， DET1、 DET2和控制裝置電路，起隔離作用的環(huán)行器，其中SW1 的一端接DET1的一端，另一端接環(huán)行器，SW2的^^共端接環(huán)行器一端，SW2的 一端接DET2的一端，控制裝置電路分別與DET1、 DET2電路、單刀單擲開關(guān)電 路、單刀雙擲開關(guān)電路連接。
該模塊設(shè)有三個(gè)端口 端口 1為下行功放的輸出-DW. L，接DET1的另 一端， 端口 2為上行低噪放的輸入-UP.L，接SW2的另一端，端口 3為天線端口-ANT，接環(huán)行器的另一端。
該模塊還包括用于設(shè)置控制裝置工作參數(shù)以及上傳信息的RS485通訊電路， 故障檢測電路，該電路與控制裝置電路連接，通過RS485通訊電路與監(jiān)控盤或 計(jì)算機(jī)通信，報(bào)告模塊的工作狀態(tài)，該電路與控制裝置電路連接，大功率負(fù)載， 其一端連接DET2的另一端，另一端接地。
所述單刀單擲開關(guān)電路利用二極管的單向?qū)щ姼綦x特性搭建而成，其輸入 端通過耦合電容C1、 二極管Dl—Dn、電容C2與輸出端相連，該電路控制端VC1 通過電感Ll與二極管Dl正極相連，控制端VC2通過電感L2與二極管Dn的負(fù) 極相連。
所述單刀雙擲開關(guān)電路利用二極管的單向?qū)щ姼綦x特性搭建而成，該開關(guān) 電路公共端即環(huán)行器通過電容C3、入/4傳輸線、二極管Dl、電容C5連接到UP. L， 環(huán)行器還通過電容C3、 A/4傳輸線、電容C4連接到功率檢測電路，控制端口 VC2通過電感Ll連接到二極管Dl的正極，控制端口 VC1通過二極管D3連接到 入/4傳輸線和電容C4的節(jié)點(diǎn)，通過并聯(lián)的電容C1二極管D2接地，并且通過電 容C2連接到二極管Dl負(fù)極。
所述控制裝置電路主要包括SW1、 SW2驅(qū)動(dòng)電路，該SW1、 SW2驅(qū)動(dòng)電路包 括微控制器MCU和三極管Ql、 Q2,場效應(yīng)管Q3、 Q4，其中三極管Ql、 Q2的基 極、場效應(yīng)管Q3、 Q4的控制極接MCU輸出控制線，場效應(yīng)管Q3、 Q4的源極接 分別接電源Vdd2、 Vddl，場效應(yīng)管Q3、 Q4的漏極分別接三極管Q2、 Ql的集電 極，三極管Q2、 Ql的發(fā)射極接地，場效應(yīng)管Q3的漏極與三極管Q2的集電極的 節(jié)點(diǎn)接單刀單擲開關(guān)電路和單刀雙擲開關(guān)電路的控制端口 VC2,場效應(yīng)管Q4的 漏極與三極管Ql的集電極的節(jié)點(diǎn)接單刀單擲開關(guān)電路和單刀雙擲開關(guān)電路的控 制端口 VC1。
采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于本新型利用電子電路代替?zhèn)鹘y(tǒng) 的繼電器電路，在滿足大功率使用的情況下、開關(guān)次數(shù)不受限制，不會(huì)存在切 換多次后產(chǎn)生老化的現(xiàn)象，大大提高了系統(tǒng)的可靠性，延長了使用壽命；集成
5了故障自檢功能、時(shí)延調(diào)整功能、通過RS485查詢狀態(tài)功能，提高了模塊的智 能化和應(yīng)用范圍；本新型的開關(guān)模塊根據(jù)有、無下行信號(hào)來自動(dòng)完成收發(fā)切換， 更靈活的適用于同頻雙工系統(tǒng)和包含同頻雙工的系統(tǒng)。

圖l是本新型的原理結(jié)構(gòu)框圖2為本新型單刀單擲開關(guān)電路原理圖3為本新型單刀雙擲開關(guān)電路原理圖4為SW1、 SW2驅(qū)動(dòng)電^各原理圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)描迷
如圖l所示， 一種收發(fā)切換用大功率射頻開關(guān)模塊，該模塊設(shè)有三個(gè)端口 端口 1為DW. L即下行功放的輸出，端口 2為UP. L即上行低噪放的輸入，端口 3 為ANT即天線接口；該模塊電路部分包括射頻電子單刀單擲開關(guān)電路SW1，射頻 電子單刀雙擲開關(guān)電路SW2，控制裝置電路，環(huán)行器，DET1、 DET2即功率檢測 電路，故障檢測電路，RS485通訊電路，大功率負(fù)載；其中單刀單擲開關(guān)電路 SW1的一端接DET1的一端，另一端接環(huán)行器，環(huán)行器的另一端接天線(ANT), DET1 的另 一端接DW. L端口 ，單刀雙擲開關(guān)電路SW2的公共端接環(huán)行器， 一端接UP. L， 另一端接DET2—端，DET2的另一端接大功率負(fù)載，大功率負(fù)載另一端接地，控 制裝置電路分別與功率檢測電路、故障檢測電路、RS化S通訊電路、單刀單擲開 關(guān)電路SW1、單刀雙擲開關(guān)電路SW2連接。
圖2所示為單刀單擲開關(guān)電路的電路原理圖，該電路利用二極管的單向?qū)?電隔離特性搭建而成，其輸入端(in)依次通過耦合電容C1、 二極管Dl—Dn、 耦合電容C2與輸出端(out)相連，該電路控制端VC1通過電感Ll與二極管Dl 正極相連，控制端VC2通過電感L2與二極管Dn的負(fù)極相連。
圖3所示為單刀雙擲開關(guān)電路的電路原理圖，該電路也是利用二極管的單 向?qū)щ姼綦x特性搭建而成，該開關(guān)電路公共端即環(huán)行器通過耦合電容C3、入/4
6傳輸線、二極管D1、電容C5連接到UP丄，同時(shí)環(huán)行器還通過耦合電容C3、 X /4傳輸線、電容C4連接到功率檢測電路，控制端口 VC2通過電感L1連接到二 極管Dl的正極，控制端口 VC1通過二極管D3連接到入/4傳輸線和電容C4的 節(jié)點(diǎn)，通過并聯(lián)的電容Cl 二極管D2接地，并且通過電容C2連接到二極管Dl 負(fù)極。
圖4所示為射頻電子開關(guān)和射頻電子單刀雙擲開關(guān)的驅(qū)動(dòng)電縛^原理圖，本 新型采用控制裝置電路進(jìn)行檢測和控制，該電路主要包括SW1、 SW2驅(qū)動(dòng)電路， 該SW1、 SW2驅(qū)動(dòng)電路包括微控制器MCU和三極管Q1、 Q2，場效應(yīng)管Q3 、 Q4, 其中三極管Q1、 Q2的基極、場效應(yīng)管Q3、 Q4的控制極接MOJ輸出控制線，場 效應(yīng)管Q3、 Q4的源極接分別接電源Vdd2、 Vddl,場效應(yīng)管Q3、 Q4的漏極分別 接三極管Q2、 Ql的集電極，三極管Q2、 Ql的發(fā)射極接地，場效應(yīng)管Q3的漏極 與三極管Q2的集電極的節(jié)點(diǎn)接單刀單擲開關(guān)電路和單刀雙擲開關(guān)電路的控制端 口 VC2，場效應(yīng)管Q4的漏極與三極管Ql的集電極的節(jié)點(diǎn)接單刀單擲開關(guān)電路和 單刀雙擲開關(guān)電路的控制端口 VC1。
工作原理-.
該新型模塊的控制裝置電路根據(jù)DET1所提供的功率檢測值確定SW1、 SW2 的工作狀態(tài)當(dāng)DET1檢測下行功率滿足發(fā)射切換要求，控制裝置電路控制開關(guān) 斷開接收鏈路、接通發(fā)射鏈路；當(dāng)DET1檢測下行功率不滿足發(fā)射切換要求，控 制裝置電路控制開關(guān)斷開發(fā)射鏈路、接通接收鏈路；同時(shí)還通過故障檢測電路 實(shí)現(xiàn)故障的自我檢測，并通過RS"5通信電路進(jìn)行通訊，報(bào)告工作狀態(tài)，RS485 通訊電路還用來設(shè)置控制裝置電路工作參數(shù)，調(diào)整SW1 、 SW2由接收到發(fā)射或由 發(fā)射到接收切換的時(shí)延，滿足不同系統(tǒng)的使用。模塊中內(nèi)置的大功率負(fù)載可以 承受反饋的功率，不用外接負(fù)載，方便安裝使用。
該模塊在剛上電或無下行信號(hào)(DW.L端口無輸入功率)的時(shí)候，功率檢測 電路DET1的檢測電壓低于要求的功率值，模塊處于接收狀態(tài)，此時(shí)，控制裝置 電路的yC2為高電平，VC1為低電平，即ANT到UP.L鏈路導(dǎo)通，DW.L到ANT鏈路斷開，此時(shí)DW.L到ANT鏈路射頻電子單刀單擲開關(guān)電路開關(guān)斷開，ANT到UP. L 鏈路的射頻單刀雙擲開關(guān)導(dǎo)通為ANT到UP. L。
當(dāng)有下行突發(fā)信號(hào)而且功率的強(qiáng)度滿足發(fā)射切換要求的功率時(shí)，控制裝置 電路控制射頻電子單刀雙擲開關(guān)斷開接收，模塊處于發(fā)射導(dǎo)通狀態(tài)，此時(shí)，控 制裝置電路控制VC2由高電平變?yōu)榈碗娖剑琕Cl由低電平變?yōu)楦唠娖?，此時(shí)，ANT 到UP. L鏈路斷開，DW. L到ANT鏈路導(dǎo)通，即DW. L到ANT鏈路射頻電子單刀單 擲開關(guān)電路開關(guān)導(dǎo)通，ANT到負(fù)載導(dǎo)通，完成了一次從收到發(fā)的切換。
權(quán)利要求1、一種收發(fā)切換用大功率射頻開關(guān)模塊，包括用于增加發(fā)射和接收鏈路隔離度的射頻電子單刀單擲開關(guān)電路-SW1，用于完成收發(fā)切換的射頻電子單刀雙擲開關(guān)電路-SW2，功率檢測DET1和控制裝置電路，起隔離作用的環(huán)行器，其中SW1的一端接DET1的一端，另一端接環(huán)行器，SW2的公共端接環(huán)行器一端，控制裝置電路分別與DET1電路、單刀單擲開關(guān)電路、單刀雙擲開關(guān)電路連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的收發(fā)切換用大功率射頻開關(guān)模塊，其特征在于該 模塊設(shè)有三個(gè)端口端口 1為下行功放的輸出-DW. L，接DET1的另一端，端口 2為上行低噪放的輸入-UP. L，接SW2的另一端，端口 3為天線端口-ANT，接 環(huán)行器的另一端。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的收發(fā)切換用大功率射頻開關(guān)模塊，其特征在 于還包括用于設(shè)置控制裝置工作參數(shù)以及上傳信息的RS485通訊電路，該電路 與控制裝置電路連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的收發(fā)切換用大功率射頻開關(guān)模塊，其特征在于還 包括故障檢測電路，該電路與控制裝置電路連接，通過RS485通訊電路與監(jiān)控 盤或計(jì)算機(jī)通信，報(bào)告模塊的工作狀態(tài)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的收發(fā)切換用大功率射頻開關(guān)模塊，其特征在于還 包括大功率負(fù)載和DET2，其連接為DET2的一端連接SW2，另一端連接大功率負(fù) 載，大功率負(fù)載的另一端接地。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的收發(fā)切換用大功率射頻開關(guān)模塊，其特征在于所 述單刀單擲開關(guān)電路利用二極管的單向?qū)щ姼綦x特性搭建而成，其輸入端通過耦合電容C1、 二極管D1—Dn、電容C2與輸出端相連，該電路控制端VC1通過電感Ll與二極管Dl正極相連，控制端VC2通過電感L2與二極管Dn的負(fù)極相連。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的收發(fā)切換用大功率射頻開關(guān)模塊，其特征在于所述單刀雙擲開關(guān)電路利用二極管的單向?qū)щ姼綦x特性搭建而成，該開關(guān)電路公共端即環(huán)行器通過電容C3、入/4傳輸線、二極管D1、電容C5連接到UP.L，環(huán) 行器還通過電容C3、入/4傳輸線、電容C4連接到功率檢測電路，控制端口 VC2 通過電感Ll連接到二極管Dl的正極，控制端口 VC1通過二極管D3連接到入/4 傳輸線和電容C4的節(jié)點(diǎn)，通過并聯(lián)的電容C1 二極管D2接地，并且通過電容C2 連接到二極管Dl負(fù)極。
8、根據(jù)權(quán)利要求l所述的收發(fā)切換用大功率射頻開關(guān)模塊，其特征在于所 述控制裝置電路主要包括SW1、 SW2驅(qū)動(dòng)電路，該SW1、 SW2驅(qū)動(dòng)電路包括微控 制器MCU和三極管Q1、 Q2，場效應(yīng)管Q3、 Q4,其中三極管Ql、 Q2的基極、場 效應(yīng)管Q3、 Q4的控制極接MCU輸出控制線，場效應(yīng)管Q3、 Q4的源極接分別接 電源Vdd2、 Vddl，場效應(yīng)管Q3、 Q4的漏極分別接三極管Q2、 Ql的集電極，三 極管Q2、 Ql的發(fā)射極接地，場效應(yīng)管Q3的漏極與三極管Q2的集電極的節(jié)點(diǎn)接 單刀單擲開關(guān)電路和單刀雙擲開關(guān)電路的控制端口 VC2，場效應(yīng)管Q4的漏極與 三極管Ql的集電極的節(jié)點(diǎn)接單刀單擲開關(guān)電路和單刀雙擲開關(guān)電路的控制端口 VC1。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種收發(fā)切換用大功率射頻開關(guān)模塊，包括用于增加發(fā)射和接收鏈路隔離度的射頻電子單刀單擲開關(guān)電路-SW1，用于完成收發(fā)切換的射頻電子單刀雙擲開關(guān)電路SW2，DET1、DET2和MCU電路，起隔離作用的環(huán)行器，其中SW1的一端接DET1的一端，另一端接環(huán)行器，SW2的公共端接環(huán)行器一端，SW2的一端接DET2的一端，MCU電路分別與DET1、DET2電路、單刀單擲開關(guān)電路、單刀雙擲開關(guān)電路連接。本新型利用電子電路代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼電器電路，在滿足大功率使用的情況下、開關(guān)次數(shù)不受限制，不會(huì)存在切換多次后產(chǎn)生老化的現(xiàn)象，大大提高了系統(tǒng)的可靠性，延長了使用壽命。
文檔編號(hào)H04B7/00GK201294517SQ20082010647
公開日2009年8月19日 申請(qǐng)日期2008年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月10日
發(fā)明者徐兆東 申請(qǐng)人:徐兆東