一種高頻無線接收器天線匹配電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及高頻電子電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域，具體涉及UHF頻段、5.SG頻段等無線接收器的天線匹配電路的穩(wěn)定性、抗干擾性設(shè)計(jì)，具體是一種高頻無線接收器天線匹配電路。
【背景技術(shù)】
[0002]無線數(shù)據(jù)信號(hào)的發(fā)射和接收都是通過天線的輻射和感應(yīng)來完成，所以好的無線產(chǎn)品要充分發(fā)揮和利用好天線的作用。一方面要增強(qiáng)天線的發(fā)射和接收增益，獲得良好的數(shù)據(jù)通信效果，另一方面要避免其他無用信號(hào)或大信號(hào)通過天線感應(yīng)，對(duì)接收器的產(chǎn)生干擾甚至造成電路器件的損壞。阻抗匹配是無線電技術(shù)中常見的一種工作狀態(tài)，它反映了輸人電路與輸出電路之間的功率傳輸關(guān)系。當(dāng)電路實(shí)現(xiàn)阻抗匹配時(shí)，將獲得最大的功率傳輸。反之，當(dāng)電路阻抗失配時(shí)，不但得不到最大的功率傳輸，還可能對(duì)電路產(chǎn)生損害。無線收發(fā)器的輸出阻抗與饋線的阻抗、饋線與天線的阻抗應(yīng)達(dá)到一致。如果阻抗值不一致，收發(fā)器輸出的高頻能量將不能全部由天線發(fā)射出去。這部分沒有發(fā)射出去的能量會(huì)反射回來，產(chǎn)生駐波，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起饋線的絕緣層及收發(fā)器末級(jí)功放管的損壞。為了使信號(hào)和能量有效地傳輸，必須使電路工作在阻抗匹配狀態(tài)，即信號(hào)源或功率源的內(nèi)阻等于電路的輸人阻抗，電路的輸出阻抗等于負(fù)載的阻抗。天線增益是用來衡量天線朝一個(gè)特定方向收發(fā)信號(hào)的能力，它是選擇天線最重要的參數(shù)之一。增益是指在輸入功率相等的條件下，實(shí)際天線與理想的輻射單元在空間同一點(diǎn)處所產(chǎn)生的信號(hào)的功率密度之比。它定量地描述一個(gè)天線把輸入功率集中輻射的程度。增益顯然與天線方向圖有密切的關(guān)系，方向圖主瓣越窄，副瓣越小，增益越高，所以說天線在實(shí)際使用中是有方向性的。增益好的天線同樣易會(huì)受到其他無關(guān)信號(hào)的干擾，這需要天線的匹配電路和其他輔助濾波電路在設(shè)計(jì)上考慮帶通的問題。同時(shí)，一些大的信號(hào)或靜電會(huì)通過天線對(duì)無線產(chǎn)品造成沖擊，可能直接損壞接收電路，也需要在天線匹配電路里考慮這些因素。目前在無線產(chǎn)品中天線匹配電路設(shè)計(jì)一般用專用的濾波器件和L型、31型或T型網(wǎng)絡(luò)結(jié)合實(shí)現(xiàn)天線的匹配和無用信號(hào)的剔除，在保護(hù)方面使用ESD專用器件、高頻抗浪涌專用器件來保護(hù)電路受沖擊。
[0003]民用無線接收器產(chǎn)品一般都是用普通的全向天線，它制作簡(jiǎn)單、尺寸小、成本低，適合大批量使用。從下天線波瓣圖(參見圖1)中可看出，全向天線的一般在水平方向輻射較好，在垂直方向較差，這對(duì)于無線接收器意味著在某些方向上信號(hào)接收靈敏度高，在其他方向上接收靈敏度較弱。而對(duì)應(yīng)像飛行器這樣的不停移動(dòng)和變換姿態(tài)的無線接收器來說，忽強(qiáng)忽弱的信號(hào)接收強(qiáng)度會(huì)直接影響接收器最大穩(wěn)定接收距離。民用無線接收器產(chǎn)品從成本和體積上考慮不適合用天線自動(dòng)追蹤技術(shù)，天線的阻抗匹配可以用LC或31型電路等實(shí)現(xiàn)，ESD和抗沖擊器件也能對(duì)天線的接收電路起到保護(hù)作用，但這幾個(gè)加在一起，增加PCB的面積和成本，同時(shí)對(duì)阻抗匹配造成影響。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種高頻無線接收器天線匹配電路，該電路用較少的分立器件實(shí)現(xiàn)多天線接收切換、阻抗匹配濾波、防大信號(hào)沖擊和抗靜電損壞等功能，既克服天線的方向性問題，有效提高天線接收穩(wěn)定性和抗多種干擾沖擊能力，也沒有增加太多Pcb尺寸和器件成本。
[0005]為了解決上述的技術(shù)問題，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的基本技術(shù)方案為:一種高頻無線接收器天線匹配電路，其特征在于，包括一個(gè)信號(hào)處理芯片U5，兩個(gè)電阻R7、R8，三個(gè)電感L5、L6、L7，四個(gè)電容C4、C5、C12、C14，兩個(gè)PIN 二級(jí)管Dl、D2，一個(gè)單端非平衡端口 RF，兩個(gè)天線接口 ANT1、ANT2 ;所述信號(hào)處理芯片U5含有6個(gè)接口，分別為兩個(gè)電壓接口 V1、V2，一個(gè)RFC接口，兩個(gè)射頻接口 RF1、RF2，一個(gè)地線接口 GND ;所述兩個(gè)電阻R7、R8的一端分別連接供電電壓的兩端，另一端分別連接信號(hào)處理芯片U5上的兩個(gè)電壓接口 V1、V2 ;所述單端非平衡端口 RF連接一個(gè)電感L5，所述電感L5與信號(hào)處理芯片U5上的RFC接口連接，并且，兩個(gè)電容C4、C5分別連接在電感L5的兩端，電容C4、C5的另一端均接地；另兩個(gè)電容C12、C14分別連接在射頻接口 RFl與天線接口 ANTl之間、射頻接口 RF2與天線接口 ANT2之間，并且，在射頻接口 RFl與電容C12之間、射頻接口 RF2與電容C14之間分別接入PIN 二極管D1、D2的一端，在電容C12與天線接口 ANTl之間、電容C14與天線接口 ANT2之間分別接入電感L6、L7的一端，兩個(gè)PIN 二極管D1、D2和兩個(gè)電感L6、L7的另一端均接地。所述兩個(gè)天線接口 ANT1、ANT2分別安裝有一根接收天線，兩根接收天線相對(duì)成90°。
[0006]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0007]1、有效地克服了天線方向性問題對(duì)無線接收器尤其是不斷移動(dòng)變化的無線接收器的影響，大幅度提高穩(wěn)定接收距離。
[0008]2、有效地防護(hù)天線端串入的各種直流、交流信號(hào)的干擾和沖擊，提升了接收器的抗干擾能力和器件保護(hù)能力，增強(qiáng)了產(chǎn)品的穩(wěn)定性和使用壽命。
【附圖說明】
[0009]圖1為普通全向天線垂直輻射范圍示意圖。
[0010]圖2為普通全向天線水平輻射范圍示意圖
[0011]圖3本實(shí)用新型高頻無線接收器天線匹配電路一種實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]以下將結(jié)合附圖1至附圖3對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說明，但不應(yīng)以此來限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0013]為了方便說明并且理解本實(shí)用新型的技術(shù)方案，以下說明所使用的方位詞均以附圖所展示的方位為準(zhǔn)。
[0014]本實(shí)用新型高頻無線接收器天線匹配電路(參見圖3)，包括一個(gè)信號(hào)處理芯片U5，兩個(gè)電阻R7、R8，三個(gè)電感L5、L6、L7，四個(gè)電容C4、C5、C12、C14，兩個(gè)PIN 二級(jí)管D1、D2，一個(gè)單端非平衡端口 RF，兩個(gè)天線接口 ANTl、ANT2 ;所述信號(hào)處理芯片U5含有6個(gè)接口，分別為兩個(gè)電壓接口 V1、V2，一個(gè)RFC接口，兩個(gè)射頻接口 RF1、RF2，一個(gè)地線接口 GND ；所述兩個(gè)電阻R7、R8的一端分別連接供電電壓的兩端，另一端分別連接信號(hào)處理芯片U5上的兩個(gè)電壓接口 V1、V2 ;所述單端非平衡端口 RF連接一個(gè)電感L5，所述電感L5與信號(hào)處理芯片U5上的RFC接口連接，并且，兩個(gè)電容C4、C5分別連接在電感L5的兩端，電容C4、C5的另一端均接地；另兩個(gè)電容C12、C14分別連接在射頻接口 RFl與天線接口 ANTl之間、射頻接口 RF2與天線接口 ANT2之間，并且，在射頻接口 RFl與電容C12之間、射頻接口 RF2與電容C14之間分別接入PIN 二極管Dl、D2的一端，在電容C12與天線接口 ANTl之間、電容C14與天線接口 ANT2之間分別接入電感L6、L7的一端，兩個(gè)PIN 二極管D1、D2和兩個(gè)電感L6、L7的另一端均接地。所述兩個(gè)天線接口 ANT1、ANT2分別安裝有一根接收天線，兩根接收天線相對(duì)成90°。
[0015]本實(shí)用新型高頻無線接收器天線匹配電路為基本的50 Ω匹配電路上加載防靜電和抗大信號(hào)沖擊的功能，采用π型網(wǎng)絡(luò)電路的原理，用分離器件實(shí)現(xiàn)。圖3中，C4、C5、L5構(gòu)成π型阻抗匹配和濾波電路主體，配合L6、L7防ESD等直流沖擊，配合D1、D2PIN 二級(jí)管放大的模擬信號(hào)沖擊，整體保持50歐匹配阻抗不變。經(jīng)過仿真和計(jì)算得出的適當(dāng)電感接地防護(hù)靜電等直流干擾，再使用PIN 二極管對(duì)從天線端串入的強(qiáng)模擬信號(hào)進(jìn)行削波處理來保護(hù)接收端的放大電路。這些都是用分立元件實(shí)現(xiàn)，綜合考慮并統(tǒng)一進(jìn)行整體仿真和計(jì)算，并多次實(shí)踐校正最終完成。
[0016]具體使用時(shí)，結(jié)合軟件判別算法，根據(jù)每根天線的接收信號(hào)強(qiáng)度來自動(dòng)切換接收天線，有效地提供了穩(wěn)定接收距離。目前航模、無人機(jī)上有越來越多的無線設(shè)備和機(jī)載電子設(shè)備，如1.5G的GPS、無線視頻，2.4G的WIFI圖傳、5.8G的無線視頻等，有些功率很大，各種強(qiáng)直流和交流信號(hào)的沖擊對(duì)接收器的使用造成威脅，本實(shí)用新型的綜合性天線匹配和保護(hù)電路可以有效地降低這些沖擊。這個(gè)電路設(shè)計(jì)成本低、器件少，相應(yīng)的尺寸小，是實(shí)現(xiàn)天線匹配保護(hù)電路多功能小型化的重要改進(jìn)，并且，自適應(yīng)雙天線接收的設(shè)計(jì)，有效解決天線的方向性問題。
[0017]根據(jù)上述說明書的揭示和教導(dǎo)，本實(shí)用新型所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以對(duì)上述實(shí)施方式進(jìn)行變更和修改。因此，本實(shí)用新型并不局限于上面揭示和描述的【具體實(shí)施方式】，對(duì)本實(shí)用新型的一些修改和變更也應(yīng)當(dāng)落入本實(shí)用新型的權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術(shù)語，但這些術(shù)語只是為了方便說明，并不對(duì)本實(shí)用新型構(gòu)成任何限制。
[0018]本實(shí)用新型未述及之處適用于現(xiàn)有技術(shù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高頻無線接收器天線匹配電路，其特征在于，包括一個(gè)信號(hào)處理芯片U5，兩個(gè)電阻R7、R8，三個(gè)電感L5、L6、L7，四個(gè)電容C4、C5、C12、C14，兩個(gè)PIN 二級(jí)管D1、D2，一個(gè)單端非平衡端口 RF，兩個(gè)天線接口 ANT1、ANT2 ;所述信號(hào)處理芯片U5含有6個(gè)接口，分別為兩個(gè)電壓接口 V1、V2，一個(gè)RFC接口，兩個(gè)射頻接口 RF1、RF2，一個(gè)地線接口 GND ;所述兩個(gè)電阻R7、R8的一端分別連接供電電壓的兩端，另一端分別連接信號(hào)處理芯片U5上的兩個(gè)電壓接口 V1、V2 ;所述單端非平衡端口 RF連接一個(gè)電感L5，所述電感L5與信號(hào)處理芯片U5上的RFC接口連接，并且，兩個(gè)電容C4、C5分別連接在電感L5的兩端，電容C4、C5的另一端均接地；另兩個(gè)電容C12、C14分別連接在射頻接口 RFl與天線接口 ANTl之間、射頻接口 RF2與天線接口 ANT2之間，并且，在射頻接口 RFl與電容C12之間、射頻接口 RF2與電容C14之間分別接入PIN 二極管Dl、D2的一端，在電容C12與天線接口 ANTl之間、電容C14與天線接口 ANT2之間分別接入電感L6、L7的一端，兩個(gè)PIN 二極管Dl、D2和兩個(gè)電感L6、L7的另一端均接地。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻無線接收器天線匹配電路，其特征在于，所述兩個(gè)天線接口 ANT1、ANT2分別安裝有一根接收天線，兩根接收天線相對(duì)成90°。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種高頻無線接收器天線匹配電路，其特征在于，包括一個(gè)信號(hào)處理芯片U5，兩個(gè)電阻R7、R8，三個(gè)電感L5、L6、L7，四個(gè)電容C4、C5、C12、C14，兩個(gè)PIN二級(jí)管D1、D2，一個(gè)單端非平衡端口RF，兩個(gè)天線接口ANT1、ANT2。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)成本低、器件少，相應(yīng)的尺寸小，是實(shí)現(xiàn)天線匹配保護(hù)電路多功能小型化的重要改進(jìn)，并且，自適應(yīng)雙天線接收的設(shè)計(jì)，有效解決天線的方向性問題。
【IPC分類】H04B1/18, H04B1/16
【公開號(hào)】CN204681364
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520284636
【發(fā)明人】程?hào)|風(fēng), 李建平
【申請(qǐng)人】深圳市易達(dá)訊科技有限公司
【公開日】2015年9月30日
【申請(qǐng)日】2015年5月5日