一种射频通道隔离电路的制作方法

本发明涉及电子技术领域，特别是涉及一种射频通道隔离电路。

背景技术：

目前，在相控阵天线的波束控制系统中，通常是采用射频芯片的漏级电压控制栅极电压来打开或关闭其接收/发送功能。但是，由于现有技术中的射频芯片设计通性，在实际操作过程中即使关闭了射频芯片的栅极电压，仍然会有极少量的电流信号从漏级进入射频芯片，从而导致该栅极对应的信号传输通道没有完全关闭。而根据射频芯片的工作模式，信号接收通道和信号发射通道通常为分时工作，如果其中一个通道没有完全关闭，信号将耦合到另一个通道内，从而导致通道隔离度降低，影响射频性能，甚至引起射频电路自激和烧毁。

可见，现有技术中存在着在信号收发系统中，射频信号通道间无法实现完全隔离而导致信号耦合到另一传输通道，造成射频性能降低甚至造成射频系统故障的技术问题。

技术实现要素：

本申请提供一种射频通道隔离电路，用以解决现有技术中存在着在信号收发系统中，射频信号通道间无法实现完全隔离而导致信号耦合到另一传输通道，造成射频性能降低甚至造成射频系统故障的技术问题。

本申请一方面提供了一种射频通道隔离电路，应用于相控阵天线系统，包括：

处理器，用以生成并输出操控信号；

射频收发器，用以接收射频接收信号和发射射频发送信号；

第一信号传输通路，设置在所述处理器和所述射频收发器的连接通路之间，且与所述射频收发器的第一输入端连接，用以接收所述操控信号并处理生成所述射频发送信号，其中包括：第一同相通路、第一反相通路、第一同相场效应管和第一反相场效应管，所述第一同相通路用以将所述操控信号处理为第一同相信号，并将所述第一同相信号输入所述第一同相场效应管；所述第一反相通路用以将所述操控信号处理为第一反相信号，并将所述第一反相信号输入所述第一反相场效应管，其中，所述第一同相信号和所述第一反相信号的相位相反，所述第一同相场效应管基于所述第一同相信号的开闭状态与所述第一反相场效应管基于所述第一反相信号的开闭状态相反；

第二信号传输通路，与所述第一信号传输通路并联设置在所述处理器和所述射频收发器的连接通路之间，且与所述射频收发器上与所述第一输入端不同的第二输入端连接，用以接收所述射频接收信号并处理生成输出至所述处理器的外部信号，其中包括：第二同相通路、第二反相通路、第二同相场效应管、以及第二反相场效应管；所述第二同相场效应管和所述第二反相场效应管基于所述射频接收信号的相位的开闭状态相反；在所述第二同相场效应管为开启时，所述第二同相通路接收经所述第二同相场效应管输入的所述射频接收信号，并将所述射频接收信号处理为与所述射频接收信号同相的所述外部信号；在所述第二反相场效应管为开启时，所述第二反相通路接收经所述第二反相场效应管输入的所述射频接收信号，并将所述射频接收信号处理为与所述射频接收信号反相的所述外部信号。

可选地，所述第一同相通路和所述第二同相通路包括同相器；

所述第一反相通路和所述第二反相通路包括反相器。

可选地，所述第一同相场效应管和所述第二同相场效应管为相同的场效应管；和/或所述第一反相场效应管、和所述第二反相场效应管为相同的场效应管。

可选地，所述场效应管为绝缘栅场效应管或结型场效应管。

可选地，所述射频收发器具体为射频soc芯片，所述射频soc芯片的信号发射通道为所述第一输入端，所述射频soc芯片的信号接收通道为所述第二输入端。

可选地，如权利要求5所述的射频通道隔离电路，其特征在于，所述第一同相场效应管的源极与第一电源连接，所述第一同相场效应管的栅极与所述第一同相通路的输出端连接，所述第一同相场效应管的漏极、与所述第一反相场效应管的源极、与所述射频soc芯片的信号发射通道的第一漏压连接，且所述第一反相场效应管的栅极和漏极接地；所述第二同相场效应管的源极与第二电源连接，所述第二同相场效应管的栅极与所述第二反相通路的输出端连接，所述第二同相场效应管的漏极、与所述第二反相场效应管的源极、与所述射频soc芯片的信号接收通道的第二漏压连接，且所述第二反相场效应管的栅极和漏极接地。

可选地，所述处理器与所述射频soc芯片的信号发射通道的第一栅压连接，并且所述处理器与所述射频soc芯片的信号接收通道的第二栅压连接；

所述处理器，用以向所述第一栅压发出第一控制信号以控制所述信号发射通道的开闭状态，向所述第二栅压发出第二控制信号以控制所述信号接收通道的开闭状态，以使所述信号发射通道与所述信号接收通道中的一个通道处于开启状态时，另一通道处于关闭状态。8、如权利要求7所述的射频通道隔离电路，其特征在于，所述处理器与所述第一栅压以及所述第二栅压之间的连接通路上还设置有数模转换器，所述数模转换器用以接收所述处理器发出的操作信号，并基于所述操作信号向所述第一栅压发出所述第一控制信号，和/或向所述第二栅压发出所述第二控制信号。

可选地，所述第一同相通路、和所述第一反相通路、和所述第二同相通路、和所述第二反相通路包括放大器，用以将所述放大器所在通路中的信号放大。

可选地，所述处理器具体为fpga芯片。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本申请实施例中的技术方案可以通过设置两个传输通路，并在两个传输通路上分别设置基于不同的信号其开闭状态相反的两个场效应管，通过处理器发出控制信号控制整个信号收发系统的收发工作周期、占空比、死区时间，从而能够实现信号接收通道和信号发射通道之间非常高的隔离度，并且还可实现射频收发功能的快速切换和灵活管控功能，因此具有提高整个天线系统的射频性能，降低系统故障率和扩大适应性的技术效果。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种射频通道隔离电路的结构图。

具体实施方式

本申请提供一种射频通道隔离电路，用以解决现有技术中存在着在信号收发系统中，射频信号通道间无法实现完全隔离而导致信号耦合到另一传输通道，造成射频性能降低甚至造成射频系统故障的技术问题。

本申请实施例中的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：

本申请实施例中的技术方案可以通过设置两个传输通路，并在两个传输通路上分别设置基于不同的信号其开闭状态相反的两个场效应管，通过处理器发出控制信号控制整个信号收发系统的收发工作周期、占空比、死区时间，从而能够实现信号接收通道和信号发射通道之间非常高的隔离度，并且还可实现射频收发功能的快速切换和灵活管控功能，因此具有提高整个天线系统的射频性能，降低系统故障率和扩大适应性的技术效果。

下面通过附图以及具体实施例对本申请技术方案做详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

实施例一

请参考图1，本申请实施例一提供一种射频通道隔离电路，应用于相控阵天线系统，包括：

处理器101，用以生成并输出操控信号；

射频收发器102，用以接收射频接收信号和发射射频发送信号；

第一信号传输通路103，设置在所述处理器和所述射频收发器的连接通路之间，且与所述射频收发器的第一输入端连接，用以接收所述操控信号并处理生成所述射频发送信号，其中包括：第一同相通路、第一反相通路、第一同相场效应管1031、以及第一反相场效应管1032，所述第一同相通路用以将所述操控信号处理为第一同相信号，并将所述第一同相信号输入第一同相场效应管1031；所述第一反相通路用以将所述操控信号处理为第一反相信号，并将所述第一反相信号输入第一反相场效应管1032，其中，所述第一同相信号和所述第一反相信号的相位相反，所述第一同相场效应管基于所述第一同相信号的开闭状态与所述第一反相场效应管基于所述第一反相信号的开闭状态相反；

第二信号传输通路104，与所述第一信号传输通路103并联设置在所述处理器101和所述射频收发器102的连接通路之间，且与所述射频收发器102上与所述第一输入端不同的第二输入端连接，用以接收所述射频接收信号并处理生成输出至所述处理器101的外部信号，其中包括：第二同相通路、第二反相通路、第二同相场效应管1041、以及第二反相场效应管1042；所述第二同相场效应管1041和所述第二反相场效应管1042基于所述射频接收信号的相位的开闭状态相反，也就是说，当所述第二同相场效应管1041处于开启时，所述第二反相场效应管1042处于关闭，当所述第二同相场效应管处于关闭时，所述第二反相场效应管处于开启。在所述第二同相场效应管1041为开启时，所述第二同相通路接收经所述第二同相场效应管输入的所述射频接收信号，并将所述射频接收信号处理为与所述射频接收信号同相的所述外部信号；在所述第二反相场效应管1042为开启时，所述第二反相通路接收经所述第二反相场效应管1042输入的所述射频接收信号，并将所述射频接收信号处理为与所述射频接收信号反相的所述外部信号。

所述处理器101具体可以为通用的中央处理器(cpu)，或具有特定应用的处理芯片、单片机或集成电路(英文：applicationspecificintegratedcircuit，简称：asic)，又或是一个或多个用于控制程序执行的集成电路。在本申请实施例中，所述处理器101具体可以为fpga芯片，从而使得整个射频电路具有精确控制的能力。

如图1所示，一方面，以信号发射方向的信号处理流程为例，所述第一信号传输通路可以为信号发射通路，该通路的处理过程如下：当所述处理器101接收或生成一操控信号后可以通过电路的双分结构将该操控信号分别传入第一同相通路和第一反相通路。

需要指出的是，本申请实施例中的所述相位相反可以是指两个信号具有不同电平，也可以是指两个信号具有不同幅值，等等，只要是互不相同的两个电路信号在本申请实施例的技术方案中则都可以视为相位相反。

也就是说，可以通过在所述第一同相通路和所述第一反相通路中设置相应的处理装置，从而将操控信号分别处理为互不相同的两个信号，也就是所述第一同相信号和所述第一反相信号。而所述第一同相信号会沿电路传输到所述第一同相场效应管，所述第一反相信号会沿电路传输到所述第一反相场效应管。由于所述第一同相信号和所述第一反相信号的相位相反，因此可以将基于不同信号而导通状态不同的场效应管分别作为所述第一同相场效应管和所述第一反相场效应管。例如，当所述第一同相信号的幅值为正，而所述第一反相信号的幅值为负时，所述第一同相场效应管可以为基于幅值为正的信号而处于导通状态的场效应管，而所述第一反相场效应管可以为基于幅值为负的信号而处于断开状态的场效应管；当然，在本申请实施例的技术方案中，所述第一同相场效应管与所述第一反相场效应管也可以为基于高电平信号处于导通状态，基于低电平信号处于断开状态的相同的场效应管。

因此，当所述第一同相场效应管处于导通状态时，所述第一反相场效应管必然处于断开状态，而当所述第一同相场效应管处于断开状态时，所述第一反相场效应管必然处于导通状态。而最终由所述第一信号传输通路中输出的控制信号则可以作为所述射频发送信号，并经所述射频收发器的第一输入端输入并处理最终完成发射。

另一方面，以信号接收方向的信号处理流程为例，所述第二信号传输通路可以为信号接收通路，该通路的处理过程如下：当所述射频收发器接收到外部设备发出的射频接收信号后，则可以通过所述射频收发器的第二输入端向所述第二信号传输通道输入所述射频接收信号。而通过电路的双分结构，该射频接收信号可分别传入第二同相场效应管和第二反相场效应管，由于所述第二同相场效应管和所述第二反相场效应管基于所述射频接收信号的相位的开闭状态相反。因此所述射频接收信号技能由所述第二同相场效应管和所述第二反相场效应管处中的一个输出。例如，当所述射频接收信号为高电平信号，且所述第二同相场效应管基于高电平信号为导通，所述第二反相场效应管基于高电平信号为断开时，那么该高电平的射频接收信号则只能从所述第二同相场效应管处输入，并经所述第二同相通路进行处理成为所述外部信号输入至所述处理器；反之，当所述射频接收信号为低电平信号，则由于所述第二同相场效应管基于低电平信号为断开，所述第二反相场效应管基于低电平信号为导通，那么该低电平的射频接收信号则只能从所述第二反相场效应管处输入，并经所述第二反相通路进行处理成为所述外部信号输入至所述处理器。

进一步地，本申请实施例中的所述第一同相通路和所述第二同相通路包括同相器；而所述第一反相通路和所述第二反相通路包括反相器，由此可以保证在信号发射方向上，实现将输入所述第一信号传输通路的信号分别处理为互不相同的所述第一同相信号和所述第一反相信号。

进一步地，本申请实施例中的所述第一同相场效应管和所述第二同相场效应管为相同的场效应管；和/或所述第一反相场效应管、和所述第二反相场效应管可以为相同的绝缘栅场效应管或结型场效应管。而所述射频收发器具体为射频soc芯片，所述射频soc芯片的信号发射通道为所述第一输入端，所述射频soc芯片的信号接收通道为所述第二输入端。所述第一同相场效应管的源极与第一电源1033连接，所述第一同相场效应管的栅极与所述第一同相通路的输出端连接，所述第一同相场效应管的漏极、与所述第一反相场效应管的源极、与所述射频soc芯片的信号发射通道的第一漏压1021连接，且所述第一反相场效应管的栅极和漏极接地；所述第二同相场效应管的源极与第二电源1043连接，所述第二同相场效应管的栅极与所述第二反相通路的输出端连接，所述第二同相场效应管的漏极、与所述第二反相场效应管的源极、与所述射频soc芯片的信号接收通道的第二漏压1022连接，且所述第二反相场效应管的栅极和漏极接地。同时，所述第一同相通路、和所述第一反相通路、和所述第二同相通路、和所述第二反相通路包括放大器，用以将所述放大器所在通路中的信号放大。所述处理器具体为fpga芯片。由于场效应管的导通时间典型值只有30ns，因此射频soc芯片的漏级电压能够快速地在电源电压和地电平之间切换，使所述射频soc芯片的信号接收通道和信号发射通道的开启状态和关闭状态的切换非常迅速，因此本申请实施例中的技术方案还具有提高信号接收通道和信号发射通道之间的状态切换效率的技术效果。

再进一步地，所述处理器101与所述射频soc芯片的信号发射通道的第一栅压1023连接，并且所述处理器与所述射频soc芯片的信号接收通道的第二栅压1024连接；所述处理器，用以向所述第一栅压1023发出第一控制信号以控制所述信号发射通道的开闭状态，向所述第二栅压1024发出第二控制信号以控制所述信号接收通道的开闭状态，以使所述信号发射通道与所述信号接收通道中的一个通道处于开启状态时，另一通道处于关闭状态。并且，所述处理器与所述第一栅压1023以及所述第二栅压1024之间的连接通路上还设置有数模转换器105，所述数模转换器105用以接收所述处理器发出的操作信号，并基于所述操作信号向所述第一栅压发出所述第一控制信号，和/或向所述第二栅压发出所述第二控制信号。从而可以在实际工作中，所述射频soc芯片的信号接收通道或信号发射通道的工作周期、占空比、死区时间都能够通过所述处理器灵活控制，非常适合高性能相控阵天线系统，并且还可以通过芯片自动控制的方式进一步保证芯片的信号接收通道和信号发射通道之间的信号隔离。因此本申请实施例中的技术方案还具有提高适用性的技术效果。

可见，本申请实施例中的技术方案可以通过设置两个传输通路，并在两个传输通路上分别设置基于不同的信号其开闭状态相反的两个场效应管，通过处理器发出控制信号控制整个信号收发系统的收发工作周期、占空比、死区时间，从而能够实现信号接收通道和信号发射通道之间非常高的隔离度，并且还可实现射频收发功能的快速切换和灵活管控功能，因此具有提高整个天线系统的射频性能，降低系统故障率和扩大适应性的技术效果。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。进一步地，本申请技术方案中的各个方法步骤可以颠倒，变换先后顺序而依然落入本申请所涵盖的发明范围中。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。