一种高隔离多通道的收发装置的制作方法

本实用新型涉及多通道耦合技术领域，尤其涉及一种高隔离多通道的收发装置。

背景技术：

mimo(multiple-inputmultiple-output)技术是利用发射端的多个天线各自独立发送信号，同时在接收端用多个天线接收并恢复原信息，具有信道容量大、信道的可靠性强和系统的波束赋形能力强的优点，被视为下一代移动通信与雷达的核心技术。而具有高隔离度的多通道收发信机是实现可灵活配置mimo的必要条件，多通道收发信机各通道之间的隔离度是决定收发信机乃至系统性能的关键指标。

通常mimo系统中各信道的功能是完全相同的，显然，除了mimo外，还有许多其它场合也需要采用多通道收发信机，如多模通信收发信机、多模导航收发信机等，此时各通道之间可能是完全不一样。因此，在工程实际中，通道间隔离度对各系统的影响不尽相同，导致不同场景下，系统对多通道间隔离度的要求不太一样；但是不管何种场景，通道间隔离度越高，产品性能越好。但是传统的收发信机存在射频多通道隔离度不够，造成产品性能较差。

技术实现要素：

基于背景技术存在的技术问题，本实用新型提出了一种高隔离多通道的收发装置，提高了射频多通道间的隔离度，进一步得到性能较好的产品。

本实用新型提出的一种高隔离多通道的收发装置，包括壳体和设置于壳体中的基板，基板上表面设置有多个射频通道模块，每个射频通道模块的输入端连接有射频连接器、输出端输出处理后的射频信号，每个射频通道模块的四周环绕设置有用于消弱射频通道模块之间相互耦合的第一隔离装置，第一隔离装置与基板固定连接，射频连接器的外导体依次穿过壳体、第一隔离装置之后与第一隔离装置及基板均固定连接。

进一步地，基板上的第一隔离装置一体成型，第一隔离装置包括第一隔墙和第二隔墙，第一隔墙的端部与第二隔墙连接，第一隔墙设置于相邻射频通道模块之间，两相邻射频通道模块共用一个第一隔墙，第二隔墙与壳体内壁固定连接。

进一步地，第一隔离装置上开设有多个第一螺纹孔，基板在与第一螺纹孔的连接处开设有第二螺纹孔，第一隔离装置通过螺栓贯穿第二螺纹孔与第一螺纹孔固定连接。

进一步地，基板包括中间整版地、上部射频通道层和下部本振源层，中间整版地、上部射频通道层和下部本振源层依次一体成型，多个射频通道模块设置于上部射频通道层上。

进一步地，上部射频通道层在与第一隔离装置的连接处设置有第一刮亮层，第一隔离装置与基板在第一刮亮层处焊接连接，所述第一刮亮层上开设有与中间整版地连通的第一接地孔，第一隔离装置通过第一接地孔与中间整版地连通，以消弱各射频通道模块之间通过共用基板形成的耦合。

进一步地，所述射频通道模块包括信号预处理单元和信号频率处理单元，信号预处理单元的输入端输入射频信号、输出端与信号频率处理单元的一输入端连接；

信号预处理单元包括限幅器、低噪放和镜像抑制滤波器，限幅器的输入端输入射频信号、输出端与低噪放的输入端连接，低噪放的输出端与镜像抑制滤波器的输入端连接，镜像抑制滤波器的输出端与信号频率处理单元的输入端连接；

信号频率处理单元包括混频器、中频滤波器和中频放大器，混频器的输入端与镜像抑制滤波器的输出端连接、输出端与中频滤波器的输入端连接，中频滤波器的输出端与中频放大器的输入端连接，中频放大器的输出端输出处理后的射频信号。

进一步地，下部本振源层设置有本振消弱装置，所述消弱装置包括本振源、放大器、功分器和本振滤波器，本振源的输出端与放大器的输入端连接，放大器的输出端和功分器的输入端连接，功分器的n个输出端分别连接到n个本振滤波器的输入端，n个本振滤波器的输出端分别连接到n个混频器输入端。

进一步地，下部本振源层还设置有分别与多个射频通道模块的输出端连接的多个下腔射频通道模块，每个下腔射频通道模块的外周环绕设置有用于消弱下腔射频通道模块之间相互耦合的第二隔离装置；

下部本振源层在与第二隔离装置的连接处设置有第二刮亮层，第二隔离装置与下部本振源层在第二刮亮层处焊接连接，所述第二刮亮层上开设有与中间整版地连通的第二接地孔，第二隔离装置通过第二接地孔与中间整版地连通，以消弱各下腔射频通道模块之间通过共用基板形成的耦合。

进一步地，第一隔墙在远离基板的一端连接有上盖板，上盖板、第一隔离装置、基板、壳体共同构成用于消弱射频通道模块之间耦合的第一电磁屏蔽机构；

第二隔离装置在远离基板的一端与壳体内壁接触连接，第二隔离装置、基板、壳体共同构成用于消弱下腔射频通道模块之间耦合的第二电磁屏蔽机构；

进一步地，还包括电源模块，电源模块的其中一输出端与所述本振源的电源输入端连接、剩余n个输出端分别与射频通道模块的n个电源输入端一一连接；

电源模块包括dc/dc变换器和低压差线性稳压器，dc/dc变换器的输出端和低压差线性稳压器的输入端连接，低压差线性稳压器的输出端分别与本振源的电源输入端、射频通道模块的电源输入端连接。

本实用新型提供的一种高隔离多通道的收发装置的优点在于：本实用新型结构中提供的一种高隔离多通道的收发装置，第一隔离装置将多个射频信号进行隔离，避免了射频信号之间的相互串扰和耦合，提高改善多射频通道之间的隔离度，提高了射频信号的传输稳定性；第一隔离装置通过第一接地孔与中间整版地连通，形成第一过孔电磁屏蔽墙，以消弱各射频通道模块之间通过共用基板形成的耦合；第一过孔电磁屏蔽墙、上盖板、第一隔离装置、基板、壳体共同构成用于消弱射频通道模块之间耦合的第一电磁屏蔽机构；第二过孔电磁屏蔽墙、第二隔离装置、基板、壳体共同构成用于消弱下腔射频通道模块之间耦合的第二电磁屏蔽机构；在本振源与射频通道模块之间设置本振滤波器，甚至增设微波单向器，以消弱各射频通道间通过本振信号网络形成的耦合，以提高本振信号与射频信号混频后中频信号的稳定输出，因此提高了依托于该射频信号传输的产品性能；本振消弱装置与射频通道模块采用独立的低压差线性稳压器进行供电，从而消弱各射频通道间通过馈电网络形成的耦合；

附图说明

图1为本实用新型一种高隔离多通道的收发装置的结构示意图；

图2为第一隔离装置与上部射频通道层的连接结构示意图；

图3为第二隔离装置与下部本振源层的连接结构示意图；

图4为上部射频通道层上第一刮亮层与第一接地孔的结构示意图；

图5为射频连接器分别与第一隔离装置、基板的连接结构示意图；

图6为射频通道模块、本振消弱装置、电源模块之间的连接关系图；

其中，1-基板，2-壳体，3-射频连接器，4-上盖板，11-中间整版地，12-上部射频通道层，13-下部本振源层，14-第一刮亮层，15-第一接地孔，16-信号过孔，30-射频连接器的内导体，31-射频连接器的外导体，32-第一焊料，33-第二焊料，100-射频通道模块，101-信号预处理单元，102-信号频率处理单元，110-第一隔离装置，111-第一隔墙，112-第二隔墙，113-第一螺纹孔，114-第二螺纹孔，115-连接螺栓，116-上隔离空腔，120-本振消弱装置，130-下腔射频通道模块，140-第二隔离装置，141-下隔离腔，200-电源模块。

具体实施方式

下面，通过具体实施例对本实用新型的技术方案进行详细说明，在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。

参照图1至6，本实用新型提出的一种高隔离多通道的收发装置，壳体2和设置于壳体2中的基板1，基板1上表面设置有多个射频通道模块100，每个射频通道模块100的输入端连接有射频连接器3、输出端输出处理后的射频信号，每个射频通道模块100的外周环绕设置有用于消弱射频通道模块100之间相互耦合的第一隔离装置110，第一隔离装置110与基板1固定连接，射频连接器3的外导体依次穿过壳体2、第一隔离装置110之后与第一隔离装置110及基板1均固定连接。

如图5所示，射频连接器的内导体30与基板1焊接，形成第二焊料33，射频连接器的外导体31与第一隔离装置110及基板1的第一刮亮层14焊接，形成第一焊料32，最后射频连接器3与第一隔离装置110通过连接螺栓115固定连接，实现射频连接器3与基板1、第一隔离装置110的稳定连接，使得射频连接器3输入的射频信号能全部进入第一隔离装置110形成的射频通道中，进入各自的射频通道模块100，降低了射频信号之间的串扰；射频连接器3的内导体30的输出端与射频通道模块100的输入端连接，射频连接器3输出射频信号进入射频通道模块100中，多个射频通道模块100中分别输入射频信号，第一隔离装置110将多个射频信号进行隔离，避免了射频信号之间的相互串扰和耦合，提高改善多射频通道之间的隔离度，提高了射频信号的传输稳定性。

如图1所示，基板1包括中间整版地11、上部射频通道层12和下部本振源层13，中间整版地11、上部射频通道层12和下部本振源层13依次一体成型，多个射频通道模块100设置于上部射频通道层12上；避免了传统设置两个分离的基板，且该分离基板需要开槽处理所造成基板加工较复杂的缺陷。

如图2和4所示，基板1上的第一隔离装置110一体成型，第一隔离装置110包括第一隔墙111和第二隔墙112，第一隔墙111的端部与第二隔墙112连接，第一隔墙111设置于相邻射频通道模块100之间，第一隔离装置110中相邻第一隔墙之间形成上隔离空腔116，每个射频通道模块100分别设置于上隔离空腔116中，两相邻射频通道模块100共用一个第一隔墙111，第二隔墙112与壳体2内壁固定连接。安装时，可以将一体成型的第一隔离装置110直接放置于上部射频通道层12上，上部射频通道层12在与第一隔离装置110的连接处设置有第一刮亮层14，第一隔离装置110与基板1在第一刮亮层14处焊接连接，所述第一刮亮层14上开设有与中间整版地11连通的第一接地孔15，第一隔离装置110通过第一接地孔15与中间整版地11连通，形成过孔电磁屏蔽墙，以消弱各射频通道模块100之间通过共用基板1形成的耦合。通过第一刮亮层对射频通道模块100进行优化布局和布线，第一刮亮层是按电路功能不同对射频通道模块100进行分割，因此通过第一隔离装置110与第一刮亮层的固定连接，将各射频通道进行隔离。

在第一隔离装置110与上部射频通道层12焊接时，事先在第一隔离装置110上开设有多个第一螺纹孔113，基板1在与第一螺纹孔113的连接处开设有第二螺纹孔114，第一隔离装置110通过螺栓贯穿第二螺纹孔114与第一螺纹孔113固定连接，首先通过螺栓将第一隔离装置110与上部射频通道层12之间固定连接，然后将基板1放置于焊接炉进行焊接，螺栓贯穿第二螺纹孔114和第一螺纹孔113的设置，使得第一隔离装置110在焊接时不易发生变形，提高了第一隔离装置110的焊接效果；焊接完成后，螺栓仍然穿过第二螺纹孔114和第一螺纹孔113固定，提高了第一隔离装置110与上部射频通道层12的固定强度和连接稳定性。

如图3所示，当射频通道模块100不能全部在上部射频通道层12上设置时，可以将部分射频通道模块100设置于下部本振源层13上，用下腔射频通道模块130表示下部本振源层13上的射频通道模块，多个射频通道模块100的输出端与对应的多个下腔射频通道模块130的输入端连接。同样，每个下腔射频通道模块130的外周环绕设置有用于消弱下腔射频通道模块130之间相互耦合的第二隔离装置140，第二隔离装置140与第一隔离装置110结构类似，均是由于隔离相邻射频通道模块之间的耦合。

为了提高第二隔离装置140的隔离效果，下部本振源层13在与第二隔离装置140的连接处设置有第二刮亮层，通过第二刮亮层对下腔射频通道模块130进行优化布局和布线，第二刮亮层是按电路功能不同对下腔射频通道模块130进行分割。第二隔离装置140与下部本振源层13在第二刮亮层处焊接连接，第二隔离装置140中形成相互隔离的下隔离腔141，下腔射频通道模块130设置于下隔离腔141中。

所述第二刮亮层上开设有与中间整版地11连通的第二接地孔，第二隔离装置140通过第二接地孔与中间整版地11连通，形成第二过孔电磁屏蔽墙，以消弱各下腔射频通道模块130之间通过共用基板1形成的耦合。同样也设置螺纹孔，以提高第二隔离装置140与下部本振源层13的固定强度。

信号过孔16依次穿过上部射频通道层12、中间整版地11、下部本振源层13，实现上部射频通道层12上的元器件与下部本振源层13上的元器件之间的信号电气互通，即直接实现基板1上下表面上射频通道模块100与本振消弱装置120之间的电气连通，避免了传统收发信机中需要事先在两个分离基板间设置绝缘子来实现电气连接的缺陷，简化了整个射频多通道的结构设置和电气连接设置，从而大大降低了产品壳体加工难度。

如图1所示，第一隔离装置110在远离基板1的一端连接有上盖板4，上盖板4、第一隔离装置110、基板1、壳体2共同构成用于消弱射频通道模块100之间耦合的第一电磁屏蔽机构；通过第一电磁屏蔽机构消弱产品由于射频多通道腔体空间辐射引入的通道间耦合。

第二隔离装置140在远离基板1的一端与壳体2内壁接触连接，第二隔离装置140、基板1、壳体2共同构成用于消弱下腔射频通道模块130之间耦合的第二电磁屏蔽机构；通过第二电磁屏蔽机构消弱产品由于下腔射频通道模块的多个通道腔体辐射引入的通道间耦合。

如图6所示，所述射频通道模块100包括信号预处理单元101和信号频率处理单元102，信号预处理单元101的输入端输入射频信号、输出端与信号频率处理单元102的一输入端连接。

信号预处理单元101包括限幅器、低噪放和镜像抑制滤波器，限幅器的输入端输入射频信号、输出端与低噪放的输入端连接，低噪放的输出端与镜像抑制滤波器的输入端连接，镜像抑制滤波器的输出端与信号频率处理单元102的输入端连接；信号频率处理单元102包括混频器、中频滤波器和中频放大器，混频器的输入端与镜像抑制滤波器的输出端连接、输出端与中频滤波器的输入端连接，中频滤波器的输出端与中频放大器的输入端连接，中频放大器的输出端输出处理后的射频信号。

进一步地，下部本振源层13设置有本振消弱装置120，所述消弱装置包括本振源、放大器、功分器和本振滤波器，本振源的输出端与放大器的输入端连接，放大器的输出端和功分器的输入端连接，功分器的n个输出端分别连接到n个本振滤波器的输入端，n个本振滤波器的输出端分别连接到信号频率处理单元102的n个混频器输入端。本振源产生的本振信号通过放大器放大后进入功分器进行功分，功分器将一个本振信号功分成n个本振信号，n个本振信号分别进入n个本振滤波器中，然后n个本振信号分别对应进入n个混频器中，该n个本振信号、n个本振滤波器、n个射频通道模块100中的混频器数量相同。

本振消弱装置120输出的本振信号与射频信号在信号频率处理单元102的混频器中进行混频，得到一定频率的中频信号，然后该中频信号输送到中频滤波器中进行频率选择，将较低和较高的频率信号过滤掉，得到处于一定频率区间的中频信号，然后该中频信号进入中频放大器中进行功率放大，最终得到具有指定频率特性的射频信号。由于各射频通道之间通过本振消弱装置120、第一隔离装置110、第二隔离装置140进行消弱射频通道之间的耦合，提高了各射频通道之间的隔离度，因此提高了依托于该射频信号传输的产品性能，例如产品：多通道的收发信机。

本振滤波器通过对射频信号进行滤波处理，使得射频信号的信号耦合度降低到设定范围内。当本振滤波器不足以将通过本振信号馈电网络引入的射频信号间耦合度降到设定范围时，可以增加微波单向器，微波单向器的输入端与本振滤波器的输出端连接、输出端与混频器的本振输入端连接。

当由于混频器各端口间隔度不够，出现耦合到本振端口的射频信号或中频信号，可以通过功分器、本振滤波器、微波单向器的衰减，最后消弱了通过另一个混频器本振端口到射频或中频端口的耦合，到达另一个射频通路的信号强度，从而进一步提高了射频信号的传输稳定性。

作为一实施例：假设混频器射频端口(输入端)或中频端口(输出端)与本振端口间耦合度为-15dbc，微波单向器的反向耦合度为-20dbc，本振消弱装置120对射频信号或中频信号的抑制度为-20dbc，功分器的端口耦合度为-15dbc，则通过本振源信号网络引入的信号耦合度为：

-(15+20+20+15+20+15)＝-105dbc

若不采用微波单向器，只采用本振滤波器时，功分器与混频器之间的耦合度为-85dbc，可以满足大多数依托于射频传输的产品，当不满足时，可以适当采用微波单向器进行功分器与混频器两者之间耦合度的调整，以提高依托于射频传输的产品性能。

如图6所示，还包括电源模块200，电源模块200的其中一输出端与所述本振源的电源输入端连接、剩余n个输出端分别与射频通道模块100的n个电源输入端一一连接；

电源模块200包括dc/dc变换器和低压差线性稳压器，dc/dc变换器的输出端和低压差线性稳压器的输入端连接，低压差线性稳压器的输出端分别与本振源的电源输入端、射频通道模块100的电源输入端连接。

电源模块200中的供电电压经过dc/dc变换器得到n+1个电压信号，其中一个电压信号通过一个低压差线性稳压器输送到本振消弱装置120的本振源中，以实现本振源稳定工作产生本振信号；另n个电压信号分别通过n个低压差线性稳压器与n个射频通道模块100一一对应连接，以向n个射频通道模块100供电。射频通道模块100和本振消弱装置120采用独立的低压差线性稳压器分别通过电源模块进行供电，从而消弱各射频通道间通过馈电网络形成的耦合，进一步提高了射频信号在射频通道中的稳定性。

在该装置组装时，首先将射频输入的射频连接器的外导体31与第一隔离装置110及基板1均焊接在一起，射频连接器的内导体30的输出端与射频通道模块100一一连通，调试完成后，该第一隔离装置110的上部可以采用上盖板4进行电磁密封，最终形成上盖板4、第一隔墙111、基板1、壳体2共同构成用于消弱射频通道模块100之间耦合的第一电磁屏蔽机构。以消弱产品由于射频多通道腔体空间辐射引入的通道间耦合。提高了射频的稳定传输，进一步提高了依托于该射频多通道传输的产品性能。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。