一种微带相控天线的波束切换设备的制作方法

1.本实用新型涉及天线控制技术领域，特别涉及一种微带相控天线的波束切换设备。


背景技术：

2.随着通讯技术的快速发展，天线在移动通讯发展中是必不可少的元件，其中微带天线具有体积小、重量轻等特点，在无线通讯中具有广泛的用途，微带波束切换天线可以产生多个窄波，当用户位置发生移动时，波束切换天线会根据状态改变窄波切换方向，一些基站配置中通常采用这种天线切换装置，当用户在基站的覆盖区域内移动变化时候，天线系统通过切换波束方向以对准用户，从而实现用户通讯，但是现有技术中，天线系统切换波束反应较慢，切换效率低，不能实现最佳的通讯状态，影响用户的通讯质量。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的旨在至少解决技术缺陷之一。
4.为此，本实用新型的一个目的在于提出一种微带相控天线的波束切换设备，包括：天线接收单元、双工器、天线发射单元、滤波电路、检测电路、模数转换电路、发射机、电源、信号处理器、波束切换开关、信号调理电路、功分器和移相器；天线接收单元与滤波电路连接，滤波电路与检测电路连接，以由检测电路对信号进行检测，检测电路与模数转换电路连接，模数转换电路与信号处理器连接，检测电路将检测后的信号通过模数转换电路发送到信号处理器中，信号处理器与波束切换开关连接，发射机通过波束切换开关与信号调理电路连接，信号调理电路与功分器连接，功分器与移相器连接，以由信号调理电路对发射机发射出的信号调理后发射到功分器，移相器与天线发射单元连接，双工器分别与天线接收单元和天线发射单元连接，以由双工器将天线发射单元发射的信号与天线接收单元接收的信号隔离。
5.优选的是，信号调理电路包括第二十一至第三十二电阻、第十三至第十九电容、第五至第七二极管、第四至第六运算放大器，第二十一电阻的一端与第二十二电阻的一端和第二十三电阻的一端连接，第四运算放大器的同向输入端与第二十二电阻的另一端和第十三电容的一端连接，第四运算放大器的反向输入端与第十四电容的一端连接，第四运算放大器的输出端与第十三电容的另一端和第二十四电阻的一端连接，第五运算放大器的同向输入端通过第二十六电阻与第二十五电阻的一端和第二十四电阻的另一端连接，第五运算放大器的反向输入端通过第二十七电阻接地，第二十五电阻的另一端通过第十五电容与第五运算放大器的输出端和第二十八电阻的一端连接，第二十八电阻的另一端与第十六电容的一端、第十七电容的一端和第二十九电阻的一端连接，第十六电容的另一端通过第三十电阻与第六运算放大器的输出端和和第三十二电阻的一端连接，第六运端放大器的同向输入端通过第十八电容与第二十九电阻的另一端连接，第十七电容的另一端与第五二极管的负极连接，第六运算放大器的反向输入端与第三十一电阻的一端连接，第三十二电阻的另
一端与第六二极管的正极、第七二极管的负极和第十九电容的一端连接。
6.在上述任一方案中优选的是，检测电路包括第一至第二十电阻、第一至第十二电容、第一至第四二极管、第一三极管、第一至第三运算放大器，第一运算放大器的反向输入端与第一电阻的一端连接，第一运算放大器的同向输入端与第二电容的一端连接，第一电阻的另一端与第二电阻的一端和第一电容的一端连接，第一三极管的基极与第二电阻的另一端连接，第一三极管的集电极与第三电容的一端、第八电阻的一端、第一二极管的负极、第二二极管的负极、第十二电阻的一端和第十三电阻的一端连接，第一三极管的发射极与第一电容的另一端、第三电容的另一端和第八电阻的另一端连接，第一运算放大器的输出端通过第五电阻与第四电容的一端连接，第四电容的另一端与第六电阻的一端连接，第六电阻的另一端与第七电阻和第五电容的一端连接，第七电阻的另一端与第九电阻的一端和第八电阻的另一端连接，第二电容的另一端通过第三电阻与第四电阻的一端连接，第四电阻的另一端与第三二极管的正极、第五电容的另一端和第六电容的一端连接，第一二极管的正极通过第十电阻与第七电容的一端连接，第二二极管的正极通过第十一电阻与第七电容的一端连接，第三运算放大器的同向输入端与第十二电阻的另一端和第十四电阻的一端连接，第三运算放大器的反向输入端通过第十一电容与第十七电阻一端连接，第三运算放大器的输出端与第十七电阻的另一端连接，第十七电阻另一端通过第二十一电阻与第二十电阻的一端和第十电容的一端连接，第二运算放大器的同向输入端通过第十五电阻与第十四电阻的另一端和第十三电阻的另一端连接，第二运算放大器的反向输入端通过第十六电阻与第十二电容的一端和第八电容的一端连接，第十二电容的另一端通过第十八电阻接地，第九电容与第十九电阻并联，其并联的一端与第八电容的另一端连接，并联的另一端与第二运算放大器的输出端和第二十电阻的一端连接。
7.在上述任一方案中优选的是，电源包括第三十三至第四十三电阻、第二十至第二十二电容、第八二极管、第九二极管、第二至第四三极管和电感，第三十三电阻的一端与第二十电容的一端、第四十三电阻的一端、第三十四电阻的一端和第二三极管的集电极连接，第三三极管集电极与第三十四电阻的另一端连接，第三三极管的基极通过第三十五电阻与第二三极管基极和第四十一电阻的一端连接，第二三极管的发射极通过第四十二电阻接地，第三十六电阻与第二十一电容并联，其并联的一端与第三三极管的发射极和电感的一端连接，并联的另一端与第四十一电阻的另一端和第八二极管的负极连接，电感的另一端与第三十八电阻的一端、第三十七电阻的一端和第二十二电容一端连接，第四三极管的集电极与第三十七电阻的另一端连接，第四三极管的基极通过第四十电阻与第二十二电容的另一端和第九二极管的负极连接，第四三极管的发射极接地，第三十八电阻的另一端与第三十九电阻的一端和电源的输出端连接。
8.本实用新型相对于现有技术的优点和有益效果为：
9.1、本实用新型的一种微带相控天线的波束切换设备，通过检测电路将接收到的信号发送给信号处理器，信号处理器根据检测的信号信息来控制波束的切换，使用户能够使用信号最佳的通讯状态，切换效率高，响应速度块。
10.2、本实用新型的一种微带相控天线的波束切换设备，发射机将信号发射后，通过信号调理电路能够使天线信号增益更高，损耗更小，从而实现更高质量的通讯。
11.3、本实用新型的一种微带相控天线的波束切换设备，供电稳定，功耗低，节约更多
成本，通过设置双工器能够保证发射和接收的信号互不干扰，减小了信号中的更多噪音，从而接收信号精度更高，传输质量好。
附图说明
12.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
13.图1为按照本实用新型的一种微带相控天线的波束切换设备结构框图；
14.图2为按照本实用新型的一种微带相控天线图1中所示的信号调理电路的电路原理图；
15.图3为按照本实用新型的一种微带相控天线图1中所示的检测电路的电路原理图；
16.图4为按照本实用新型的一种微带相控天线图1中所示的电源的电路原理图。
17.其中附图标记：
18.1-天线接收单元；2-双工器；3-天线发射单元；4-滤波电路；5-检测电路；6-模数转换电路；7-发射机；8-电源；9-信号处理器；10-波束切换开关；11-移相器；12-功分器；13-信号调理电路。
具体实施方式
19.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
20.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
21.如1图所示，按照本实用新型的一种微带相控天线的波束切换设备，包括：天线接收单元1、双工器2、天线发射单元3、滤波电路4、检测电路5、模数转换电路6、发射机7、电源8、信号处理器9，波束切换开关10、信号调理电路13、功分器12和移相器11；天线接收单元1与滤波电路4连接，滤波电路4与检测电路5连接，以由检测电路5对信号进行检测，检测电路5与模数转换电路6连接，模数转换电路6与信号处理器9连接，检测电路5将检测后的信号通过模数转换电路6发送到信号处理器9中，信号处理器9与波束切换开关10连接，发射机7通过波束切换开关10与信号调理电路13连接，信号调理电路13与功分器12连接，功分器12与移相器11连接，以由信号调理电路13对发射机7发射出的信号调理后发射到功分器12，移相器11与天线发射单元3连接，功分器12将信号发送到移相器，再由移相器11将信号通过天线发射单元3发射出去，双工器2分别与天线接收单元1和天线发射单元3连接，以由双工器2将天线发射单元3发射的信号与天线接收单元1接收的信号隔离。
22.本实用新型的一种微带相控天线的波束切换设备，通过检测电路5将接收到的信号发送给信号处理器9，信号处理器9根据检测的信号信息来控制波束的切换，使用户能够
使用信号最佳的通讯状态，切换效率高，响应速度块。
23.进一步的，如图2所示，信号调理电路13包括第二十一至第三十二电阻、第十三至第十九电容、第五至第七二极管、第四至第六运算放大器，第二十一电阻r21的一端与第二十二电阻r22的一端和第二十三电阻r23的一端连接，第四运算放大器u4的同向输入端与第二十二电阻r22的另一端和第十三电容c13的一端连接，第四运算放大器u4的反向输入端与第十四电容c14的一端连接，第四运算放大器u4的输出端与第十三电容c13的另一端和第二十四电阻r24的一端连接，第五运算放大器u5的同向输入端通过第二十六电阻r26与第二十五电阻r25的一端和第二十四电阻r24的另一端连接，第五运算放大器u5的反向输入端通过第二十七电阻r27接地，第二十五电阻r25的另一端通过第十五电容c15与第五运算放大器u5的输出端和第二十八电阻r28的一端连接，第二十八电阻r28的另一端与第十六电容c16的一端、第十七电容c17的一端和第二十九电阻r29的一端连接，第十六电容c16的另一端通过第三十电阻r30与第六运算放大器u6的输出端和和第三十二电阻r32的一端连接，第六运端放大器的同向输入端通过第十八电容c18与第二十九电阻r29的另一端连接，第十七电容c17的另一端与第五二极管d5的负极连接，第六运算放大器u6的反向输入端与第三十一电阻r31的一端连接，第三十二电阻r32的另一端与第六二极管d6的正极、第七二极管d7的负极和第十九电容c19的一端连接，第十九电容c19、第七二极管d7的正极、第五二极管d5的正极、第三十一电阻r31的另一端、第二十七电阻r27的另一端、第二十三电阻r23的另一端和第十四电容c14的另一端接地。
24.信号调理电路13将要发射出去的信号经过调理后，发射出去，信号增益高，损耗小，从而通话质量高。
25.进一步的，如图3所示，检测电路5包括第一至第二十电阻、第一至第十二电容、第一至第四二极管、第一三极管、第一至第三运算放大器，第一运算放大器u1的反向输入端与第一电阻r1的一端连接，第一运算放大器u1的同向输入端与第二电容c2的一端连接，第一电阻r1的另一端与第二电阻r2的一端和第一电容c1的一端连接，第一三极管q1的基极与第二电阻r2的另一端连接，第一三极管q1的集电极与第三电容c3的一端、第八电阻r8的一端、第一二极管d1的负极、第二二极管d2的负极、第十二电阻r12的一端和第十三电阻r13的一端连接，第一三极管q1的发射极与第一电容c1的另一端、第三电容c3的另一端和第八电阻r8的另一端连接，第一运算放大器u1的输出端通过第五电阻r5与第四电容c4的一端连接，第四电容c4的另一端与第六电阻r6的一端连接，第六电阻r6的另一端与第七电阻r7和第五电容c5的一端连接，第七电阻r7的另一端与第九电阻r9的一端和第八电阻r8的另一端连接，第二电容c2的另一端通过第三电阻r3与第四电阻r4的一端连接，第四电阻r4的另一端与第三二极管d3的正极、第五电容c5的另一端和第六电容c6的一端连接，第一二极管d1的正极通过第十电阻r10与第七电容c7的一端连接，第二二极管d2的正极通过第十一电阻r11与第七电容c7的一端连接，第三运算放大器u3的同向输入端与第十二电阻r12的另一端和第十四电阻r14的一端连接，第三运算放大器u3的反向输入端通过第十一电容c11与第十七电阻r17一端连接，第三运算放大器u3的输出端与第十七电阻的另一端连接，第十七电阻r17另一端通过第二十一电阻r21与第二十电阻r20的一端和第十电容c10的一端连接，第二运算放大器u2的同向输入端通过第十五电阻r15与第十四电阻r14的另一端和第十三电阻r13的另一端连接，第二运算放大器u2的反向输入端通过第十六电阻r16与第十二电容c12
的一端和第八电容c8的一端连接，第十二电容c12的另一端通过第十八电阻r18接地，第九电容c9与第十九电阻r19并联，其并联的一端与第八电容c8的另一端连接，并联的另一端与第二运算放大器u2的输出端和第二十电阻r20的一端连接，第三二极管的负极d3、第六电容c6的另一端、第四二极管d4的负极和第七电容c7的另一端接地。
26.检测电路5将检测到的信号发送给信号处理器9，信号处理器9接收到检测信号后，进行波束切换，从而使移动通信的信号通讯状态达到最佳，提高通话质量。
27.进一步的，如图4所示，电源8包括第三十三至第四十三电阻、第二十至第二十二电容、第八二极管d8、第九二极管d9、第二至第四三极管和电感l，第三十三电阻r33的一端与第二十电容c20的一端、第四十三电阻r43的一端、第三十四电阻r34的一端和第二三极管q2的集电极连接，第三三极管q3集电极与第三十四电阻r34的另一端连接，第三三极管q3的基极通过第三十五电阻r35与第二三极管q2基极和第四十一电阻r41的一端连接，第二三极管q2的发射极通过第四十二电阻r42接地，第三十六电阻r36与第二十一电容c21并联，其并联的一端与第三三极管q3的发射极和电感l的一端连接，并联的另一端与第四十一电阻r41的另一端和第八二极管d8的负极连接，电感l的另一端与第三十八电阻r38的一端、第三十七电阻r37的一端和第二十二电容c22一端连接，第四三极管q4的集电极与第三十七电阻r37的另一端连接，第四三极管q4的基极通过第四十电阻r40与第二十二电容c22的另一端和第九二极管d9的负极连接，第四三极管q4的发射极接地，第三十八电阻r38的另一端与第三十九电阻r39的一端和电源8的输出端连接；电源8以提供稳定可靠的供电方式，可以防止电流电压的突变而对信号处理器9造成损坏，能够保证电路的安全稳定，电量损耗低，节约更多的能源成本。
28.可选的，信号处理器9采用tms320f28335pgfa型号的芯片。
29.本实用新型实施例工作过程为：天线接收单元1接收信号，信号通过滤波电路4进行滤波，滤波后的信号经过检测电路5，检测电路5将检测到的信号通过模数转换电路6发送到信号处理器9中，信号处理器9根据检测电路检测到的信号情况，控制波束切换开关10进行波束切换，由发射极发射出的信号经过信号调理电路13进行信号调理，调理后的信号经过功分器12到达移相器11，移相器11再经过天线发射单元3将信号发射出去。
30.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
31.尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本实用新型的范围由所附权利要求及其等同限定。